تفاعلات التنفس الهوائي في النبات

تفاعلات التنفس الهوائي في النبات

يحتاج إلى وجود O₂ في معظم الكائنات الحية. وكمية الطاقة ATP الناتجة تكون كبيرة. أما عن مكان حدوثه فهو في السيتوبلازم و الميتوكوندريا في الكائنات حقيقية النواة. وفي السيتوبلازم فقط في أولية النواة. تحدث خطوات التنفس الهوائي على مرحلتين الأولى تتم في السيتوبلازم والثانية في الميتوكوندريا. وذلك كما في الخطوات التالية:

الخطوة الأولى: التحلل السكري:

تتم في السيتوبلازم. وخطواتها كما في التنفس اللاهوائي الا أنها تنتهي بتكوين حامض البيروفيك. ثم يتحول حامض البيروفيك في تفاعل انتقالي معطياً خلات مرافق الإنزيم أ (Acetyl Co-A) التي تدخل دورة كربس في الميتوكوندريا.

رسم توضيحي لتحول حامض البيروفيك إلى خلات مرافق الإنزيم A ويطلق على هذه الخطوة التفاعل الإنتقالي الذي يربط بين التحلل السكري ودورة كربس

رسم مخطط خطوات التحلل السكري تحت ظروف التنفس اللاهوائي

الخطوة الثانية:- دورة كربس (Krebs cycle):

سلسلة من التفاعلات والتحولات تتم في الميتوكوندريا على شكل دائري. تبدأ بارتباط خلات مرافق الإنزيم A مع حامض الاكسالوخليك ليتكون حامض الستريك ثم أيسوستريت ثم الفا-كيتو جلوتاريت ثم حامض السكسنيك ثم حامض الفيوماريك ثم حامض الماليك الذي يتحول إلى حامض الاكسالوخليك ليعيد الدورة مرة أخرى.

* ينتج من دورة كربس جزيئين من مركب الطاقة (ATP) + (8 NADH) + (2 FADH2).

خطوات تفاعلات دورة كربس

الخطوة الثالثة:- سلسلة النقل الالكتروني (Electron transport chain):

* تدخل مركبات (NADH) و (FADH2) الناتجة من التحلل السكري ودورة كربس في سلسلة النقل الالكتروني (Electron transport chain). حيث تتأكسد لتنطلق منها ايونات الهيدروجين والالكترونات عالية الطاقة التي تتناقلها سلسلة من المركبات حاملات الالكترونات (Electron carriers) يرافق ذلك انطلاق ايونات الهيدروجين إلى الفراغ بين الغشائين الداخلي والخارجي للميتوكوندريا لينتج عنه تدرج في تركيز ايونات الهيدروجين والذي يعرف بالتدرج الكهروكيميائي (Electrochemical gradient) الذي يلعب دوراً مباشراً في بناء مركب الطاقة (ATP).

* كل جزيء (NADH) يدخل سلسلة النقل الالكتروني ينتج عنه ثلاثة جزيئات من مركب الطاقة ،(3 ATP)ما عدا أنواع معينه من الخلايا (مثل خلايا العضلات الهيكلية والمخ) فان أكسدة جزيئي (2 NADH) الناتجة من التحلل السكري ينتج عنها ( 4ATP) بدلا من 6 جزيئات. بينما يتكون جزيئان من مركب الطاقة (ATP) في حالة دخول (FADH2).

حساب الطاقة (Energy account)

يتم إنتاج ثلاثة جزيئات من مركب الطاقة (3 ATP) من كل مركب (NADH) يدخل سلسلة النقل