الوحدة الأولى: استهلاك المادة العضوية وتدفق الطاقة

التمرين الأول:

 تعد ATP جزيئة استقلابية ضرورية للنشاط الخلوي، وتجدد الخلايا الحية جزيئات ATP انطلاقا من أكسدة الجزيئات العضوية عن طريق مسلكين مختلفين. قصد تفسير اختلاف قد مستعمرات سلالتين P و G لخمائر الخبز وعلاقته بالمسلك الاستقلابي المعتمد في تجديد ATP، نقترح المعطيات الاتية:

زرعت سلالتي الخميرة P و  G في علبتي بتري متماثليتن تحتويان على وسط جيلوزي تام به 5% من الكليكوز وغني بالأكسجين، ثم وضعتا في درجة حرارة ثابتة. تبين الوثيقة 1 مظهر مستعمرات الخمائر في بداية ونهاية هذا الزرع.

الوثيقة 1

الوثيقة 1

1 ـ علما أن مستعمرة الخميرة ناتج عن تكاثر خلايا الخميرة:

   أ ـ قارن(ي) النتائج المحصل عليها في نهاية الزرع بالنسبة لكل من سلالتي الخميرة P و  G.

  ب ـ اقترح (ي) فرضية لتفسير الاختلاف الملاحظ بخصوص مستعمرات السلالتين P و  G في علاقته بالمسلك الاستقلابي.

قصد تفسير الاختلاف الملاحظ وعلاقته بالاستقلاب الخلوي تم زرع سلالتي الخميرة P و  G في وسطين جيلوزيين خاليان من الكليكوز وغنيين بثنائي الأكسجين في درجة حرارة ثابتة، ثم قيس تطور تركيز الأكسجين قبل وبعد إضافة نفس كمية الكليكوز إلى وسطي الزرع. تبين الوثيقة 2 النتائج المحصلة.

مكنت ملاحظة خمائر السلاللتين المدروستين بواسطة المجهر الالكتروني في نهاية هذه التجربة من الحصول على النتائج الممثلة في الوثيقة 3. 

2 ـ باستثمارك للنتائج المبينة في الوثيقتين 2 و 3، استنتج (ي) المسلك الاستقلابي المعتمد من طرف كل من السلالة P و السلالة G .

من أجل مقارنة النشاط الاستقلابي المعتمد من طرف خمائر السلالتين المدروستين، تم وضع مادة triphényltetralozium على مستعمرات حمائر كل من السلالة P و السلالة G، بالموازاة مع ذلك تم قياس كمية ATP المنتجة من طرف السلالتين P و G وحساب المردود الطاقي لكل منهما, تقدم الوثيقة 4 النتائج المحصلة، وتبين الوثيقة 5 المسلكين الاستقلابيين المعتمدين من طرف السلالتين P و G لإنتاج ATP .

3 ـ باستعمالك لمعطيات الوثيقتين 4 و 5 ، فسر(ي) الاختلاف الملاحظ في المردود الطاقي عند كل من السلالة P والسلالة G.

4 ـ من خلال ربط العلاقة بين قد المستعمرات وبنية خلايا الخميرة والنشاط الاستقلابي المعتمد، تحقق(ي) من فرضيتك المقترحة.

التمرين الثاني:

التمرين 3 :

التمرين 4 :

لفهم كيفية استعمال مستقلب الكليكوز من طرف الخلايا الحيوانية نقترح المعطيات التالية:

 ـ تبين الوثيقة الاتية ملاحظة مجهرية لأوساط خلوية  A و B .

 

 1ـ تعرف على البنيات A و B .

 ـ نحضر وسط زرع يحتوي على خلايا حيوانية و نزوده بالأكسجين و كليكوز G موسوم بالكربون المشع 14C ونتتبع الإشعاع في الاوقات t4 ,t3,t2 ,t1,t0  و يبين الجدول الاتي النتائج المحصل عليها:

الوسط Bالوسط Aوسط الزرعالزمن
  

G +++++

t0
 G +++G ++t1
P ++P +++ t2
P +++ CO+t3
  CO++t4

                       P : حمض بيروفيك  ،   الرمز + حسب درجة الأهمية

2 ـ استنادا إلى معطيات الجدول، فسر النتائج المحصل عليها.

3 ــ اعتمادا على معلوماتك و نتائج هذه التجربة اكتب التفاعل الإجمالي للظواهر التي تحدث:

      أ ـ في الوسط A .

      ب ـ في الوسط B.

التمرين 5 :

 للكشف عن دور الغشاء الداخلي للميتوكوندري، نحضر وسطين يحتويان على نواقل مختزلة RH2 و ADP و Pi :

                      ـ الأول يحتوي على أجزاء من الغشاء الخارجي للميتوكوندري.

                       ـ الثاني يحتوي على أجزاء من الغشاء الداخلي للميتوكوندري.

الأجزاء الميتوكوندرية

النتائج

أجزاء من الغشاء الخارجي

عدم إنتاج ATP

عدم أكسدة النواقل  RH2 إلى R  في وجود الأكسجين

أجزاء من الغشاء الداخلي

 إنتاج ATP

 أكسدة النواقل  RH2 إلى R  في وجود الأكسجين

1 ـ اعتمادا على معطيات الجدول:

     أ ـ  فسر النتائج المحصل عليها.

    ب ـ استخلص دور الغشاء الداخلي للميتوكوندري.

2 ـ اكتب التفاعلات التي تؤدي إلى:

          أ ـ أكسدة النواقل RH2.

          ب ـ التفسفر المؤكسد.

1 ـ أ ـ  الغشاء الداخلي للميتوكوندري فقط هو الذي يحتوي على سلسلة نواقل الالكترونات تتدخل في تفاعلات السلسلة التنفسية وبالتالي قادرة على أكسدة النواقل RH2 و نقل الالكترونات إلى الأكسجين المستقبل النهائي و الطاقة الناتجة عن انتقال الالكترونات تسبب دخول البروتونات من الماتريس إلى الحيز بيغشائي و أثناء رجوعها إلى الماتريس عبر الكرات ذات شمراخ تساعد على التفسفر المؤكسد  أي تركيب ATP

ب ـ يتجلى دور الغشاء الداخلي للميتوكوندري في أكسدة النواقل على مستوى السلسلة التنفسية وإنتاج ATP ( التفسفر المؤكسد )

2 ـ  التفاعلات:

          أ ـ أكسدة النواقل RH2.

 RH2  ——————–> R + H2++ 2e-

          ب ـ التفسفر المؤكسد.

 ADP + Pi  ———————–> ATP + H2O

التمرين 6 :

من بين الأمراض الوراثية يوجد مرض ارتفاع نسبة الكولسترول في الدم الذي يرتبط بغياب مستقبلات غشائية بروتينية تتكون من 860 حمض أميني تعمل على إدخال الكولسترول إلى الخلايا قصد استعماله. تتحكم في تركيب هذه المستقبلات مورثة محمولة على الصبغي 19 وتمثل الوثيقة 1 متتالية النيكليوتيدات للجزء المستنسخ من ADN الخاص بالحليل العاديA1 ومتتالية النيكليوتيدات للجزء غير المستنسخ الخاص بالحليل الممرض A2، وتمثل الوثيقة 2 مختصرا لجدول الرمز الوراثي

1 ـ اعتمادا على الوثيقتين 1 و 2، قارن (ي) متتالية الأحماض الأمينية للبروتين العادي والممرض.

2 ـ فسر (ي) سبب مرض ارتفاع نسبة الكولسترول في الدم .

3 ـ اعتمادا على المعطيات السابقة ومكتسباتك بين (ي) العلقة مورثة  بروتين  صفة.

في طور الانجاز