حل درس كيف تحصل المخلوقات الحية على الطاقة أحياء 3
حل درس كيف تحصل المخلوقات الحية على الطاقة
تحولات الطاقة
معظم التفاعلات والعمليات الكيميائية في خلايا الجسم مستمرة حتى لو ظننت أنك لا تستهلك أي طاقة فالجزيئات الكبيرة تبنى وتتحلل وتنقل المواد عبر الغشاء الخلوي وكذلك تنقل المعلومات الوراثية هذه الأنشطة الخلوية جميعها تحتاج إلى الطاقة وهي القدرة على إنجاز شغل بعض المحطات الرئيسة في دراسة الطاقة الخلوية اما الديناميكا الحرارية فهي دراسة تدفق الطاقة وتحولها في الكون
قوانين الديناميكا الحرارية
يسمى القانون الأول في الديناميكا قانون حفظ الطاقة وينص على أن الطاقة يمكن أن تتحول من شكل إلى أخر ولكن لا يمكن ان تفتى أو تستحدث إلا بمشيئة الله سبحانه وتعالى فمثلاً تتحول الطاقة المخزنة في المواد المغذية إلى طاقة كيميائية عندها تأكل وتتحول إلى طاقة ميكانيكية عندما تركض أو تركل الكرة
ينص القانون الثاني في الديناميكا الحرارية على حدوث فقدان في الطاقة عند تحولها من شكل إلى آخر وعموماً فإن الطاقة التي تفقد او تضيع تتحول إلى طاقة حرارية وتعد السلسلة الغذائية مثالاً واضحاً على لاقانون الثاني للديناميكا الحرارية ومن المعروف ان كمية الطاقة القابلة للاستخدام والمتوافرة في المستوى الغذائي الأعلى تتناقص على نحو مستمر في السلسلة الغذائية
ذاتية التغذي وغير ذاتية التغذي
خلق الله سبحانه وتعالى المخلوقات ذاتية التغذي لكي تكون قادرة على صنع غذائها بنفسها فبعض ذاتية التغذي - التي تسمى ذاتية التغذي كيميائية - تستخدم المواد غير العضوية مث كبريتيد الهيدروجين مصدراً للطاقة أما بعضها الآخر - ومنها النباتات فتسمى المخلوقات ذاتية التغذي ضوئية لأنها تقوم بتحويل الطاقة الضوئية من الشمس إلى طاقة كيميائية أما المخلوقات غير الذاتية التغذي مثل حشرة المن والدعسوقة فهي مخلوقات حيه تحتاج إلى ابتلاع الطعام وهضمه للحصول على الطاقة
عملية الأيض
يشار إلى جميع التفاعلات الكيميائية في الخلية بعملية تسمى عملية الأيض وتسمى سلسلة التفاعلات الكيميائية التي تعد المادة الناتجة عن أحد تفاعلاتها مادة متفاعلة للتفاعل التالي مسار الأسض ومسارات الأيض نوعان : مسارات الهدم ومسارات البناء ففي مسار الهدم تتحرر الطاقة نتيجة تحليل الجزيئات الكبيرة إلى جزيئات صغيرة أما مسار البناء فيستخدم الطاقة الناتجة عن مسار الهدم في بناء جزيئات كبيرة من جزيئات صغيرة وينتج عن العلاقة بين مسارات الهدم والبناء تدفق مستمر للطاقة في المخلوق الحي
يعد التنفس الخلوي :
مسار الهدم تتحلل فيه المواد العضوية لتحرر الطاقة اللازمة للخلية حيث يستخدم الأكسدين في التنفس الخلوي لتحليل المواد العضوية فينتج عنها ثاني أكسيد الكربون والماء لاحظ الدورات الطبيعية لهذه العمليات حيث تعد المواد الناتجة عن أحد التفاعلات مواد متفاعلة للتفاعل الأخر
وحدة الطاقة الخلوية
توجد الطاقة في أشكال عدة منها : الطاقة الضوئية والطاقة الميكانيكة والطاقة الحرارية والطاقة الكيميائية ففقي المخلوقات الحية يتم تخزين الطاقة الكيميائية داخل الجزيئات الحيوية ويمكن تحويلها إلى أشكال أخرى من الطاقة عند الحاجة فمثلاً تتحول الطاقة الكيميائية المخزنة في الجزيئات الحيوية إلى طاقة ميكانيكية عند انقباض العضلات
ويعد جزيء الطاقة أدينوسين ثلاثي الفوسفات من أهم الجزيئات الحيوية التي تزود الخلايا بالطاقة الكيميائية
تركيب جزيء الطاقة
يعد جزيء ATP مخزناً للطاقة الكيميائية التي تستخدمها الخلايا في التفاعلات المتنوعة وعلى الرغم من وجود جزيئات ناقلة أخرى للطاقة خلال الخلايا فإن جزيء ATP يعد من الجزيئات الناقلة الأكثر انتشاراً في خلايا جميع أنواع المخلوقات الحية
جزيء ATP : عبارة عن نيوكليوتيد يتكون من قاعدة نيتروجينية هي : الأدينين وسكر الرايبور وثلاث مجموعات من الفوسفات
وظيفة جزيء الطاقة
يحرر جزيء ATP الطاقة عندما تتكون الرابطة بين مجموعة الفوسفات الثانية والثالثة مكوناً جزيئاً يسمى أدينوسين ثنائي الفوسفات ADP ومجموعة فوسفات حرة تختزن الطاقة في الرابطة الفوسفاتية التي تتشكل عندما يرتبط جزيء ADP مع مجموعة فوسفات أخرى ليتكون جزيء ATP ويمكن أن تتحول جزيئات ATP و ADP بإضافة أو حذف مجموعة فوسفات وفي بعض الأحيان يتحول جزيء ADP إلى جزيء أدينوسين أحادي الفوسفات AMP بفقد مجموعة فوسفات إضافية والطاقة المتحررة بفعل هذا التفاعل قليلة جداً لذا فإن التفاعل قليلة جداً لذا فإن معظم تفاعلات الطاقة في الخلية تتضمن جزيئات ATP و ADP