سوال های تشریحی گفتار دوم فصل پنجم زیست شناسی دوازدهم

در حال طرح پرسش

قدردان شکیبایی شما هستیم!

فصل ۵. از ماده به انرژی

گفتار ۲. اکسایش بیشتر

پرسش‌های دو گزینه‌ای

▪️ در هر جمله با انتخاب یکی از عبارات داخل پرانتز جمله درست را به دست آورید. 

الف) در چرخه کربس، ضمن ترکیب (پیرووات – استیل کوآنزیم A) با مولکولی (سه کربنی – چهار کربنی)، (کوآنزیم A – استیل) جدا و مولکولی (پنج کربنی – شش کربنی)، ایجاد می‌شود.

استیل کوآنزیم A –  چهار کربنی – کوآنزیم A – شش کربنی

در طی واکنش‌های متفاوتی که در چرخه کربس رخ می‌دهد، (دو –  سه) اتم کربن به صورت CO2 آزاد و مولکول (پنج کربنی – چهار کربنی) برای گرفتن (استیل کوآنزیم – پیرووات) دیگر، بازسازی می‌شود.

دو – چهار کربنی – استیل کوآنزیم 

از اکسایش هر مولکول (چهار – شش) کربنی در واکنش‌های چرخه کربس، مولکول‌های FADH2 ،NADH و ATP در محل‌های (یکسانی – متفاوتی) از چرخه تشکیل می‌شوند.

شش – متفاوتی

FADH2 ترکیبی (کلسترول‌دار – نوکلئوتیددار) و (برخلاف – همانند) NADH حامل الکترون است.

نوکلئوتیددار – همانند

با انجام قندكافت، (کاهش – اکسایش) پیرووات و چرخه (کالوین – کربس)، مولکول گلوکز تا تشکیل مولکول‌های CO2 تجزیه می‌شود.

اکسایش – کربس

پرسش‌های سطر به سطر

▪️ جاهای خالی عبارات زیر را با کلمات مناسب کامل کنید. 

الف) مولکول گلوکز در تنفس هوازی باید تا حد تشکیل مولکول‌های ………. تجزیه شود.

CO2

بخشی از تجزیه گلوکز در ………….. و اکسایش ……….. و بخش دیگر آن در چرخه ……….. انجام می‌شود.

گلیکولیز (قندکافت) – پیرووات – کربس

در چرخه کربس، ضمن ترکیب ………. با مولکولی ………….، کوآنزیم A جدا و مولکولی ……….، ایجاد می‌شود.

استیل کوانزیم A – چهار کربنی – شش کربنی

در طی واکنش‌های متفاوت که در چرخه کربس رخ می‌دهد، دو اتم ……… به صورت ………. آزاد و مولکول چهار …….. برای گرفتن ……….. دیگر، بازسازی می‌شود.

کربن – CO2 – کربنی – استیل کوآنزیم

از اکسایش هر مولکول شش کربنی در واکنش‌های چرخه ………..، مولکول‌های ………………… در محل‌های متفاوتی از چرخه تشکیل می‌شوند.

کربس – FADH2 ،NADH و ATP

FADH2 ترکیبی ……….. و همانند ……… حامل ……… است. FADH2 از …….. ساخته می‌شود. 

نوکلئوتیددار – NADH – الکترون – FAD

با انجام قندكافت، اکسایش ……… و چرخه ……….، مولکول گلوکز تا تشکیل مولکول‌های CO2 تجزیه می‌شود.

پیرووات – کربس

انرژی حاصل از تجزیه گلوکز صرف ساخته شدن ……… و مولکول‌های حامل الكترون (………………..) می‌شود.

ATP – (NADH و FADH2)

پرسش‌های توصیفی – تشریحی

▪️ مولکول گلوکز در کدام نوع تنفس یاخته‌ای، تا حد تشکیل مولکول‌های CO2 تجزیه می‌شود؟ 

هوازی

مولکول گلوکز در تنفس هوازی تا حد تشکیل کدام نوع مولکول دفعی تجزیه می‌شود؟ 

CO2

بخشی از تجزیه گلوکز در کدام چرخه انجام می‌شود؟ این چرخه مربوط به کدام نوع تنفس یاخته‌ای است؟ 

کربس – تنفس هوازی

مولکول گلوکز در تنفس هوازی باید تا حد تشکیل مولکول‌های CO۲، تجزیه شود. این تجزیه شامل چه بخش‌هایی است؟

بخشی از این تجزیه در قندکافت و بخش دیگر آن در چرخه کربس انجام می‌شود.

وقایع کلی چرخه کربس به چه صورت است؟

در این چرخه، ضمن ترکیب استیل کوآنزیم A با مولکولی چهار کربنی، کوآنزیم A جدا و مولکولی شش کربنی، ایجاد می شود. پس از آن در طی واکنش‌های متفاوتی که در چرخه کربس رخ می دهد، دو اتم کربن به صورت CO۲، آزاد و مولکول چهار کربنی برای گرفتن استیل کوآنزیم دیگر، بازسازی می‌شود. 

اولین واکنش در چرخه کربس چیست؟

ضمن ترکیب استیل کوآنزیم A با مولکولی چهار کربنی، کوآنزیم A جدا و مولکولی شش کربنی، ایجاد می‌شود.

در اولین واکنش چرخه کربس کدام مولکول‌ها ترکیب می‌شوند؟ 

استیل کوآنزیم A با مولکولی چهار کربنی

در اولین واکنش چرخه کربس کدام مولکول‌(ها) ایجاد می‌شود؟ 

کوآنزیم A جدا و مولکولی شش کربنی، ایجاد می‌شود.

در چرخه کربس، کوآنزیم A چه زمانی جدا می‌شود؟ 

ضمن ترکیب استیل کوآنزیم A با مولکولی چهار کربنی، کوآنزیم A جدا می‌شود. 

اولین ماده حاصل از چرخه کربس ترکیبی چند کربنی است؟

شش کربنی

سرنوشت کربن‌های استیل وارد شده به چرخه کربس چیست؟ 

در طی واکنش‌های متفاوتی که در چرخه کربس رخ می‌دهد، دو اتم کربن به صورت CO2 آزاد می‌شود. 

در چرخه کربس مولکولی که برای گرفتن استیل کوآنزیم دیگر، بازسازی می‌شود، چند کربنی است؟ 

چهار کربنی

در چرخه کربس دو اتم کربن استیل که به صورت CO2 آزاد می‌شوند از کدام مولکول‌هاست؟ 

در تبدیل مولکول شش کربنی به پنج کربنی و در تبدیل مولکول پنج کربنی به چهار کربنی است. 

از اکسایش هر مولکول شش کربنی در واکنش‌های چرخه کربس کدام مولکول‌های پر انرژی و حامل الکترون تشکیل می‌شوند؟

از اکسایش هر مولکول شش کربنی در واکنش‌های چرخه کربس، مولکول‌های FADH2 ، NADH و ATP در محل‌های متفاوتی از چرخه تشکیل می‌شوند.

در چرخه کربس کدام مولکول اکسایش می‌یابد؟

مولکول شش کربنی

در تنفس کدام ترکیب نوکلئوتیددار و همانند NADH حامل الکترون است؟

FADH

ویژگی‌های FADH چیست؟

FADH ترکیبی نوکلئوتیددار و همانند NADH حامل الکترون است.

FADH۲ از کدام مولکول ساخته می‌شود؟

FAD

واکنش زیر را تکمیل کنید. 

FAD + 2H⁺ + ……. ⇆ FADH2

2e^–

با انجام قندکافت، اکسایش پیرووات و چرخه کربس، مولکول گلوکز تا تشکیل چه مولکول‌ها تجزیه می‌شود؟

CO۲

با انجام قندکافت، اکسایش پیرووات و چرخه کربس، مولکول گلوکز انرژی آن صرف ساخته شدن کدام مولکول می شود؟

ATP

با انجام قندکافت، اکسایش پیرووات و چرخه کربس، با تجزیه مولکول گلوکز کدام مولکول‌های حامل الکترون شود؟

NADH و FADH۲

پرسش‌های یادگیری موثر

▪️ درست یا نادرست بودن جملات زیر را مشخص کنید. در جملات نادرست، عبارت‌های غلط را پیدا کرده و زیر آنها خط بکشید. 

الف) مولکول گلوکز در تنفس بی‌هوازی باید تا حد تشکیل مولکول‌های CO2 تجزیه شود.

نادرست (تصحیح: هوازی جایگزین بی‌هوازی) 

بخشی از تجزیه گلوکز در قندکافت و اکسایش پیرووات و بخش دیگر آن در چرخه کلوین انجام می‌شود.

نادرست (تصحیح: کربس جایگزین کلوین) 

پرسش‌های مقایسه‌ای

◾هر یک از موارد زیر معرف کدام ویژگی….. است؟ 

الف)

۱۷- در تنفس یاخته ای هوازی مولکول های  NADH و FADH۲ برای تولید کدام مولکول مصرف می شوند؟

تولید  ATP

۱۸- در تنفس یاخته ای چگونه ATP بیشتر به وجود می آید؟

انرژی مولکول های  NADH و FADH۲ برای تولید ATP بیشتر مصرف می شوند.

۱۹- چگونه انرژی مولکول های حامل الکترون برای تولید ATP به کار می رود؟

در طی زنجیره انتقال الکترون در غشای درونی راکیزه

۲۰- براساس رابطه کلی تنفس یاخته ای می دانیم که در این فرایند آب تشکیل می شود. آب چگونه در این فرایند تولید می شود؟

پاسخ این پرسش در زنجیره انتقال الکترون در غشای درونی راکیزه نهفته است. در این زنجیره، الکترون ها در نهایت به اکسیژن مولکولی می رسند. اکسیژن با گرفتن الکترون به یون اکسید (اتم اکسیژن با دو بار منفی) تبدیل می شود. یون های اکسید در ترکیب با پروتون هایی که در بستره قرار دارند. مولکول های آب را تشکیل می دهند.

۲۱- مولکول های تشکیل دهنده زنجیره انتقال الکترون در کجا قرار دارند؟

این زنجیره از مولکول هایی تشکیل شده است که در غشای درونی راکیزه قرار دارند و می توانند الکترون بگیرند یا از دست دهند.

۲۲- الکترون‌ها در زنجیره انتقال الکترون غشای درونی راکیزه در نهایت به کدام مولکول می رسند؟

اکسیژن مولکولی

۲۳- نقش اکسیژن در تنفس هوازی چیست؟

الکترون های مولکول های زنجیره انتقال الکترون غشای درونی راکیزه در نهایت به اکسیژن مولکولی می رسند.

۲۴- در تنفس هوازی، اکسیژن مولکولی در نهایت چه مولکولی را تشکیل می دهند؟

مولکول های آب

۲۵- در تنفس هوازی، اکسیژن مولکولی چگونه مولکول های آب را تشکیل می دهد؟

در این زنجیره الکترون ها در نهایت به اکسیژن مولکولی می رسند. اکسیژن با گرفتن الکترون به یون اکسید (اتم اکسیژن با دو بار منفی) تبدیل می شود. یون های اکسید در ترکیب با پروتون هایی که در بستره قرار دارند. مولکول های آب را تشکیل می دهند.

۲۶- در زنجیره انتقال الکترون اکسیژن با گرفتن الکترون به چه یونی تبدیل می شود؟ این یون ها چگونه مولکول های آب را تشکیل می دهند؟

اکسیژن با گرفتن الکترون به یون اکسید (اتم اکسیژن با دو بار منفی) تبدیل می شود. یون های اکسید در ترکیب با پروتون هایی که در بستره قرار دارند. مولکول های آب را تشکیل می دهند.

۲۷- یون های اکسید در ترکیب با پروتون ها، مولکول های آب را تشکیل می دهند. این پروتون ها در کجا قرار دارند؟

در بستره

۲۸- پروتون ها (یون های +H) در چند محل از زنجیره انتقال الکترون از بخش داخلی راکیزه به فضای بین دو غشا پمپ می شوند؟

سه محل

۲۹- پروتون ها (یون های +H) در سه محل از زنجیره انتقال الکترون از کدام بخش به کدام بخش پمپ می شوند؟

پروتون ها (یون های +H) در سه محل از زنجیره انتقال الکترون از بخش داخلی به فضای بین دو غشا پمپ می شوند.

۳۰- پروتون ها (یون های +H) در سه محل از زنجیره انتقال الکترون از بخش داخلی به فضای بین دو غشا پمپ می شوند. انرژی لازم برای انتقال پروتون ها چگونه فراهم می شود؟

انرژی لازم برای انتقال پروتون ها از الکترون های پرانرژی NADH و FADH۲ فراهم می شود.

۳۱- الکترون های پرانرژی NADH و FADH۲ فراهم کننده انرژی چه فرایندی می باشند؟

انرژی لازم برای پمپ الکترون از بخش داخلی راکیزه به فضای بین دو غشا

۳۲- انتظار دارید ادامه ورود پروتون ها به فضای بین دو غشای راکیزه بر اثر پمپ های زنجیره انتقال الکترون چه نتیجه ای در پی داشته باشد؟

با ورود پروتون ها از بخش داخلی به فضای بین دو غشا، تراکم آنها در این فضا، نسبت به بخش داخلی افزایش می‌یابد. پروتونها براساس شیب غلظت، تمایل دارند که به سمت بخش داخلی برگردند، اما تنها راه پیش روی پروتونها برای برگشتن به این بخش، مجموعه ای پروتئینی به نام آنزیم ATP‌ساز است. پروتون ها از کانالی که در این مجموعه قرار دارد، می گذرند و انرژی مورد نیاز برای تشکیل ATP از ADP و گروه فسفات فراهم می شود.

۳۳- چگونه انرژی مورد نیاز برای تشکیل ATP از ADP و گروه فسفات فراهم می شود؟

با ورود پروتون ها از بخش داخلی به فضای بین دو غشا، تراکم آنها در این فضا، نسبت به بخش داخلی افزایش می‌یابد. پروتونها براساس شیب غلظت، تمایل دارند که به سمت بخش داخلی برگردند، اما تنها راه پیش روی پروتونها برای برگشتن به این بخش، مجموعه ای پروتئینی به نام آنزیم ATPساز است. پروتون ها از کانالی که در این مجموعه قرار دارد، می گذرند و انرژی مورد نیاز برای تشکیل ATP از ADP و گروه فسفات فراهم می شود.

۳۴- چرا پروتون‌های فضای بین غشای راکیزه تمایل دارند که به سمت بخش داخلی برگردند؟

با ورود پروتون ها از بخش داخلی به فضای بین دو غشا، تراکم آنها در این فضا، نسبت به بخش داخلی افزایش می‌یابد. پروتون‌ها براساس شیب غلظت، تمایل دارند که به سمت بخش داخلی برگردند، اما تنها راه پیش روی پروتون‌ها برای برگشتن به این بخش، مجموعه ای پروتئینی به نام آنزیم ATPساز است. پروتون ها از کانالی که در این مجموعه قرار دارد، می گذرند و انرژی مورد نیاز برای تشکیل ATP از ADP و گروه فسفات فراهم می شود.

۳۵- پروتونهای فضای بین غشای راکیزه براساس شیب غلظت، تمایل دارند که به سمت بخش داخلی برگردند. تنها راه پیش روی پروتونها برای برگشتن به این بخش چیست؟

مجموعه ای پروتئینی به نام آنزیم ATP ساز است.

۳۶- آنزیم ATPساز در کدام بخش ساختار راکیزه قرار دارد؟ ساختار آن به چه صورت است؟

غشای درونی راکیزه _ مجموعه ای پروتئینی که کانالی در این مجموعه قرار دارد.

۳۷- از کانالی که در مجموعه پروتئینی آنزیم ATPساز قرار دارد، کدام یون ها می گذرند؟

پروتون های فضای بین غشایی به بخش داخلی راکیزه

۳۸- در آنزیم ATPساز انرژی موردنیاز برای تشکیل ATP از ADP و گروه فسفات چگونه فراهم می شود؟

با عبور پروتون‌های فضای بین غشایی از کانالی که در مجموعه پروتئینی آنزیم ATPساز قرار دارد، به سمت بخش داخلی این انرژی فراهم می شود.

۳۹- آنزیم ATPساز پروتون ها را از کدام بخش به کدام بخش راکیزه وارد می کند؟

پروتون های فضای بین غشایی را به بخش داخلی راکیزه وارد می کنند.

۴۰- پروتون های فضای بین غشایی از کانالی که در مجموعه پروتئینی آنزیم ATPساز قرار دارد، به سمت بخش داخلی راکیزه می گذرند و انرژی موردنیاز برای کدام فرایند فراهم می شود؟

تشکیل ATP از ADP و گروه فسفات

۴۱- دهید چرا ساخته شدن ATP در زنجیره انتقال الکترون، از نوع ساخته شدن اکسایشی ATP است؟

زیرا برای ساخته شدن ATP در زنجیره انتقال الکترون، باید ابتدا در سه محل پروتون ها از بخش داخلی راکیزه به فضای بین غشایی پمپ شوند که انرژی مورد نیاز این پمپ ها از اکسایش مولکول های حامل الکترون NADH و FADH۲ فراهم می شود.

۴۲- با توجه به نقش غشای درونی راکیزه در تنفس یاخته ای، چین خورده بودن آن چه ارزشی برای یاخته دارد؟

به دلیل وجود زنجیره انتقال الکترون و آنزیم ATPساز در غشای درونی. میزان چین خوردگی غشای درونی با میزان تولید ATP رابطه مستقیم دارد.

۴۳- در کدام فرایند از گلوکز پیرووات ایجاد می شود؟

گلیکولیز (قندکافت)

۴۴- مقصد پیرووات در یاخته های یوکاریوتی چیست؟

راکیزه

۴۵- در فرایند قندکافت از گلوکز پیرووات ایجاد می شود. پیرووات به راکیزه می رود. پیرووات در راکیزه ابتدا به چه مولکولی اکسایش می یابد؟

استیل کوآنزیم A

۴۶- کدام مولکول حاصل از اکسایش گلوکز وارد چرخع کربس می شود؟

استیل کوآنزیم A وارد چرخه کربس می شود.

۴۷- در تنفس یاخته ای هوازی کدام مولکول ها تولید می شوند؟

مولکول های کربن دی اکسید، ATP ،NADH  و FADH۲ تولید می شوند.

۴۸- بازده انرژیایی تنفس یاخته ای چقدر است؟

اندازه گیری‌های واقعی در شرایط بهینه آزمایشگاهی نشان می دهند که مقدار ATP تولید شده در ازای تجزیه کامل گلوکز در بهترین شرایط در یاخته یوکاریوت، حداکثر ۳۰، ATP است.

۴۹- از مولکول هایNADH و FADH۲ در کجا ATP تولید می شود؟

زنجیره انتقال الکترون

۵۰- از کدام مولکول ها در زنجیره انتقال الکترون ATP تولید می شود؟

مولکول هایNADH  و FADH۲

۵۱- در ازای تجزیه هر مقدار گلوکز چه مقدار ATP  در یاخته ها تولید می شود؟

اندازه گیری های واقعی در شرایط بهینه آزمایشگاهی نشان می دهند که مقدار ATP تولید شده در ازای تجزیه کامل گلوکز در بهترین شرایط در یاخته یوکاریوت، حداکثر ۳۰، ATP است. باید توجه داشت که تولید ATP در یاخته های متفاوت و متناسب با نیاز بدن فرق می کند. بنابراین، نمی توان به سادگی به این پرسش پاسخ داد که در ازای تجزیه هر مقدار گلوکز چه مقدار ATP  در یاخته ها تولید می شود.

۵۲- چرا نمی توان به سادگی به این پرسش پاسخ داد که در ازای تجزیه هر مقدار گلوکز چه مقدار ATP در یاخته‌­ها تولید می شود؟

باید توجه داشت که تولید ATP در یاخته های متفاوت و متناسب با نیاز بدن فرق می کند. بنابراین، نمی توان به سادگی به این پرسش پاسخ داد که در ازای تجزیه هر مقدار گلوکز چه مقدار ATP  در یاخته ها تولید می شود.

۵۳- اندازه گیری های واقعی در شرایط بهینه آزمایشگاهی نشان می دهند که مقدار ATP تولید شده در ازای تجزیه کامل گلوکز در بهترین شرایط در یاخته یوکاریوت، حداکثر چند ATP است؟

۳۰

۵۴- به نظر شما اگر مقدار ATP در یاخته زیاد باشد، واکنش های قندکافت و چرخه کربس، به همان میزانی انجام می شوند که در شرایط کمبود ATP است؟ چرا؟

خیر. تولید ATP در یاخته های متفاوت و متناسب با نیاز بدن فرق می کند.مشخص شده که تولید ATP تحت کنترل میزان ATP و ADP است. اگر ATP زیاد باشد، آنزیم­‌های درگیر در قند کافت و چرخه کربس مهار می شوند تا تولید ATP کم شود. در صورتی که مقدار ATP کم و ADP زیاد باشد. این آنزیم ها فعال و تولید ATP افزایش می یابد. این تنظیم مانع از هدر رفتن منابع می شود.

۵۵- تولید ATP تحت کنترل میزان کدام مولکول هاست؟

تولید ATP تحت کنترل میزان ATP و ADP است.

۵۶- میزان ATP و ADP  چگونه تولید ATP را کنترل می کند؟

اگر ATP زیاد باشد، آنزیم های درگیر در قند کافت و چرخه کربس مهار می شوند تا تولید ATP کم شود. در صورتی که مقدار ATP کم و ADP زیاد باشد. این آنزیم ها فعال و تولید ATP افزایش می یابد.

۵۷- در چه صورت آنزیم های درگیر در قند کافت و چرخه کربس مهار می شوند؟

اگر ATP زیاد باشد، آنزیم های درگیر در قند کافت و چرخه کربس مهار می شوند.

۵۸- چرا اگر ATP زیاد باشد، آنزیم های درگیر در قند کافت و چرخه کربس مهار می شوند؟

اگر ATP زیاد باشد، آنزیم های درگیر در قند کافت و چرخه کربس مهار می شوند تا تولید ATP کم شود.

۵۹- در چه صورت آنزیم های درگیر در قند کافت و چرخه کربس فعال می شوند؟

در صورتی که مقدار ATP کم و ADP زیاد باشد. این آنزیم ها فعال و تولید ATP افزایش می یابد

۶۰- چرا اگر ATP کم و ADP  زیاد باشد، آنزیم های درگیر در قند کافت و چرخه کربس فعال می شوند؟

تا تولید ATP افزایش یابد.

۶۱- یاخته چگونه مانع از هدر رفتن منابع می شود؟

با تنظیم تنفس یاخته ای به این صورت که تولید ATP تحت کنترل میزان ATP و ADP است. اگر ATP زیاد باشد، آنزیم های درگیر در قند کافت و چرخه کربس مهار می شوند تا تولید ATP کم شود. در صورتی که مقدار ATP  کم و ADP زیاد باشد. این آنزیم ها فعال و تولید ATP افزایش می یابد.

۶۲- یاخته های بدن ما به طور معمول از کدام ترکیبات برای تأمین انرژی استفاده می کنند؟

گلوکز و ذخیره قندی کبد

۶۳- یاخته های بدن ما در چه صورت برای تولید ATP به سراغ تجزیه چربی ها و پروتئین ها می روند؟

در صورتی که منابع گلوکز و ذخیره قندی کبد کافی نباشند.

۶۴- یاخته های بدن ما به طور معمول از گلوکز و ذخیره قندی کبد برای تأمین انرژی استفاده می کنند. در صورتی که این منابع کافی نباشند، آنها برای تولید ATP به سراغ تجزیه کدام ترکیبات می روند؟

تجزیه چربی ها و پروتئین ها

۶۵- تحلیل و ضعیف شدن ماهیچه های اسکلتی و سیستم ایمنی از عوارض سوء تغذیه و فقر غذایی شدید و طولانی مدت در افرادی است که رژیم غذایی نامناسب دارند یا اینکه به دلایل متفاوت غذای کافی در اختیار ندارند. علت چیست؟

زیرا در صورتی که منابع گلوکز و ذخیره قندی کبد کافی نباشند، آنها برای تولید ATP به سراغ تجزیه چربی ها و پروتئین ها می روند.

۶۶- از عوارض سوء تغذیه و فقر غذایی شدید و طولانی مدت افراد چیست؟

تحلیل و ضعیف شدن ماهیچه های اسکلتی و سیستم ایمنی

۶۷- افرادی که رژیم غذایی نامناسب دارند یا اینکه به دلایل متفاوت غذای کافی در اختیار ندارند دچار چه عوارضی می شوند؟

تحلیل و ضعیف شدن ماهیچه های اسکلتی و سیستم ایمنی

۶۸- شاید دیده باشید که در دانه های خشک و بدون آب مانند نخود و لوبیا، حشرات و لارو آنها رشد و نمو می­کند. با توجه به اینکه این دانه ها خشک اند و تقریباً آبی ندارند، آب مورد نیاز این جانوران چگونه تأمین می شود؟

از آب تولید شده در زنجیره های انتقال الکترون در طی تنفس هوازی استفاده می کنند.

پرسش‌های نهایی زیست‌شناسی

تشکیل ATP بیشتر

دیدیم که در تنفس یاخته‌ای ATP به وجود می‌آید. جالب است بدانیم که مولکول‌های NADH و FADH2 نیز برای تولید ATP مصرف می‌شوند، چگونه انرژی مولکول‌های حامل الكترون برای تولید ATP به کار می‌رود؟

همچنین براساس رابطة کلی تنفس یاخته‌ای می دانیم که در این فرایند آب نیز تشکیل می‌شود. آب چگونه در این فرایند تولید می‌شود ؟ پاسخ این پرسش‌ها در زنجیره انتقال الکترون در غشای درونی راکیزه نهفته است.

زنجیره انتقال الکترون

این زنجیره از مولکول‌هایی تشکیل شده است که در غشای درونی راکیزه قرار دارند و می‌توانند الکترون بگیرند یا از دست دهند.

در این زنجیره می‌بینید که الکترون‌ها در نهایت به اکسیژن مولکولی می‌رسند. اکسیژن با گرفتن الکترون به یون اکسید (اتم اکسیژن با دو بار منفی) تبدیل می‌شود.

شکل ۸- زنجیره انتقال الكترون در راکیزه و تشکیل ATP

یون‌های اکسید در ترکیب با پروتون‌هایی که در بخش داخلی قرار دارند، مولکول‌های آب را تشکیل می‌دهند (واکنش 4).

1/2O₂ + 2e → O^2-         O^2- + 2H⁺ → H₂O

واکنش ۴- تشکیل آب

اگر به شکل ۸ توجه کنید، می‌بینید که پروتون‌ها (یون‌های H+) در سه محل از زنجیره انتقال الكترون از بخش داخلی به فضای بین دو غشا پمپ می‌شوند. انرژی لازم برای انتقال پروتون¬ها از الكترون‌های پرانرژی NADH و FADH2 فراهم می‌شود.

انتظار دارید ادامه ورود پروتون‌ها به فضای بین دو غشا چه نتیجه‌ای در پی داشته باشد؟

با ورود پروتون‌ها از بخش داخلی به فضای بین دو غشا، تراکم آنها در این فضا، نسبت به بخش داخلی افزایش می‌یابد. پروتون‌ها براساس شیب غلظت، تمایل دارند که به سمت بخش داخلی برگردند، اما تنها راه پیشِ روی پروتون‌ها برای برگشتن به این بخش، مجموعه‌ای پروتئینی به نام آنزیم ATP ساز است. پروتون‌ها از کانالی که در این مجموعه قرار دارد، می‌گذرند و انرژی مورد نیاز برای تشکیل ATP از ADP و گروه فسفات فراهم می‌شود.

مروری بر تنفس یاخته‌ای

خلاصه‌ای از تنفس یاخته‌ای را در شکل ۹ مشاهده می‌کنید. همان‌طور که می‌بینید در فرایند قندكافت از گلوکز پیرووات ایجاد می‌شود. پیرووات به راکیزه می‌رود و در آنجا به استیل کوآنزیم A اکسایش می‌یابد. استیل کوانزیم A وارد چرخه کربس می‌شود. در تنفس یاخته‌ای مولکول‌های کربن دی اکسید، ATP ،FADH2 , NADH و آب تولید می‌شوند.

شکل 9- خلاصه‌ای از تنفس هوازی

تنظیم تنفس یاخته‌ای: تولیدی اقتصادی

اندازه‌گیری‌های واقعی در شرایط بهینه آزمایشگاهی نشان می‌دهند که مقدار ATP تولید شده در ازای تجزیه کامل گلوكز در بهترین شرایط در یاخته یوکاریوت، حداکثر ATP ۳۰ است. باید توجه داشت که تولید ATP در یاخته‌های متفاوت و متناسب با نیاز بدن فرق می‌کند. به نظر شما اگر مقدار ATP در یاخته زیاد باشد، واکنش‌های قندکافت و چرخه کربس، به همان میزانی انجام می‌شوند که در شرایط کمبود ATP است؟ مشخص شده که تولید ATP تحت کنترل میزان ATP و ADP است. اگر ATP زیاد باشد، آنزیم‌های درگیر در قند كافت و چرخه کربس مهار می‌شوند تا تولید ATP کم شود. در صورتی که مقدار ATP کم و ADP زیاد باشد، این آنزیم‌ها فعال و تولید ATP افزایش می‌یابد. این تنظیم مانع از هدر رفتن منابع می‌شود.

یاخته‌های بدن ما به طور معمول از گلوكز و ذخیره قندی کبد برای تأمین انرژی استفاده می‌کنند. در صورتی که این منابع کافی نباشند، آنها برای تولید ATP به سراغ تجزیه چربی‌ها و پروتئین‌ها می‌روند. به همین علت تحلیل و ضعیف شدن ماهیچه‌های اسکلتی و سیستم ایمنی از عوارض سوء تغذيه و فقر غذایی شدید و طولانی مدت در افرادی است که رژیم غذایی نامناسب دارند یا اینکه به دلایل متفاوت غذای کافی در اختیار ندارند.