استهلاك المادة العضوية وتدفق الطاقة

تقديم:

ينتج النبات الأخضر (شجر الموز) مواد عضوية(الموز) باستعمال مواد معدنية وطاقة ضوئية.
لاعب التنس يستهلك الموز (يحتوي على مواد عضوية) لإمداده بجزء من الطاقة خلال المباراة.

يحتاج الرياضي للطاقة للقيام بالحركات

Source : :http://www.fft.fr/rolandgarros/?ID=7426

تستطيع الكائنات الحية ذاتية التغذية ( النباتات الخضراء) إنتاج المادة العضوية انطلاقا من المواد المعدنية واستهلاك الطاقة الضوئية، بينما تستهلك الكائنات غير ذاتية التغذية موادا عضوية لاستخلاص الطاقة الضرورية لأنشطتها.

تساؤلات:

ـ ما هي التفاعلات المسؤولة عن تحرير الطاقة الكامنة في المادة العضوية على مستوى الخلية؟

ـ كيف تستعمل هذه الطاقة خلال التقلص العضلي؟

I ـ التفاعلات المسؤولة عن تحرير الطاقة الكامنة في المادة العضوية على مستوى الخلية:

1 ـ الكشف عن اليات إنتاج الطاقة من طرف الخلية

قصد تعرف اليات إنتاج الطاقة من طرف الخلية، نقترح المعطيات التجريبية والملاحظات الاتية:

ـ تمثل الخميرة فطرا مجهريا وحيد الخلية، يمكن أن يعيش في وسط يحتوي على الأكسجين ( وسط حي هوائي) وفي يفتقر للأكسجين ( وسط حي لاهوائي)

ـ نضع الخميرة في وسط يحتوي على سكر الكليكوز ونوزعها على وسطين: وسط 1 حي هوائي ووسط 2 حي لاهوائي، ثم نتتبع تغيرات مكونات الوسطين بدلالة الزمن.

تمثل الوثيقة 1 ملاحظة مجهرية لخلايا الخميرة في الوسطين في بداية التجربة.

الوثيقة 1

تمثل الوثيقة 2 تغيرات كمية كليكوز في كل وسط.

الوثيقة 2

تمثل الوثيقة 3 تغيرات بعض العناصر في كل وسط.

الوثيقة 3

تمثل الوثيقة 4 ملاحظة مجهرية  لخلايا الخميرة في كل وسط بعد 64 ساعة من الزرع.

الوثيقة 4

http://195.221.140.203/svt/levures.htm

الوسط 1

http://195.221.140.203/svt/levures.htm

الوسط 2

تمثل الوثيقة 5 مظهر خلايا الخميرة في كل وسط.

الوثيقة 5

http://www.didier-pol.net/03s11-6.gif

1 ـ  باستغلالك للوثيقتين 2 و 3، فسر (ي) النتائج المحصل عليها.

2 ـ اعتمادا على الوثيقة 4، قارن (ي) خلايا الخميرة في الوسطين، ثم فسر (ي) الاختلاف الملاحظ.

3 ـ استنادا إلى الوثيقة 5 قارن (ي) خلية الخميرة في الوسطين، ثم استنتج (ي) الالية الاستقلابية المرتبطة بالميتوكوندريات.

4 ـ انطلاقا من المعطيات والوثائق السابقة، استخلص (ي) اليات إنتاج الطاقة من طرف الخميرة.

1 ـ الوثيقة 2: نلاحظ أن كمية الأكسجين انخفضت في الوسطين وهذا يعني أن خلايا الخميرة تستهلك الكليكوز سواء في الوسط الحي هوائي أو الحي لاهوائي.

الوثيقة 3 : نلاحظ استهلاك O2 وطرج CO2  في الوسط الحي هوائي بينما في الوسط الحي لاهوائي يطرح CO2 والكحول، وهذا يعني أن الخميرة تستهلك O2 وتنتج CO2 في الوسط الحي هوائي أي تقوم بتبادلات غازية تنفسية، بينما في الوسط الحي لاهوائي لا تستهلك الخميرة O2 لكنها بالمقابل تنتج CO2 والكحول.

2 ـ الوثيقة 4: نلاحظ  أن عدد الخمائر تضاعف كثيرا في الوسط الحي هوائي بينما كانت الزيادة ضعيفة في الوسط الحي لاهوائي، إذا فنشاط الخميرة كان كبيرا في الوسط الحي هوائي مقارنة بالوسط الحي لاهوائي وهذا راجع لاختلاف الطاقة التي تستفيد منها خلايا الخميرة حيث تكون كبيرة في الوسط الحي هوائي وضعيفة في الوسط الحي لاهوائي.

3 ـ الوثيقة 5 :  في الوسط الحي هوائي نلاحظ  أن خلايا الخمائر غنية بعضيات خلوية تسمى الميتوكوندريات، بينما تكون الميتوكوندريات قليلة وضامرة في خلايا الخمائر الموجودة في الوسط الحي لاهوائي. وبالتالي فوفرة الميتوكوندريات مرتبطة بوجود الأكسجين أي الية التنفس.

4ـ من خلال المعطيات السابقة يمكن استخلاص أن خلايا الخميرة تستعمل مستقلب الكليكوز لإنتاج الطاقة من اجل تكاثرها.

 ـ في الوسط الحيهوائي تقوم الخلايا بهدم كلي لمستقلب الكليكوز مع استهلاك الأكسجين وطرح CO2 وإنتاج طاقة مهمة، استعملت في التكاثر الكبير للخلايا. تعرف هذه الظاهرة البيولوجية بالتنفس وتتطلب تدخل الميتوكوندريات.

C6H12O6  +6O2  ————-> 6CO2 +6H2O + طاقة مهمة  

 ـ في الوسط الحيلاهوائي تقوم الخلايا بهدم جزئي لمستقلب الكليكوز في غياب الأكسجين مع تشكل كحول(الاثانول C2H5OH) و CO2 و إنتاج طاقة ضعيفة استعملت في التكاثر الضعيف للخلايا، تعرف هذه الظاهرة البيولوجية بالتخمر الكحولي ولا تتطلب تدخل الميتوكوندريات.

C6H12O6  ————->2CO2 +2C2H5OH +  طاقة ضعيفة

2 / مراحل هدم الكليكوز

قصد تعرف مراجل هدم الكليكوز داخل الخلية، نقترح المعطيات التجريبية الاتية: نقوم بعزل ميتوكوندريات مأخوذة من خلايا ثم نضعها في وسط به أكسجين، ونقيس كمية هذا الأخير في الوسط بدلالة الزمن. في الزمن t0 نضع الميتوكوندريات في الوسط، وفي الزمن t1 نضيف كمية قليلة من الكليكوز، وفي الزمن t2 نضيف كمية قليلة من حمض البيروفيك. يمثل المبيان الاتي النتائج المحصل عليها:

الوثيقة 1

نحضر وسط زرع يحتوي على خلايا حيوانية ونزوده بالأكسجين والكليكوز المشع، ثم نتتبع الإشعاع حسب الزمن.يبين جدول الوثيقة 2 النتائح المحصل عليها

الوثيقة 2

1 ـ استنادا إلى مبيان الوثيقة 1، فسر (ي) النتائج المحصل عليها.

2 ـ انطلاقا من معطيات الوثيقة 2، فسر (ي) النتائج المحصل عليها.

 3 ـ اعتمادا على المعطيات السابقة، استخلص (ي) المراحل الأساسية لهدم الكليكوز على مستوى الخلية.

1 ـ عند إضافة الكليكوز إلى الوسط  في الزمن t1 يلاحظ استقرارا في نسبة الاكسجين أي عدم استهلاكه أما عند إضافة حمض البيروفيك في الزمن t2 فيلاحظ انخفاض نسبة الأكسجين وهذا يعني استهلاكه من طرف الميتوكوندريات.

 الميتوكوندريات لا تستهلك الأكسجين إلا بوجود حمض البيروفيك ولا يمكنها استعمال الكليكوز مباشرة.

   2 ـ نلاحظ أن الإشعاع على مستوى الكليكوز ينتقل من الوسط الخارجي إلى الجبلة الشفاقة ثم يظهر على مستوى الحمض البيروفيك، بعد ذلك يظهر الاشعاع في الميتوكندري على مستوى الحمض البيروفيك ثم ينتقل الإشعاع إلى الأحماض العضوية، وأخيرا يظهر الإشعاع في CO2  في الوسط الخارجي.

  يمكن تفسير النتائج بأن الكليكوز يدخل إلى الجبلة الشفافة ليتحول الى حمض البيروفيك الذي ينتقل إلى الميتوكندري ليتحول داخلها إلى أحماض عضوية ثم إلى CO2 لكي يطرح خارج الخلية.

  3 ـ اعتمادا على المعطيات السابقة، يتبين أن مستقلب الكليكوز يتعرض داخل الخلية إلى تفككين أساسيين:

ـ الأول على مستوى الجبلة الشفافة ولا يحتاج إلى الأكسجين، يسمى انحلال الكليكوز glycolyse ويعطي حمض البيروفيك.

ـ الثاني على مستوى الميتوكوندري ويحتاج إلى الأكسجين، يتفكك خلالها حمض البيروفيك إلى CO2 وتسمى هذه المرحلة التأكسدات التنفسية.

 

21
Created on By khaymasvt

اختبار

اختبر معارفك ( يمكنك المرور إلى المحور الموالي عند تحقيقك لنسبة تفوق أو تساوي 80% )

1 / 5

الخميرة:

2 / 5

في الوسط الحي لاهوائي تنتج الخميرة:

3 / 5

تتدخل الميتوكوندريات في ظاهرة:

4 / 5

 الميتوكوندريات تستهلك:

5 / 5

ينتج التخمر طاقة:

Your score is

The average score is 78%

0%

للتواصل