يطلق مصطلح الأيض الخلوي على عملية البناء الضوئي والتنفس والتخمر.
الإجابة الصحيحة هي : صواب.
الأيض الخلوي
الأيض الخلوي هو مجموعة من العمليات الكيميائية التي تحدث داخل الخلايا وتوفر الطاقة اللازمة لنموها وتطورها. ويمكن تقسيم الأيض الخلوي إلى نوعين رئيسيين:
الأيض الهدمي (التفكك): وهو عملية تحطيم جزيئات الوقود الكبيرة، مثل الجلوكوز، لإطلاق الطاقة.
الأيض البنائي (البناء): وهو عملية بناء جزيئات معقدة، مثل البروتينات والدهون، باستخدام الطاقة المشتقة من الأيض الهدمي.
ويطلق على عملية الأيض الخلوي أيضًا عملية البناء الضوئي والتنفس والتخمر.
البناء الضوئي
البناء الضوئي هو عملية تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية مخزنة في الجلوكوز. تحدث هذه العملية في النباتات والطحالب وبعض أنواع البكتيريا.
المرحلة الضوئية: يحدث هذا الجزء من البناء الضوئي في غشاء الثايلاكويد في البلاستيدات الخضراء. ويتم امتصاص الطاقة الضوئية بواسطة صبغة الكلوروفيل وتستخدم لتقسيم جزيئات الماء. ويطلق الهيدروجين الناتج وينقل إلى المرحلة المظلمة.
المرحلة المظلمة: تحدث هذه المرحلة في سدى البلاستيدات الخضراء. ويتم استخدام الهيدروجين المشتق من المرحلة الضوئية، جنبًا إلى جنب مع ثاني أكسيد الكربون، لإنتاج الجلوكوز.
أهمية البناء الضوئي: يعد البناء الضوئي عملية حيوية للأرض لأنها توفر الغذاء والأكسجين للكائنات الحية الأخرى.
التنفس الخلوي
التنفس الخلوي هو عملية تحطيم الجلوكوز لإنتاج الطاقة. تحدث هذه العملية في الميتوكوندريا في جميع الخلايا تقريبًا.
تحلل السكر: في هذه المرحلة، يتم تحويل الجلوكوز إلى جزيئين من حمض البيروفك.
دورة حمض الستريك (دورة كريبس): يحدث هذا الجزء من التنفس الخلوي في مصفوفة الميتوكوندريا. ويتم تحويل حمض البيروفك إلى ثاني أكسيد الكربون، مما ينتج عنه جزيئات ناقلة للإلكترون (NADH وFADH2).
سلسلة نقل الإلكترون: يتم نقل الإلكترونات من NADH وFADH2 عبر سلسلة من بروتينات الغشاء الداخلي للميتوكوندريا. وهذا يخلق تدرجًا في البروتونات عبر الغشاء، مما يؤدي إلى إنتاج ATP.
أهمية التنفس الخلوي: يعد التنفس الخلوي عملية حيوية للأيض الخلوي لأنه يوفر الطاقة اللازمة للprocesses الخلوية المختلفة.
التخمر
يحدث التخمر عندما لا يتوفر الأكسجين الكافي للتنفس الخلوي. ويتم تحويل الجلوكوز إلى منتجات مختلفة، مثل الإيثانول (في التخمر الكحولي) أو حمض اللبنيك (في التخمر اللبني).
التخمر الكحولي: تتخمر الخميرة والبكتيريا الجلوكوز إلى إيثانول وثاني أكسيد الكربون.
التخمر اللبني: تتخمر البكتيريا اللبنية الجلوكوز إلى حمض اللبنيك.
أهمية التخمر: يستخدم التخمر في العديد من الصناعات الغذائية، مثل إنتاج الخبز والبيرة والنبيذ.
الطاقة في الأيض الخلوي
يُقاس محتوى الطاقة في الأيض الخلوي بوحدة تسمى الجول (J). ويُطلق على الجزيء الذي يحمل الطاقة الكيميائية اسم أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP).
ATP: يعد ATP “عملة” الطاقة في الخلية. ويتم استخدامه في جميع العمليات الخلوية التي تتطلب الطاقة.
توليد ATP: يُنتج ATP في سلسلة نقل الإلكترون في التنفس الخلوي وفي البناء الضوئي.
استخدام ATP: يُستخدم ATP في processes الخلوية المختلفة، مثل الانقباض العضلي ونقل الأيونات والتخليق الحيوي.
التنظيم في الأيض الخلوي
يتم تنظيم الأيض الخلوي بدقة بواسطة مجموعة متنوعة من الآليات. وتشمل هذه:
الاستقراء الأنزيمي: يسرع الإنزيم من معدل التفاعلات الكيميائية. ويمكن حفز الإنزيمات أو تثبيطها استجابةً للتغيرات في البيئة الخلوية.
التغذية الراجعة السلبية: تساعد التغذية الراجعة السلبية على الحفاظ على توازن في المسارات الأيضية. فعندما يتراكم منتج ما، فإنه يثبط الإنزيم المسؤول عن إنتاجه.
التغذية الراجعة الموجبة: تعمل التغذية الراجعة الموجبة على تضخيم الإشارات في المسارات الأيضية. ويمكن أن يكون هذا مفيدًا في الاستجابات السريعة للتغيرات في البيئة.
الأيض الخلوي هو عملية حيوية توفر الطاقة اللازمة لجميع العمليات الخلوية. وهو مقسم إلى نوعين رئيسيين: الأيض الهدمي والبنائي. يحدث الأيض الهدمي في الميتوكوندريا، بينما يحدث الأيض البنائي في السيتوبلازم. ينظم الأيض الخلوي بشدة بواسطة مجموعة من الآليات لضمان التوازن والاستجابة للتغيرات في البيئة الخلوية.