Skip to main content
Global

4.E: كيف تحصل الخلايا على الطاقة (تمارين)

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    191688

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    4.1: الطاقة والتمثيل الغذائي

    تؤدي الخلايا وظائف الحياة من خلال تفاعلات كيميائية مختلفة. يشير التمثيل الغذائي للخلية إلى مزيج التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخلها. تعمل التفاعلات التقويضية على تكسير المواد الكيميائية المعقدة إلى مواد أبسط وترتبط بإطلاق الطاقة. تعمل العمليات الابتنائية على بناء جزيئات معقدة من جزيئات أبسط وتتطلب طاقة. في دراسة الطاقة، يشير مصطلح النظام إلى المادة والبيئة التي تنطوي عليها عمليات نقل الطاقة.

    مراجعة الأسئلة

    أي مما يلي ليس مثالًا على تحويل الطاقة؟

    ألف - تسخين العشاء في الميكروويف
    باء - الألواح الشمسية في العمل
    جيم - تكوين الكهرباء الساكنة
    دال - لا شيء مما سبق

    إجابة

    د

    أي مما يلي لا ينطبق على الإنزيمات؟

    ج: يتم استهلاكها من خلال ردود الفعل التي تحفزها.
    B. عادة ما تكون مصنوعة من الأحماض الأمينية.
    ج- إنها تقلل من طاقة التنشيط للتفاعلات الكيميائية.
    D- كل واحدة خاصة بالركيزة (الركائز) المعينة التي ترتبط بها.

    إجابة

    أ

    استجابة مجانية

    هل تتضمن التمارين البدنية لزيادة كتلة العضلات عمليات الابتنائية و/أو التقويضية؟ قدم دليلاً لإجابتك.

    إجابة

    تتضمن التمارين البدنية كلا من العمليات الابتنائية والتقويضية. تقوم خلايا الجسم بتكسير السكريات لتوفير ATP للقيام بالعمل اللازم لممارسة الرياضة، مثل تقلصات العضلات. هذا هو الهدم. يجب على خلايا العضلات أيضًا إصلاح الأنسجة العضلية التي تضررت من التمارين الرياضية عن طريق بناء عضلة جديدة. هذا هو الابتنائية.

    اشرح بعباراتك الخاصة الفرق بين التفاعل التلقائي والتفاعل الذي يحدث على الفور، وما الذي يسبب هذا الاختلاف.

    إجابة

    التفاعل التلقائي هو الذي يحتوي على G سالب وبالتالي يطلق الطاقة. ومع ذلك، لا يجب أن يحدث التفاعل التلقائي بسرعة أو فجأة مثل رد فعل فوري. قد يحدث ذلك على مدى فترات طويلة من الزمن بسبب طاقة التنشيط الكبيرة، مما يمنع التفاعل من الحدوث بسرعة.

    فيما يتعلق بالإنزيمات، لماذا تعتبر الفيتامينات والمعادن ضرورية للصحة الجيدة؟ أعط أمثلة.

    إجابة

    تعمل معظم الفيتامينات والمعادن كعوامل مساعدة وإنزيمات مساعدة لعمل الإنزيم. تتطلب العديد من الإنزيمات ربط بعض العوامل المساعدة أو الإنزيمات المساعدة لتكون قادرة على تحفيز تفاعلاتها. نظرًا لأن الإنزيمات تحفز العديد من التفاعلات المهمة، فمن الضروري الحصول على الفيتامينات والمعادن الكافية من النظام الغذائي والمكملات الغذائية. فيتامين C (حمض الأسكوربيك) هو أنزيم ضروري لعمل الإنزيمات التي تبني الكولاجين.

    4.2: تحلل السكر

    يعمل ATP كعملة طاقة للخلايا. إنه يسمح للخلايا بتخزين الطاقة لفترة وجيزة ونقلها داخل نفسها لدعم التفاعلات الكيميائية الإندرونية. هيكل ATP هو هيكل نيوكليوتيد الحمض النووي الريبي مع ثلاث مجموعات فوسفات مرفقة. عندما يتم استخدام ATP للطاقة، يتم فصل مجموعة الفوسفات، ويتم إنتاج ADP. يتم استخدام الطاقة المشتقة من هدم الجلوكوز لإعادة شحن ADP إلى ATP. تحلل السكر هو المسار الأول المستخدم في تكسير الجلوكوز لاستخراج الطاقة.

    اختيار متعدد

    يتم تخزين الطاقة على المدى الطويل في روابط _____ واستخدامها على المدى القصير لأداء العمل من جزيء (n) _____.

    A. ATP: الجلوكوز
    B. جزيء ابتنائي: جزيء تقويضي
    C. الجلوكوز: ATP
    D. جزيء تقويضي: جزيء ابتنائي

    إجابة

    ج

    عملة الطاقة التي تستخدمها الخلايا هي _____.

    ألف - ATP
    B
    . ADP C
    . AMP D.

    إجابة

    أ

    ينقسم الجلوكوز الذي يدخل مسار تحلل السكر إلى جزيئين من _________.

    ألف - ATP
    B
    . الفوسفات C. NADH
    D. البيروفات

    إجابة

    د

    استجابة مجانية

    تقوم كل من الكائنات الحية بدائية النواة وحقيقية النواة ببعض أشكال تحلل السكر. كيف تدعم هذه الحقيقة أو لا تدعم التأكيد على أن تحلل السكر هو أحد أقدم مسارات التمثيل الغذائي؟

    إجابة

    إذا تطور تحلل السكر في وقت متأخر نسبيًا، فمن المحتمل ألا يكون عالميًا في الكائنات الحية كما هو. ربما تطورت في كائنات بدائية للغاية واستمرت، مع إضافة مسارات أخرى من التمثيل الغذائي للكربوهيدرات التي تطورت لاحقًا.

    4.3: دورة حمض الستريك والفسفرة التأكسدية

    دورة حمض الستريك عبارة عن سلسلة من التفاعلات الكيميائية التي تزيل الإلكترونات عالية الطاقة وتستخدمها في سلسلة نقل الإلكترون لتوليد ATP. يتم إنتاج جزيء واحد من ATP (أو ما يعادله) لكل دورة من الدورة. سلسلة نقل الإلكترون هي جزء من التنفس الهوائي الذي يستخدم الأكسجين الحر كمستقبل للإلكترون النهائي للإلكترونات التي تمت إزالتها من المركبات الوسيطة في تقويض الجلوكوز.

    اختيار متعدد

    ماذا تفعل الإلكترونات المضافة إلى NAD +؟

    ج: تصبح جزءًا من مسار التخمير.
    ب- يذهبون إلى مسار آخر لإنتاج ATP.
    C. تعمل على تنشيط دخول مجموعة الأسيتيل إلى دورة حمض الستريك.
    D. يتم تحويلها إلى NADP.

    إجابة

    ب

    يتضمن التناضح الكيميائي

    A. حركة الإلكترونات عبر غشاء الخلية
    B. حركة ذرات الهيدروجين عبر غشاء الميتوكوندريا
    C. حركة أيونات الهيدروجين عبر غشاء الميتوكوندريا
    D. حركة الجلوكوز عبر غشاء الخلية

    إجابة

    ج

    استجابة مجانية

    نستنشق الأكسجين عندما نتنفس ونخرج ثاني أكسيد الكربون. ما هو الأكسجين المستخدم ومن أين يأتي ثاني أكسيد الكربون؟

    إجابة

    الأكسجين الذي نستنشقه هو متقبل الإلكترون النهائي في سلسلة نقل الإلكترون ويسمح بالتنفس الهوائي بالمضي قدمًا، وهو المسار الأكثر كفاءة لحصاد الطاقة في شكل ATP من جزيئات الطعام. يتشكل ثاني أكسيد الكربون الذي نتنفسه خلال دورة حمض الستريك عندما تنكسر الروابط في مركبات الكربون.

    4.4: التخمير

    إذا تعذر استقلاب NADH من خلال التنفس الهوائي، يتم استخدام متقبل إلكتروني آخر. ستستخدم معظم الكائنات الحية شكلاً من أشكال التخمير لإنجاز تجديد NAD+، مما يضمن استمرار تحلل السكر. لا يصاحب تجديد NAD+في التخمير إنتاج ATP؛ لذلك، لا يتم استخدام إمكانات NADH لإنتاج ATP باستخدام سلسلة نقل الإلكترون.

    مراجعة الأسئلة

    أي من طرق التخمير التالية يمكن أن تحدث في عضلات الهيكل العظمي للحيوانات؟

    أ. تخمير حمض اللاكتيك
    ب
    . تخمير الكحول ج. تخمير الأحماض المختلطة
    D. التخمير البروبي

    إجابة

    أ

    استجابة مجانية

    عندما ينفد الأكسجين من خلايا العضلات، ماذا يحدث لإمكانية استخراج الطاقة من السكريات وما هي المسارات التي تستخدمها الخلية؟

    إجابة

    بدون الأكسجين، تتوقف الفسفرة المؤكسدة ودورة حمض الستريك، لذلك لم يعد يتم توليد ATP من خلال هذه الآلية، التي تستخرج أكبر قدر من الطاقة من جزيء السكر. بالإضافة إلى ذلك، يتراكم NADH، مما يمنع تحلل السكر من المضي قدمًا بسبب غياب NAD +. يستخدم تخمير حمض اللاكتيك الإلكترونات الموجودة في NADH لتوليد حمض اللاكتيك من البيروفات، مما يسمح باستمرار تحلل السكر وبالتالي يمكن أن تولد كمية أقل من ATP بواسطة الخلية.

    4.5: اتصالات بمسارات التمثيل الغذائي الأخرى

    يجب اعتبار المسارات الأيضية مسامية - أي أن المواد تدخل من مسارات أخرى، وتغادر المواد الأخرى إلى مسارات أخرى. هذه المسارات ليست أنظمة مغلقة. العديد من المنتجات في مسار معين هي مواد تفاعلية في مسارات أخرى.

    اختيار متعدد

    يستخدم الكوليسترول الذي تصنعه الخلايا أي مكون من المسار الجليكلي كنقطة انطلاق؟

    A. الجلوكوز
    B. الأسيتيل
    CoC. البيروفات
    D. ثاني أكسيد الكربون

    إجابة

    ب

    أكسدة بيتا هي ________.

    A. تكسير السكريات
    B. تجميع السكريات
    C. تكسير الأحماض الدهنية
    D. إزالة المجموعات الأمينية من الأحماض الأمينية

    إجابة

    ج

    استجابة مجانية

    هل تصف مسارات التمثيل الغذائي بأنها مهدرة بطبيعتها أو اقتصادية بطبيعتها، ولماذا؟

    إجابة

    إنها اقتصادية للغاية. تتحرك الركائز والوسيطة والمنتجات بين المسارات وتقوم بذلك استجابةً لحلقات تثبيط التغذية الراجعة المضبوطة بدقة والتي تحافظ على التمثيل الغذائي بشكل عام على قدم المساواة. قد تحدث المواد الوسيطة في أحد المسارات في مسار آخر، ويمكنها الانتقال من مسار إلى آخر بشكل سلس استجابة لاحتياجات الخلية.