تعتمد الخلايا، لاستخلاص الطاقة، على مدخراتها من مواد القيت، خاصة السكريات. هذه الأخيرة تتشكل من مجموعة من الجزيئات، أهمها الكليكوز. هذا الكليكوز يتعرض للهدم (انحلال)، على مستوى الجبلة الشفافة للخلايا عبر مجموعة من التفاعلات، ينتج عنها مُركبات عضوية وطاقية.
يمثل الشكل جانبه، التركيب الجزيئي للكليكوز، والذي يتكون من ذرات الكربون و الأكسجين و الهيدروجين (C6H12O6). ترتبط ذرات الكربون فيما بينها بروابط تساهمية تخزن طاقة كبيرة.
تعتبر الـ ATP (أدينوزين ثلاثي فوسفات)، جزيئة طاقية تتكون من قاعدة آزوتية و سكر ريبوزي، إضافة إلى ثلاث مجموعات فوسفاتية. تُخزِن الروابط التساهمية بين المجموعات الفوسفاتية، طاقة مهمة، يتم توفيرها للخلية للقيام بمختلف أنشطتها وذلك بتحرير إحدى المجموعات الفوسفاتية، فيتحول الـATP إلى ADP (أدينوزين ثنائي فوسفات). عند هدم المواد العضوية، يتم تخزين الطاقة المحررة، و ذلك بتركيب ATP إضافة إلى تَشكُل نواقل مُختزَلة (+NADH+H و FADH2).
تتم عملية انحلال الكليكوز عبر مجموعة من التفاعلات، يمكن تلخيصها في ثلاثة مراحل. توضح الوثائق أسفله، أبرز هذه التفاعلات مع المُركبات الناتجة في كل مرحلة.
- 1. صف مختلف التحولات التي تتعرض لها جزيئة الكليكوز خلال انحلالها.
- المرحلة الأولى : يتم خلالها تثبيت مجموعات فوسفاتية على مستوى جزيئة الكليكوز، انطلاقا من جزيئتين ATP، فتتشكل في نهاية هذه المرحلة جزيئة فريكتوز 6,1 ثنائي فوسفات. يلاحظ خلال هذه المرحلة، أن الخلية تفقد طاقة بحلمأتها لجزيئتين ATP، هذا الأمر يهدف الى تعديل بنية جزيئة الكليكوز، بحيث يمكن لاحقا استخلاص طاقة أكبر منها.
- المرحلة الثانية : خلال هذه المرحلة تنشطر جزيئة فريكتوز 6,1 ثنائي فوسفات (المُشكَلة من 6 ذرات من الكربون)، إلى جزيئتين غليسير ألدييد 3 فوسفات (مُشكَلتين من 3 ذرات من الكربون)، كل واحدة منهما ستتحول إلى حمض غليسيري 3,1 ثنائي فوسفات. هذا التحول يكون مُصاحَبا باختزال جزيئتين +NAD إلى +NADH+H، إضافة إلى تثبيت الفوسفات اللاعضوي Pi على كل جزيئة ناتجة.
- المرحلة الثالثة : تعرف هذه المرحلة تركيب جزيئات ATP، حيث تتم إزالة الفوسفات من الحمض الغليسيري 3,1 ثنائي فوسفات عبر مرحلتين، فيَنتُج حمض البيروفيك. يساهم الفوسفات المحرر في تركيب جزيئات ATP من خلال تفسفر ADP. يَنتُج عن تشكل كل جزيئة حمض البيروفيك، تركيب جزيئتين ATP.
- 2. استخلص الحصيلة الكيميائية و الطاقية لانحلال الكليكوز.
ملخص الفقرة
يتم انحلال الكليكوز على مستوى الجبلة الشفافة للخلايا، و ذلك عبر مجموعة من المراحل تعرف في نهايتها تشكل جزيئتين من حمض البيروفيك، اضافة إلى إنتاج جزيئتين ATP.
بعد ذلك، يعرف حمض البيروفيك مصيرين مختلفين حسب ظروف الوسط : في وجود الأكسجين، سينتقل إلى الميتوكندري حيث سيتعرض لمجموعة من التفاعلات (التنفس)، و في غياب الأكسجين، سيبقى في الجبلة الشفافة للخلية (التخمر).
باقي فقرات الفصل :
- تقديم (تحرير الطاقة الكامنة على مستوى المادة العضوية)
- الكشف عن الظواهر المسؤولة عن تحرير الطاقة و موقعها
- بنية الميتوكندري
- هدم حمض البيروفيك داخل الميتوكندري
- السلسلة التنفسية و شروط تركيب الـ ATP
- تفاعلات السلسلة التنفسية (التفسفر المؤكسد)
- مصير حمض البيروفيك خلال التخمر
- الحصيلة الطاقية و المردود الطاقي للتنفس و التخمر