العضيات الخلوية المسؤولة عن التنفس والبناء الضوئي
مقدمة
العضيات الخلوية هي هياكل متخصصة داخل الخلايا تؤدي وظائف محددة. وتلعب العضيات دورًا حيويًا في الحفاظ على وظيفة الخلية والبقاء على قيد الحياة. ومن بين العضيات الرئيسية الخلوية المسؤولة عن التنفس والبناء الضوئي الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء على التوالي.
الميتوكوندريا: مركز الطاقة للخلية
الميتوكوندريا هي عضيات على شكل حبة الفول توجد في خلايا حقيقية النواة.
تحتوي الميتوكوندريا على غشاءين خارجي وداخلي يفصلان بين حيزين: السائل المصفوي والطية الداخلية.
تتم عملية التنفس الخلوي في طيات الميتوكوندريا الداخلية.
عملية التنفس الخلوي في الميتوكوندريا
التنفس الخلوي هو عملية تحويل الطاقة من الجلوكوز إلى ATP، وهو عملة الطاقة في الخلية.
تتكون عملية التنفس الخلوي من ثلاث مراحل رئيسية: التحلل السكري، ودورة حمض الستريك، ونقل الإلكترون.
في التحلل السكري، يتم تقسيم الجلوكوز إلى حمض البيروفيك. ثم يدخل حمض البيروفيك إلى دورة حمض الستريك، حيث يتم تحويله إلى ثاني أكسيد الكربون وإنتاج الإلكترونات. يتم نقل الإلكترونات إلى سلسلة نقل الإلكترون، حيث يتم استخدامها لضخ البروتونات عبر الطية الداخلية للميتوكوندريا.
يولد التدرج الناتج للبروتونات ATP من خلال ATP synthase.
البلاستيدات الخضراء: مصانع الطاقة الضوئية
البلاستيدات الخضراء هي عضيات خلوية مرتبطة بالغشاء توجد في خلايا نباتية.
تحتوي البلاستيدات الخضراء على بنية داخلية معقدة تتكون من نظام من الأغشية الداخلية المسطحة تسمى الثايلاكويدات.
تحتوي الثايلاكويدات على صبغة الكلوروفيل، والتي تمتص الطاقة الضوئية اللازمة للبناء الضوئي.
عملية البناء الضوئي في البلاستيدات الخضراء
البناء الضوئي هو عملية تحويل الطاقة الضوئية من الشمس إلى طاقة كيميائية مخزنة في الجلوكوز.
تحدث عملية البناء الضوئي في مرحلتين رئيسيتين: تفاعلات معتمدة على الضوء وتفاعلات غير معتمدة على الضوء (دورة كالفن).
في التفاعلات المعتمدة على الضوء، يتم استخدام الطاقة الضوئية لإنتاج ATP وNADPH. يتم استخدام ATP وNADPH في دورة كالفن، حيث يتم تثبيت ثاني أكسيد الكربون وتحويله إلى جزيئات عضوية، بما في ذلك الجلوكوز.
مقارنة بين التنفس الخلوي والبناء الضوئي
التنفس الخلوي والبناء الضوئي عمليتان حيويتان متعاكستان تحدثان في الخلايا الحية.
يستخدم التنفس الخلوي الجلوكوز لإنتاج ATP، بينما يستخدم البناء الضوئي الطاقة الضوئية لإنتاج الجلوكوز.
يتطلب التنفس الخلوي الأكسجين، بينما لا يتطلب البناء الضوئي الأكسجين.
أهمية التنفس الخلوي والبناء الضوئي
التنفس الخلوي ضروري لإنتاج الطاقة اللازمة لجميع عمليات الخلية.
البناء الضوئي ضروري لإنتاج الغذاء لجميع الكائنات الحية تقريبًا.
الخلاصة
الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء هي عضيتان خلويتان متخصصتان مسؤولتان عن التنفس والبناء الضوئي على التوالي. التنفس الخلوي هو عملية تحويل الطاقة من الجلوكوز إلى ATP، بينما البناء الضوئي هو عملية تحويل الطاقة الضوئية من الشمس إلى طاقة كيميائية مخزنة في الجلوكوز. كلا العمليتين ضروريتان لبقاء جميع الكائنات الحية.