المادة العضوية و تدفق الطاقة

1-: التفاعلات المسؤولة عن تحرير الطاقة الكامنة في المادة العضوية في مستوى الخلية :

a- الكشف عن أنماط التفاعلات المسؤولة عن تحرير الطاقة الكامنة في المادة العضوية :

تستعمل الخلايا الكليكوز كمستقلب طاقي و يمكنها هدمه بطريقتين مختلفتين حسب الظروف :
*التنفس : إذا كان الوسط غنيا بثنائي الأوكسجين (وسط حي هوائي) يتم الهدم الكلي للكليكوز كمستقلب طاقي و تحويله إلى ثنائي أوكسيد الكربون و الماء و هي مواد معدنية دون قيمة طاقية .
*التخمر : لا يحتاج إلى ثنائي الأوكسجين ، يخضع فيه الكليكوز لهدم غير تام مع تخليص جزيئات عضوية لا تزال تختزن الطاقة الكيميائية ، و يمكن أن نميز بين التخمر اللبني الذي ينتج عنه الحمض اللبني و التخمر الكحولي الذي يهدم فيه الكليكوز إلى إيتانول و ثنائي أوكسيد الكربون

b- انحلال الكليكوز مرحلة مشتركة بين التنفس و التخمر :

بيتدئ كل من التنفس و التخمر بمرحلة مشتركة تتم داخل الجبلة الشفافة و هي انحلال الكليكوز . و تستمر بعد ذلك تفاعلات التخمر في الجبلة الشفافة ، بيقتضي التنفس تدخل الميتوكوندريات .
انحلال الكليكوز عبارة عن سلسلة من التفاعلات الكيميائية المحفزة بأنزيمات نوعية ، و هذه التفاعلات تؤدي إلى هدم جزيئة الكليكوز (6c) إلى جزيئتين من حمض البيروفيك (3c) و من أهم خاصيات انحلال الكليكوز :
* أنها سلسلة من التفاعلات الغير المستهلكة لثنائي الأوكسجين .
* التفاعل الأساسي هو تفاعل إزالة الهيدروجين ، و هو عبارة عن تفاعل أكسدة اختزال يتطلب وجود مستقبل للهيدروجين بحيث يتم انتزاع +2H و -2e من سكر ثلاثي الكربون و تقبل هذه البروتونات و الإلكترونات من طرف +NAD الذي يختزل و يحول إلى +NADH+H .
*الحصيلة الطاقية لانحلال الكليكوز تتجلى في تركيب جزيئتين من ATP بالنسبة لكل جزيئة من الكليكوز .
يستلزم استمرار انحلال الكليكوز إعادة أكسدة +NADH+H .
تحصل هذه الأكسدة إما خلال التأكسدات التنفسية أو خلال التخمر .

c- التنفس الخلوي : الكشف عن دور الميتوكوندريات في إنتاج الطاقة :

الميتوكوندريات هي مقر التأكسدات التنفسية ، و هي مجموع التفاعلات البيوكيميائية التي تطرأ على حمض البيروفيك الناتج عن انحلال الكليكوز و ذلك بحضور ثنائي الأوكسجين .
الميتوكوندري عضي خلوي محاط بغشائين متراكبين ، يرسل الغشاء الداخلي عدة أعراف نحو الماتريس ( مادة مكونة لداخل الميتوكوندري غنية بالأونزيمات و ناقلات الإلكترونات ) .
يشبه الغشاء الخارجي تركيب و بنية الغشاء السيتوبلازمي ، بينما يتميز الغشاء الداخلي ببنية خاصة و بغناه بالبروتينات (80%) من مكوناته و بعدة أنزيمات مسؤولة عن الأكسدة التنفسية و بوجود أنزيم ATP سانتيتاز المسؤول عن تركيب ATP .
يدخل هذا الأنزيم في تركيب الكرات ذات الشمراخ المرصعة للوجه الداخلي للغشاء الداخلي .