آموزش گفتار 2 فصل 5 زیست دوازدهم به‌صورت تست‌بیس، همراه با تدریس ویدیویی «دکتر الهه بنام» را، در این پست از رپیتیچ ببینید.
در گفتار قبلی آموختیم که تمامی جاندارن با غذا‌خوردن، انرژی خود را به دست می‌آورند. این غذا از طریق فرایندهایی، تبدیل به انرژی قابل استفاده برای یاخته‌ها می‌شود. اولین مرحله تنفس یاخته‌ای بود که به آن پرداختیم. موضوع گفتار دو، درباره اکسایش بیشتر است.
خب، اول از همه بریم که ویدیوی آموزشی این بخش رو ببینیم.
آموزش ویدیویی گفتار 2 فصل 5 زیست دوازدهم
در این قسمت، بخشی از «آموزش گفتار دوم فصل پنجم زیست دوازدهم» را به‌صورت ویدیویی می‌توانید ببینید. مدرس این قسمت، خانم دکتر الهه بنام، رتبه 37 کنکور تجربی هستند.
فرم دریافت آموزش های ویدئویی زیست:
اگه تو هم میخوای کل زیستت رو تو کمترین زمان و با تدریس انیمیشنی مفهومی تستی رتبه 37 کنکور، خانم دکتر الهه بنام جمع کنی؛ کافیه این فرم رو پر کنی و منتظر تماسمون باشی:
روی نمره 20 و درصد بالای 70 زیست شناسیت (مثل رتبه های برتر هر سالمون) حساب کن!
ابتدا به بررسی چرخه کربس می‌پردازیم. پس از آن، با روند تشکیل بیشتر ATP آشنا می‌شویم. موضوعات پایانی هم به «زنجیره انتقال الکترون» و «تنظیم تنفس یاخته‌ای» اختصاص دارد.
اکسایش بیشتر؛ گفتار دوم فصل پنجم زیست دوازدهم
مولکول گلوکز در تنفس هوازی باید تا حد تشکیل مولکول‌های CO2 تجزیه شود. بخشی از تجزیه گلوکز در قندکافت و اکسایش پیرووات و بخش دیگر آن در چرخه کربس انجام می‌شود.
چرخه کربس
در چرخه کربس، ضمن ترکیب استیل کوآنزیم A با مولکولی چهارکربنی، کوآنزیم A جدا و مولکولی شش کربنی، ایجاد می‌شود. پس از آن واکنش‌های متفاوتی در چرخه رخ می‌دهد. طی آن دو اتم کربن به‌صورت CO2 آزاد و مولکول چهار کربنی برای گرفتن استیل کوآنزیم دیگر، بازسازی می‌شود.
از اکسایش هر مولکول شش کربنی در واکنش‌های چرخه کربس، مولکول‌های NADH، FADH2 و ATP در محل‌های متفاوتی از چرخه تشکیل می‌شوند.
FADH2 ترکیبی نوکلئوتیددار و همانند NADH حامل الکترون است. FADH2 از FAD ساخته‌می‌شود.
FAD + 2H+ + 2e– ←→ FADH2
با انجام قندکافت، اکسایش پیرووات و چرخه کربس، مولکول گلوکز تا تشکیل مولکول‌های CO2 تجزیه می‌شود. انرژی حاصل از تجزیه گلوکز، صرف ساخته‌شدن ATP و مولکول‌های حامل الکترون (NADH و FADH2) می‌شود.
تشکیل ATP بیشتر
در اثر تنفس یاخته‌ای، ATP به وجود می‌آید. مولکول‌های NADH و FADH2 نیز برای تولید ATP مصرف می‌شوند. می‌دانیم که در اثر تنفس یاخته‌ای، آب هم تولید می‌شود. به نظر شما، آب در این فرایند چگونه تولید می‌شود؟ جواب این پرسش در زنجیره انتقال الکترون در غشای درونی راکیزه نهفته‌است.
زنجیره انتقال الکترون
این زنجیره از مولکول‌هایی تشکیل شده‌است که در غشای درونی راکیزه قرار دارند و می‌توانند الکترون بگیرند یا از دست بدهند.
در این زنجیره، الکترون‌ها در نهایت به اکسیژن مولکولی می‌رسند. اکسیژن با گرفتن الکترون به یون اکسید (اتم اکسیژن با دو بار منفی) تبدیل می‌شود.
یون‌های اکسید در ترکیب با پروتون‌هایی که در بخش داخلی قرار دارند، مولکول‌های آب را تشکیل می‌دهند.
½O2 + 2e → O2-
O2- + 2H+ + → H2O
پروتون‌ها (یون‌های +H) در سه محل از زنجیره انتقال الکترون از بخش داخلی به فضای بین دو غشا پمپ می‌شوند. انرژی لازم برای انتقال پروتون‌ها از الکترون‌های پرانرژی NADH و FADH2 فراهم می‌شود.
با ورود پروتون‌ها از بخش داخلی به فضای بین دو غشا، تراکم آنها در این فضا، نسبت به بخش داخلی افزایش می‌یابد. پروتون‌ها بر اساس شیب غلظت، تمایل دارند که به سمت بخش داخلی برگردند. تنها راه پیش‌روی 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
در فرایند قندکافت، از گلوکز پیرووات ایجاد می‌شود. پیرووات به راکیزه می‌رود و در آنجا به استیل کوآنزیم A اکسایش می‌یابد. استیل کوآنزیم A وارد چرخه کربس می‌شود.
در تنفس یاخته‌ای مولکول‌های کربن دی اکسید، ATP، NADH، FADH2 و آب تولید می‌شوند.
تنظیم تنفس یاخته‌ای: تولیدی اقتصادی
با اندازه‌گیری‌های واقعی در شرایط بهینه آزمایشگاهی، مقدار ATP تولید‌شده در ازای تجزیه کامل گلوکز را به دست آورده‌اند. این مقدار در بهترین شرایط در یاخته یوکاریوت، حداکثر 30 ATP است. در نظر بگیرید که تولید ATP در یاخته‌های متفاوت و متناسب با نیاز بدن، فرق می‌کند.
تحقیقات نشان می‌دهند که تولید ATP، تحت کنترل میزان ATP و ADP است. اگر ATP زیاد باشد، آنزیم‌های درگیر در قندکافت 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 هدر‌رفتن منابع می‌شود.
یاخته‌های بدن اکثرا از گلوکز و ذخیره قندی کبد برای تامین انرژی استفاده می‌کنند. اگر این منابع کافی نباشد، برای تولید ATP به سراغ تجزیه چربی‌ها و پروتئین‌ها می‌روند. از همین رو ماهیچه‌های اسکلتی و سیستم ایمنی افراد دچار سوءتغذیه طولانی‌مدت، تحلیل‌رفته و ضعیف می‌شود.