فيديو السؤال: التعرف على النواتج الناقصة في سلسلة نقل الإلكترونات الأحياء • الصف الثاني الثانوي

نسخة الفيديو النصية

يوضح الشكل الآتي المخطط الأساسي لسلسلة نقل الإلكترونات التي تلعب دورًا في عملية الفسفرة التأكسدية، مع حذف بعض أسماء الجزيئات الرئيسية. ما الجزيئان اللذان يمكن أن يستبدل بهما الحرفان ‪X‬‏ و‪Y‬‏؟ أ: الماء وثاني أكسيد الكربون، ب: الأكسجين والماء، ج: ‪FAD‬‏ و‪FADH2‬‏، د: الكربون والميثان.

التنفس الخلوي عملية مهمة في جميع الكائنات الحية. إنها العملية التي يتكسر فيها الجلوكوز لإطلاق الطاقة المخزنة في صورة جزيئات الأدينوسين الثلاثي الفوسفات ‪(ATP)‬‏. توجد أربع خطوات أساسية في عملية التنفس الخلوي هي: تحلل الجلوكوز؛ والتفاعل الرابط؛ ودورة كربس، التي تعرف أيضًا باسم دورة حمض الستريك؛ والفسفرة التأكسدية، التي تعرف أيضًا باسم سلسلة نقل الإلكترونات.

خلال عملية تحلل الجلوكوز، والتفاعل الرابط، ودورة كربس، تتكون جزيئات ‪ATP‬‏ بالإضافة إلى مرافقي الإنزيم ‪NADH‬‏ و‪FADH2‬‏. أثناء عملية الفسفرة التأكسدية، يستخدم مرافقا الإنزيم ‪NADH‬‏ و‪FADH2‬‏ لإنتاج كمية أكبر من ‪ATP‬‏. في الواقع، الفسفرة التأكسدية هي الخطوة التي ينتج فيها معظم جزيئات ‪ATP‬‏. تحدث الفسفرة التأكسدية في الميتوكوندريا. هنا يمكنك رؤية شكل الميتوكوندريون بغشاءيه الخارجي والداخلي، اللذين يحتويان على الفراغ بين الغشائي، بالإضافة إلى الحشوة التي يحيط بها الغشاء الداخلي.

ننتقل الآن إلى الشكل الموضح، الذي يوضح المخطط الأساسي للفسفرة التأكسدية. يوجد في الغشاء الداخلي للميتوكوندريا عدد من البروتينات المتخصصة في جمع الطاقة من الإلكترونات العالية الطاقة المخزنة في مرافقي الإنزيم ‪NADH‬‏ و‪FADH2‬‏. يمكنك متابعة رحلة الإلكترون من اليسار.

يوجد الكثير من الطاقة المخزنة في هذه الإلكترونات. خلال سلسلة نقل الإلكترونات، تفقد الإلكترونات بعضًا من هذه الطاقة تدريجيًّا بمقادير صغيرة. يمكن استخدام هذه الطاقة المنطلقة لنقل أيونات الهيدروجين نقلًا نشطًا عكس اتجاه تدرج تركيزها من حشوة الميتوكوندريا إلى الفراغ بين الغشائي. يمثل تدرج التركيز هذا شكلًا من أشكال الطاقة المخزنة، ويمكن استخدامه لإنتاج ‪ATP‬‏ كما نرى على اليمين.

يصاحب هذا المركب البروتيني المتخصص، الذي يسمى ‪ATP‬‏-سينثيز، حركة أيونات الهيدروجين مع تدرج تركيزها بتخليق ‪ATP‬‏. في الوقت نفسه، تصل الإلكترونات في نهاية سلسلة نقل الإلكترونات إلى الأكسجين لتكوين الماء. يعد الأكسجين مستقبلًا قويًّا للإلكترونات وجزءًا ضروريًّا في سلسلة نقل الإلكترونات. بدونه، لا يمكن للإلكترونات القادمة من ‪NADH‬‏ و‪FADH2‬‏ التحرك عبر سلسلة نقل الإلكترونات، ولا يمكن لأيونات الهيدروجين أن تضخ عكس تدرج تركيزها لتستخدم في تكوين ‪ATP‬‏.

إذن، الجزيئان اللذان يمكن أن يستبدل بهما الحرفان ‪X‬‏ و‪Y‬‏ في الشكل الموضح مذكوران في الخيار ب: الأكسجين والماء.