عدد الرسائل : 14822 نقاط التميز : تاريخ التسجيل : 02/04/2008
موضوع: استهلاك المادة العضوية وتدفق الطاقة الخميس 22 نوفمبر 2018 - 13:13
لآ يتواضع إلا كبير ولآ يتكبر إلا صغير
استهلاك المادة العضوية وتدفق الطاقة
الجزء الأول: التفاعلات المسؤولة عن تحرير الطاقة الكامنة في المواد العضوية على مستوى الخلية.
تتكون الكائنات الحية من خلايا .وتعتبر الخلية الوحدة البنيوية و الوظيفية لكل كائن حي . ولكي تؤدي كل خلية وظيفتها لا بد لها من استهلاك للطاقة .فمن أين تحصل عليها ؟وكيف يتم ذلك ؟ نعلم أن المواد العضوية تختزن طاقة وأن الكائنات الحية تعتمد على هذه المواد في تجديد مكوناتها و استخلاص الطاقة منها .فما هي الآليات التي توظفها الخلايا من أجل الحصول على الطاقة انطلاقا من المواد العضوية؟
I تحليل نتائج تجريبية :
ظروف التجربة حجم 2 CO المحرر ( لتر) الكحول في الوسط الطاقة المحررة Kj الملاحظة المجهرية
تجربة 1 2 غرام من الخميرة في وسط حيهوائي ( به اكسيجين) مع 1غرام من الكليكوز
0.74
منــــــــــــــعدم
2815
تجربة 2 2 غرام من الخميرة في وسط حي لا هوائي ( بدون اكسيجين) مع 1غرام من الكليكوز
0.23
موجــــــــود
167
اختلاف الظروف التجريبية يتجلي في غياب O2 في التجربة 2 و وجوده في التجربة 1. باقي الظروف متشابهة. بوجود O2 ، حجم CO2 المحرر من طرف خلايا الخميرة (تجربة 1 ) أكبر بأكثر من 3 أضعاف مقارنة مع حجم CO2 المحرر من طرف خلايا الخميرة (تجربة 2 ) عند غياب .O2 لا تنتج خلايا الخميرة الكحول بوجود الأكسيجين بينما تنتجه في غيابه. كمية الطاقة المنتجة في وجود الأكسيجين أكبر بحوالي 17 ضعفا مقارنة مع تلك المنتجة في غياب الأكسيجين. تتوفر خلايا الخميرة التي في الوسط حي هوائي على عضيات تدعى ميتوكونري وهي كثيرة بينما تنعدم في تلك التي في الوسط حي لا هوائي.
استنتاجات أولية وتساؤلات:
استهلاك O2 وطرح CO2 من طرف الكائنات الحية يوحي بظاهرة التنفس. إنتاج الكحول من طرف خلايا في غياب O2 يوحي بظاهرة التخمر. التنفس و التخمر ظاهرتان تسمحان للخلايا بالحصول على الطاقة اللازمة لنشاطها. يبدو أن التنفس أكبر فعالية في إنتاج الطاقة. الميتوكوندري مرتبط بظاهرة التنفس .
ما التنفس ؟ ما التخمر؟ ما هي الآليات و التفاعلات التي توظفها الخلايا في استخلاص الطاقة من المواد العضوية. ما الميتوكوندري ؟وما هو دوره؟....
II - دراسة ظاهرة التنفس الخلوي:
1- الكشف عن التنفس الخلوي أ- تذكير عند الإنسان مثلا ،على إثر الشهيق يدخل الهواء و به O2 إلى الرئتين . وعلى إثر الزفير يخرج الهواء و هو محمل ب CO2 نتكلم هنا عن تبادلات غازية تنفسية رئوية .ونتساءل :ما مصير O2 وما هو مصدر CO2؟ التبادلات الغازية التنفسية يمكن رصدها عند مختلف الكائنات الحية. حيوانية ، نباتية...
ب – فحص بعض النتائج التجريبية الوثيقة 1 ص10: صعود مستوى الماء دليل على أن البذور في طور الإنبات تستهلك O2 . تعكر ماء الجير دليل على أن البذور في طور الإنبات تطرح CO2 . لم يلاحظ هذا مع البذور الجافة.( نشاط خلوي جد منخفض أو شبه مهمل)
الوثيقة 2 ص 10 البذور في طور الإنبات تحرر طاقة حرارية وهذا دليل على وجود نشاط خلوي مرتفع خلافا للبذور الجافة.
الوثيقة 3 ص10: تعكر ماء الجير دليل على أن النسيج العضلي (مجموعة من الخلايا العضلية) يطرح CO2 وبالتالي يتنفس .نتكلم عن التنفس الخلوي.
الوثيقة 4 ص11 يسمح الجهاز(أ) بقياس الغازات التنفسية عند خلايا ( الخميرة مثلا) وكذا الحرارة المنبعثة منها خلال التنفس. قبل تزويد خلايا الخميرة بالكليكوز أي قبل الزمن t كانت قيم حجم O2 و CO2 ثابتة في قيم معينة. ومباشرة بعد إضافة الكليكوز بدأ حجم O2 في الانخفاض تدريجيا و في المقابل بدأ حجم CO2 في الارتفاع. نستنتج من هذا أن الخلايا استهلكت الكليكوز و O2 وفي المقابل أنتجت CO2 إذن يتعلق الأمر بأكسدة الكليكوز.
من خلال ما سبق نخلص الى ما يلي : التنفس الخلوي ظاهرة بيولوجية تتعلق بأكسدة المواد العضوية بواسطة O2 (استهلاك الأكسيجين) قصد الحصول على الطاقة اللازمة لنشاط الخلايا . ويصاحبها طرح ل CO2 وكذلك الماء و تحرير لطاقة حرارية . ويمكن التعبير عنها بالنسبة للكليكوز بالمعادلة التالية:
Glucose + oxygène gaz carbonique + eau + énergie
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 2840 Kj
لا شك أن هذه المعادلة ( أي التنفس ) هي نتيجة لتفاعلات بيوكيميائية معقدة .وهو ما سنسعى لمعرفته وإدراكه.
2- مراحل التنفس الخلوي: أ- معطيات أولية تعتبر السكريات و الدهنيات من بين أهم المواد العضوية التي تدخر طاقة مهمة. ونذكر على سبيل المثال الكليكوجين المخزن في الكبد و العضلات.و هو عبارة عن سلاسل مترابطة من الكليكوز (و 1 أ و ب ض12 ) الوثيقة 2 ص12 على إثر مجهود عضلي تنخفض كمية الكليكوجين العضلي (و حتى الكبدي) .هذا يدل على أنه يستعمل من طرف الخلايا العضلية خلال نشاطها. نقول أن الكليكوجين يتحلمأ إلى كليكوز. Glycogène n glucoses
الوثيقة 3 ص12 بقدر ما يكون التمرين العضلي قويا بقدر ما يكون استهلاك الكليكوز مرتفعا. إذن الخلايا العضلية تستعمل الكليكوز للحصول على الطاقة. أثبتت دراسات أن الخلايا بصفة عامة تستعمل مادة تدعى ATP كمصدر مباشر للحصول على الطاقة. ATP هو الأدنوزين ثلاثي الفسفور .يتكون من قاعدة آزوتية تدعى أدنين +سكر الريبوز+ 3 مجموعات فوسفاتية. الروابط بين الفوسفات تختزن طاقة معتبرة .
تساؤلات : كيف يستهلك الكليكوز من طرف الخلية؟ ما العلاقة بين الكليكوز و ATP؟ ما هو دور الميتوكوندري؟
ب- انحلال الكليكوز: PPT anima
جزيئة الكليكوز تتكون من سلسلة من 6 كربون صيغتها الكيميائية C6H12O6 . على مستوى ستوبلازم الخلية ( في الجبلة الشفافة) تحدث تفاعلات تتدخل فيها أنزيمات معينة ،وتنتهي بتكون جزيئتين يطلق عليهما حمض البروفيك في كل واحدة سلسلة من 3 كربون(.و 6 ص13). يرافق انحلال الكليكوز إلى حمض البروفيك تكون 2ATP و 2NADH2 NADو FAD تعتبران جزيئتان ناقلتان للإلكترونات ولهما دور مهم في تفاعلات الأكسدة والإختزال خلال التفاعلات التنفسية.
ومن أجل التبسيط نمثل بحرف R هذين الناقلين:
ج- مصير حمض البروفيك و أهمية الميتوكوندري. يدخل حمض البروفيك داخل الميتوكوندري ليخضع لتفاعلات معقدة . ولمحاولة فهم الأحداث الأساسية التي تجري داخل الميتوكوندري ،لا بد أولا من دراسة هذا ألعضي.
عمل منزلي: من خلال ص14 و 15 و ما درسته في القسم أنجز ملخصا(لا يتعدى 10 أسطر) حول الميتوكوندري مسترشدا بما يلي :
تعريفه و دوره مكوناته وبنيته و فوق بنيته. رسم الوثيقة 2 أ و ب ص15.
ج2) ما هو دور الميتوكوندري في التنفس الخلوي ؟ ص16 و 17
ما ذا يحدث على مستوى الميتوكوندري؟ من خلال المعطيات التجريبية ونتائجها نحاول الجواب عن هذا السؤال.
الوثيقة 1 و 2 : عزل الميتوكوندري عن طريق هرس خلايا الكبد ثم النبذ . الوثيقة 3 : الميتوكوندري لا يؤكسد الكليكوز مباشرة وإنما يؤكسد حمض البروفيك. الوثيقة 4: هناك علاقة بين استهلاك الأكسيجين وتواجد ADP. الوثيقة 5 : يتكون ATP انطلاقا من ADP و P إذا كان PH جهة الكرات ذات الشمراخ أصغر( أي أغنى ب H+ ) . الوثيقة 6 ص17 : الكرات ذات الشمراخ هي التي تركب ATP .لكن يجب تدخل عناصر أخرى في الغشاء من أجل أكسدة النواقل RH2 يتعلق الأمر بالسلسلة التنفسية.
من خلال سلسلة من التفاعلات تشكل ما يسمى حلقة KREBS ،يتأكسد حمض البروفيك داخل الميتوكوندري بواسطة 2O و ينتج عن هذا تكون H2O و CO2 وتحرير طاقة تسخر لتكوين ATP .تتدخل الكرات ذات الشمراخ ( وهي أنزيمات تدعى ATP سانتيتاز) في تركيب ATP و يستوجب هذا أن يكون الحيز البيغشائي أغنى ب H+ بالنسبة للماتريس.السلسلة التنفسية هي التي تنقل الإلكترونات من النواقل RH2 إلى 2O ليتكون الماء . يصاحب هذا النقل خروج H+ من الماتريس إلى الفضاء البيغشائي وغناه ب H+ الشيء الذي يضمن عمل ATP سانتيتاز وتفسفر ADP أي تكون ATP انطلاقا من ADP و P .
02 krebs Krebs etape Chaîne resp ch respi
ج3 ) تفاعلات دورة KREBS
ملاحظة 2 flash Krebs 0: تكون acétyle coA إزالة CO2 تكون NADH2
ثم سلسلة من التفاعلات...
ملاحظة krebs etapes: production d’énergie
خلال دورة كريبس : يتم تحرير 2 CO2. يتم تكون 3NADH2 و 1 FADH2 يتم تكون 1 ATP.
ملحوظة:عدد الكربون المحرر في الميتوكوندري على شكل CO2 هو 3 . وهو نفس عدد الكربون في حمض البروفيك نفهم من هذا أنه يلزم دورتان krebs لهدم جزيئة كاملة للكليكوز. أنظر الوثيقة 1 ص 18.
خلال 1حلقة Krebs :
إزالة الكربوكسيل مرتين. إزالة الهيدروجين و تكون النواقل : NADH2 3X و 1x FADH2 تكون ATP مرة واحدة.
تتدخل في هذه التفاعلات أنزيمات متخصصة.فالأنزيم Décarboxylase يزيل الكربوكسيل .الأنزيم déshydrogenase يزيل الهدروجين.
ج4- مصير النواقل NADH2 و FADH2 و أهمية السلسلة التنفسية .
Tsport e ch respi Chaîne resp
تتكون السلسلة التنفسية من 3 مركبات أنزيمية و نواقل للإلكترونات.وتتواجد في الغشاء الداخلي للميتوكوندري. الوثيقة 2 ص19
تتعرض الناقلات RH2 للأكسدة من طرف السلسلة التنفسية التي تعمل على نقل الإلكترونات من RH2 إلى الأكسيجين فيتكون الماء : 2H+ + 2 e- +1/2 O2 H2O
يحدد جهد الأكسدة والاختزال اتجاه تنقل الإلكترونات.
جهد O2/H2O = +820mV جهد R/RH2 = -320mV
خلال نقل الإلكترونات بواسطة السلسلة التنفسية التي تخضع لأكسدة و اختزال متسلسل ، تتحرر طاقة مهمة تستغلها مركبات السلسلة التنفسية لتضخ H+ من منطقة الماتريس إلى الفضاء البيغشائي الذي يصبح ذا PH أصغر و أصغر.(أي أغنى ب H+ ). هذا الفرق في التركيز يعتبر طاقة كامنة ستوظفها الكرات ذات الشمراخ ATP synthétase من أجل تركيب ATP انطلاقا من ADP و P ذالك مع دخول أو عودة H+ من الفضاء البيغشائي إلى الماتريس عبر ATP synthétase.
يساهم 1NADH2 في تركيب 3ATP يساهم 1 FADH2 في تركيب 2ATP
د – الحصيلة الطاقية الناتجة عن استهلاك 1 كليكوز : bilan
المستنسخ يؤدي هدم جزيئة الكليكوز عن طريق التنفس الخلوي إلى تكون ATP 38 (نظريا بينما واقعيا ATP 36 ) هذا عبر المراحل التالية : في الجبلة الشفافة انحلال الكليكوز.( تكون 2ATP + 2NADH2 ) في الميتوكوندري: تكون AcetylecoA ( 2 NADH2). دورة Krebs . (ATP2 + NADH26 + FADH22) السلسلة التنفسية
o NADH28 ............................. ATP 24 o FADH22................................. ATP 4 III التخمر: رأينا سابقا أن بعض الخلايا أو الكائنات المجهرية تلتجئ إلى ظاهرة التخمر كوسيلة للحصول على الطاقة عندما يكون الأكسيجين غير كاف أو منعدم .
1- الكشف التجريبي عن التخمر. الوثيقة 1 ص 20 تقوم خمائر الحليب و هي بكتريات من نوع Lactobacillus بتحويل الكليكوز الى حمض لبني .وبقدر مايتكون بقدر ما يحمض وينخفض PH .هذه الحمضية هي التي تخثر بروتينات الحليب ويصبح رائبا.نتكلم هنا عن تخمر لبني حيث يتحول الكليكوز إلى حمض لبني وفق المعادلة التالية:
C6H12O6 2CH3-CHOH-COOH
الوثيقة 3 ص21 تعكر ماء الجير دليل على تحرير CO2 في الوسط. يرافق التخمر الكحولي تكون كمية من الإتانول وفق المعادلة التالية :
C6H12O6 -----------------------> 2C2H5OH + 2CO2
هناك أنواع أخرى من التخمرات كالتخمر الأسيتي و الزبدي...
2- الحصيلة الطاقية للتخمر: التفاعل الإجمالي للتخمر اللبني: C6H12O6 + 2ADP + 2P -----------------------> 2(CH3-CHOH-COOH) + 2ATP التفاعل الإجمالي للتخمر الكحولي: C6H12O6 + 2ADP + 2P -----------------------> 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP في كلا الحالتين يتم إنتاج ATP2
3- مقارنة الحصيلة الطاقية للتنفس و التخمر: التخمر التنفس 2ATP 36ATP
ـ الحصيلة الطاقية للتنفس أكبر من التخمر لأن جزيئة الكليكوز تخضع خلال التنفس لتفكيك تام أما خلال التخمر فيكون التفكيك غير تام حيث تبقى كمية من الطاقة داخل بعض النواتج ( الحمض اللبني أو الكحول). 4- مقارنة المردود الطاقي للتنفس و التخمر:
ـ جزيئة كليكوز تحتوي على طاقة كامنة تقدر بــ 686Kcal (1Kcal=4.18Kj) ـ حلمأة جزيئة ATP تعطي طاقة تقدر بـ 7,3Kcal .
المردود الطاقي للتخمر المردود الطاقي للتنفس 2 x 7,3/686 x 100= 2,13% 36 x 7,3/686 x 100= 38,31% ـ المردود الطاقي للتنفس أكبر من التخمر لأن جزيئة الكليكوز تخضع خلال التنفس لتفكيك تام(CO2 H2O) أما خلال التخمر فيكون التفكيك غير تام حيث تبقى كمية من الطاقة داخل الحمض اللبني أو الكحول. ـ في كلتا الحالتين لا يتم استغلال كل الطاقة الكامنة في الكليكوز إلى ATP على مستوى الخلية و إنما يضيع جزء منها على شكل حرارة ، حيث لا يتم الاستفادة إلا من 38,31% من الطاقة الكامنة في الكليكوز خلال التنفس و 2,13% فقط خلال التخمر. الخلاصة تتم عملية استهلاك المادة العضوية من طرف الخلايا بواسطة ظاهرتين بيولوجيتين هما التنفس والتخمر: التنفس الخلوي: يتم بوجود O2 كفاية ويؤدي إلى هدم الكليكوز هدما تاما وتحرير CO2 و H2O وتكون طاقة طاقة مهمة تتجلى في تكون 36 إلى 38 ATP .ويلعب الميتوكوندري دورا هاما في التنفس الخلوي. التخمر :في غياب أو عدم كفاية O2 تلتجئ إليه بعض الخلايا و الكائنات الحية .وهدم الكليكوز يكون جزئيا وتتكون طاقة ضعيفة ATP2 لأنه يؤدي إلى نواتج لا زالت تختزن طاقة.
تمرين:
1- معتمدا الوثيقة ص 26 (رسمها) أتمم جدول مقارنة بين التنفس و التخمر :
معايير المقارنة التنفس التخمر المراحل الأوساط الظروف النواتج الطاقة المنتجة نسبة الهدم
الجزء الثاني: تحويل الطاقة من طرف الخلايا ( العضلية مثالا)
إن العضلات هي التي تسمح للإنسان والحيوان بالقيام بمختلف الحركات .وعملها يستوجب استهلاك طاقة كبيرة.فمن أين تحصل عليها ؟ نعلم أن الخلايا تستهلك المواد العضوية لتستخلص منها الطاقة و تجعلها على شكل ATP القابل للاستعمال المباشر.الخلايا (الألياف) العضلية تتقلص وترتخي الشيء الذي ينتج عنه مختلف الحركات مستهلكة لهذا الغرض مادة ATP التي تحلمئها .بهذا يمكن اعتبار العضلة محولا للطاقة الكيميائية إلى طاقة حركية .كيف يحدث هذا؟ سنحاول الإحاطة بهذا الموضوع من خلال دراسة التقلص العضلي والظواهر المرافقة له.
I – كيف نسجل التقلص العضلي ؟
1- العدة التجريبية myogaphe
نستعمل عدة تجريبية نطلق عليها راسمة التخطيط العضلي myographe الوثيقة 1 ص32 . الضفدعة المستعملة مخربة الدماغ و النخاع الشوكي لحذف كل نشاط إرادي أو انعكاسي . يتم تهييج عضلة بطن الساق إما مباشرة أو عن طريق عصبها الوركي. تسمح العدة التجريبية بضبط شدة التهييج أو التنبيه ،المدة الفاصلة بين تهييجين،تردد التهييج وكذلك سرعة دوران الأسطوانة.
2- االنتائج :
نطلق على التسجيلات المحصل عليها رسوما تخطيطية عضلية أو مخططات عضلية myogramme.
و 3-2 ص32
التهييجات الأولى لم تعط أية استجابة من طرف العضلة: نقول عنها أنها تحت بدئية. الشدة التي تعطي أول استجابة ولو تقلص صغير يطلق عليها عتبة التهييج. مع زيادة الشدات التهيجية يزداد عدد الألياف العضلية المستجيبة أو المجندة وبالتالي يزداد وسع التقلص(قانون التجنيد أ التعبئة) إلى أن تصبح الاستجابة قصوية حيث تستجيب كل الألياف . الشدات التي تعطي استجابات غير قصوية تدعى شدات بدئية. الشدات التي تعطي استجابات قصوية تدعى شدات قصوية. نسمي تقلص و ارتخاء رعشة عضلية. شكل التسجيل التخطيطي للرعشة العضلية يتغير حسب شدة التهييج و سرعة الأسطوانة.
المستنسخ: 1. تهييج واحد فعال 2. تهييجات بشدات متصاعدة 3. ثلاث تهييجات: A. معزولة B. الثالث في زمن ارتخاء الرعشة الثانية C. الثالث في زمن تقلص الرعشة الثانية 4. A-B :رعشة عضلية بشدة بدئية B-C تهييجات بتردد 10 في الثانية: كزاز ناقص منبسط متموج لأن الرعشات غير تامة الاندماج. C-D تهييجات بتردد 100 في الثانية: كزاز تام منبسط خطي لأن الرعشات تامة الاندماج.
5- التعب العضلي نخضع العضلة لتنبيه واحد فنحصل على رعشة عضلية 1 ، بعد ذلك نخضعها لسلسلة من الاهاجات الغير مسجلة و في النهاية نخضعها لتنبيه أخير فنحصل على المخطط 2 .
يتميز التعب العضلي بالزيادة في مدة الكمون و نقصان في وسع التقلص و إطالة مدة الرعشة. من خلال ما سبق يمكن استنتاج بعض خصائص العضلة :
• الاهتياجية. • القلوصية • قانون التجنيد • التعب
II ما هي الظواهر المرافقة للتقلص العضلي ؟
1-الوثيقة 5 ص33 . الظواهر الكيميائية. يرافق النشاط العضلي استهلاك للكليكوز و للأكسيجين و طرح ل CO2 وبقدر ما يشتد التمرين العضلي ترتفع هذه الظواهر .أما إذا بلغ التمرين من الشدة ما يجعل O2 لا يكفي فإن الحمض اللبني يتكون ويتسبب في العياء العضلي .هذه المظاهر تبين حدوث تفاعلات أو ظواهر كيميائية خلال التقلص العضلي .
2-الوثيقة 6 ص33 . الظواهر الحرارية
تطرح الحرارة من طرف العضلة في مرحلين أساسيتين: ـ المرحلة الأولى: تحرر خلال الرعشة العضلية و تسمى الحرارة الأولية و تستغرق مدة وجيزة و يحرر جزء منها خلال مرحلة التقلص و الجزء الآخر خلال مرحلة الارتخاء. ـ المرحلة الثانية: تحرر بعد الرعشة العضلية و تسمى الحرارة المتأخرة و هي ذات شدة أضعف و تستغرق مدة أطول .
الحرارة المتأخرة مرتبطة بتفاعلات يتدخل فيها الأكسيجين ويتعلق الأمر بأكسدة المواد العضوية ( التنفس الخلوي )
استنتاج: يرافق التقلص العضلي ظواهر كيميائية وحرارية.(إلى جانب ظواهر كهربائية لا مجال لدراستها).
المشكل :ما هذه الظواهر وما العلاقة بينها ؟ لمعالجة هذا المشكل لا بد من معرفة بنية النسيج العضلي.
III دراسة النسيج العضلي: PPT المستنسخان
تتكون العضلة من عدة ألياف عضلية على شكل حزم،و يظهر المقطع العرضي للعضلة أيضا وجود أوعية دموية و مقاطع عصبية . يمثل كل ليف عضلي خلية ضخمة متعددة النوى يصل طولها إلى عدة cm محاطة بغشاء يسمى غشاء ساركوبلاسمي و بداخلها نجد عدة لييفات عضلية تحيط بها شبكة سيتوبلاسمية كثيفة غنية بالكالسيوم إلى جانب العديد من الميتوكوندريات ، كما يحتوي على كمية من الغليوكوجين .
يتشكل كل لييف عضلي من تناوب أشرطة فاتحة I و أشرطة داكنة A ، و يظهر في وسط كل شريط داكن منطقة فاتحة تدعى المنطقة H و في وسط كل شريط فاتح خط قاتم يدعى حز Z . تسمى المنطقة المحصورة بين حزي Z متتالين ساركومير و يعتبر هذا الأخير الوحدة البنيوية و الوظيفية للييف العضلي. يتشكل كل لييف عضلي من صنفين من الخييطات العضلية : ـ خييطات سميكة مكونة من بروتين يدعى ميوزين . ـ خييطات دقيقة مكونة من بروتين يدعى أكتين . الشريط الفاتح I مكون فقط من الأكتين أما الشريط القاتمA يتكون من النوعين من الخييطات باستثناء المنطقة H حيث يتواجد الميوزين فقط ـ خييط الميوزين يتكون من مئات جزيئات الميوزين و تتكون كل جزيئة من ساق و رأسين كرويين. رؤوس الميوزين قادرة على تثبيت ATP الذي يتحلما ابان التقلص العضلي . ـ خييط الأكتين يتكون من مئات جزيئات كروية من الأكتينG على شكل سلسلتين ملتويتين و ترتبط بهما بروتينات أخرى تدعى تروبونين و تروبوميوزين.على الأكتين نجد مواقع خاصة لتثبت رؤوس الميوزين. وتكون مقنعة بالتروبونين التي تشكل حاجزا أمام رؤوس الميوزين في حالة السكون .
IVكيف يحدث التقلص العضلي ؟ الساركوميرات هي الوحدة البنيوية والوظيفية للعضلة . ماذا يحدث على مستواها خلال التقلص.
1-مقارنة الساركومير في حالة تقلص وفي حالة ارتخاء. و1 ص36 خلال التقلص العضلي نلاحظ : ـ تقارب بين الحزات Z فيما بينها. ـ تناقص في طول الساركومير تناقص في الأشرطة الفاتحة استقرار طول الأشرطة القاتمة. ـ نقصان طول المنطقة H و أحيانا اختفائها استنتاج بما أن طول الأشرطةالداكنة يبقى ثابتا ليس هناك تقصير للخييطات بل انزلاق فيما بينها . إذا يتم التقلص العضلي عن طريق انزلاق خييطات الأكتين بين خيوط الميوزين.
2-كيف يتم هذا الإنزلاق؟
أ-ملاحظة وتحليل معطيات ووثائق.
و2 ص 36 حقن لييف عضلي بالكالسيوم يؤدي إلى التقلص. ساركوبلاسم الخلية العضلية فقير من الكالسيوم بينما الشبكة السيتوبلاسمية غنية . عند إضافة الكالسيوم و ATP إلى خييطات الأكتين و الميوزين نلاحظ اتحاد رؤوس الميوزين بالأكتين و تشكلجسور أو مركب الأكتوميوزين و هو بمثابة أنزيم يحفز حلمأة ATP و بالتالي تحرير طاقة تؤدي إلى انزلاق الأكتين نحو مركز الساركومير . في غياب الكالسيوم لا يتكون مركب الأكتوميوزين لأن مواقع اتحاد رؤوس الميوزين بالأكتين تكون مقنعة ببروتينات تروبونين و تروبوميوزين.
استنتاج
يتبين إذن أن تثبت رؤوس الميوزين على الأكتين أي تكون جسور أكتوميوزين من أجل حدوث التقلص العضلي يستوجب ATP إلى جانب Ca++ .
ب- ألية انزلاق الأكتين بين الميوزين
و3- 4 ص37 الخطاطة movi contramusc
عندما تصل السيالة العصبية الى الليف العضلي يتحرر Ca++ في الستوبلازم وهو ضروري لحدوث التقلص.
أنظر المستنسخ
خلاصة: تحول العضلة الطاقة الناتجة عن حلمأة ATP ( طاقة كيميائية) إلى انزلاق خييطات الأكتين بالنسبة للميوزين ( طاقة ميكانيكية) و يضيع جزء من هذه الطاقة على شكل حرارة ( طاقة حرارية) فالعضلة إذن محول للطاقة من حالتها الكيميائية إلى حالتها الميكانيكية و الحرارية.
V كيف يتجدد ATP المستهلك؟ ص38 و 39 muscleATP 1- معطيات
معلوم أن خلايا الجسم تستعمل ATP كمصدر مباشر للحصول على الطاقة و ذلك عن طريق حلمأتها . من خلال جدول الوثيقة 1 ص 38 يتبين أن كمية ATP تبقى ثابتة خلال التمرين العضلي فيما كمية الكليكوجين تنخفض.مما يدل على أن الكليكوجين يساهم في تجديد ATP. من خلال الوثيقة 3 ص 38 يتبين أن كمية ATP تبقى ثابتة قبل و أثناء و بعد التمرين العضلي( الخفيف) فيما ينخفض الفوسفوكرياتين أثناء التمرين لكن يعود ليرتفع إلى مستواه بعد دقائق من انتهاء التمرين. نستنتج من هذا أن الفوسفوكرياتين يساهم في تجديد ATP . من جهة أخرى يتفسفر الكرياتين لتجديد الفوسفوكرياتين. من خلال ما درسنا سابقا نعلم أن التنفس والتخمر ظاهرتان تؤديان إلى تكون ATP و ذلك عن طريق استهلاك الكليكوز الناتج عن انحلال الكليكوجين .(تأكيد لما جاء في استنتاج جدول الوثيقة 1 ص 38 أعلاه )
2- طرق تجديد ATP و4 ص39
أ ـ تفاعلات سريعة لاهوائية
و هي مصدر الحرارة الأولية .
ـ التفاعل الأول : enzyme Myokinase
ADP + ADP --------------------------------- ----------> ATP +AMP
ـ التفاعل الثاني :
ADP + Creatine-P --------------------------------------> ATP +Creatine
ب ـ تفاعلات متوسطة لاهوائية:التخمر اللبني.
في غياب O2 بعد تفكيك الكليكوز إلى حمض بيروفيك يختزل هذا الأخير إلى حمض لبني . C6H12O6 + 2ADP + 2Pi -----------------------> 2(CH3-CHOH-COOH) + 2ATP يسبب تراكم الحمض اللبني انخفض PH العضلة و بالتالي انخفاض فعالية الأنزيمات و انخفاض الإستقلاب العضلي مما يؤدي إلى التعب العضلي.
ج ـ تفاعلات بطيئة هوائية :Aerobie في وجود O2 بعد تفكيك الكليكوز إلى حمض بيروفيك يدخل هذا الأخير في التأكسدات التنفسية داخل الميتوكوندري و هي مصدر الحرارة المتأخرة. C6H12O6 + O2 -------------> CO2 + H2O + 36ATP + الحرارة المتأخر عمل منزلي :إنجاز الخطاطة التلخيصية و4 ص39 الجزء الثالث : بناء وتجديد المادة الحية
I بعض المعطيات: 1-تعريف تتكون البروتينات ممن أحماض أمينية مختلفة و متفاوتة العدد.منها ما يلعب دورا في بناء الجسم ومنها يتدخل في التفاعلات كالأنزيمات...لكل بروتين وظيفة معينة .
2- و1ص40 :أهمية البروتينات و الأحماض الأمينية . تختلف البروتينات ( من أصل نباتي أو حيواني ) من حيث الأحماض الأمينية التي تكونها و ليست لها نفس القيمة الغذائية . وتناول بروتينات متنوعة يضمن النمو السليم للجسم لأن الجسم يحصل على كل الأحماض الأمينية خاص الأساسية أو الضرورية منها أي تلك التي لا يستطيع تركيبها. 3-و2 ص40 : تجديد الأنسجة . 4-تموت خلايا الجسم المسنة وتعوضها أخرى جديدة لتواصل تأدية نفس الدور الذي كانت تؤديه سلفها. 5-و3 ص41 : تجديد الجزيئات مثال : الخضاب الدموي . عندما تبلغ الكريات الحمراء 120 يوما من عمرها تصبح مسنة ولا تستطيع تأدية مهمتها . يقوم الجسم بهدمها وتفكيك الخضاب الدموي إلى أحماض أمينية وحديد... ليوظفها في تركيبات جديدة.
II أين تركب البروتينات ؟ دراسة مثل :تركيب بروتينات العصارة البنكرياتية.
1-معطيات حول البنكرياس الوثيقة 1 ص42. البنكرياس غدة ذات إفراز داخلي لأنها تفرز في الدم هرمونات الأنسولين والكليكاكون من طرف جزيرات لانجرهانس ، وتضبط تحلون الدم ،و ذات إفراز خارجي لأنها تفرز في الإثنى عشري بروتينات (أنزيمات هضمية) ، بواسطة العنبات، قصد هضم الأغذية . لمعرفة العضيات المتدخلة في تركيب البروتينا ت الأنزيمية من طرف خلايا العنبات نقترح الدراسة التالية.
2- الكشف عن المسار الضمخلوي للبروتينات الموجهة للإفراز. أ ظروف التجربة الوثيقة 3ص43
تستعمل مادة مشعة معينة كوسيلة لتسهيل تتبع اندماجها و مسارها . في هذه التجربة تم استعمال الحمض الأميني لوسين المشع لسببين : لأنه يدخل في تركيب البروتين بفضل الاشعاع الذي ينبعث منه يمكن تتبع مساره داخل الخلية بواسطة تقنية تدعي التصويرالاشعاعي الذاتي autoradiographie .
ب-تحليل النتائج وتفسيرها: النتيجة المحصل عليها على شكل منحنيات تمثل نسبة الإشعاع في بعض عضيات الخلية المعزولة بدلالة الزمن .
مباشرة بعد أخذ الخلايا في الوسط المشع يلاحظ نسب إشعاع كبيرة جدا في ش س د مما يدل على أن اندماج اللوسين أي تركيب البروتين ينطلق منها. ينخفض الإشعاع في ش س د وفي المقابل يرتفع في جهاز كولجي .يفسر هذا بكون البروتين المتكون في ش س د والذي يضم اللوسين المشع انتقل منها إلى جهاز كولجي. انخفاض الإشعاع في ج ك وارتفاعه في الحويصلات الإفرازية يفسر أيضا بانتقال البروتين المكون من ج ك إلى هذه الحويصلات من خلال الوثيقة 4 ص 45 :الحويصلات المحتوية على البروتين المركب تنتقل لتلتحم مع الغشاء الستوبلازمي ليتم تفريغه في جوف العنبة (ظاهرة الإخراج éxocytose )
استنتاج: المسار و العضيات المتدخلة خلال تركيب البروتينات :
ملحوظة: تنطلق عملية تركيب البروتين بعد أن يصدر » ‘أمر « بذلك عن النواة في شكل رسالة تدعى ARNm رسول. 3-فوق بنية و دور العضيات المتدخلة في التركيب الخلوي : المستنسخ trajet cell 3D و3 ص 44
تنعت بالمحببة أو الملساء حسب وجود أو عدم وجود الربوزومات مثبتة عليها. لها دور في النقل الضمخلوي للبروتينات. و2 ص44
على مستواها تتم تعديلات للمواد الخلوية المركبة مثلا :ترابط سلسلتين أو أكثر بروتينيتين كالأنسولين أو مضادات الأجسام.
و 4 ص45 و المستنسخ trajet
الريبوزومات حبيبات تتكون من وحدتين: صغيرة و كبيرة و تلعب دورا مهما في تركيب البروتينات أي تسلسل الأحماض الأمينية .( أنظر الدرس آلية تعبير الخبر الوراثي.)
الحصيلة: الظواهر الأساسية التي تستهلك الطاقة هي : من خلال الوثيقة 1 ص46 كل التراكيب الخلوية . التقلص العضلي و كل الحركات الخلوية . بروتينات غشائية تلعب دور المضخات ( النقل النشيط) pompe à sodium
الخميس 22 نوفمبر 2018 - 13:13
