Tip:
Highlight text to annotate it
X
في رأيي المتواضع
العملية الحيوكيميائية الأكثر أهمية
خاصة بالنسبة لنا ، هي التنفس الخلوي
والسبب الذي جعلني أمتلك شعوراً بهذه القوة تجاهها
هو أنها الطريقة التي يمكننا بها استخراج الطاقة مما نأكل ، أو من غذائنا
أو إذا أردنا أن نكون دقيقين ، من الجلوكوز
وفي النهاية ، معظم ما نأكل
أو على الأقل الكاربوهيدرات ، تنتهي على هيأة جلوكوز
في الفيديوهات القادمة سأتحدث على الكيفية التي نحصل بها على الطاقة
من الدهون أو البروتينات
ولكن التنفس الخلوي ، دعونا نبدأ من الجلوكوز إلى
الطاقة و بعض المنتوجات الثانوية
ولأجل أن نكون دقيقين أكثر بشأنها
دعوني أكتب التفاعل الكيميائي هنا
إذاً الصيغة الكيميائية للجلوكوز
لديك 6 كربونات ، 12 هيدروجينة و6 أوكسجينات
إذاً هذا هو الجلوكوز خاصتك هنا
إذاً إذا كان لديك مول واحد من الجلوكوز -- دعوني أدون ذلك
هذا هو الجلوكوز خاصتك هناك --
ومن ثم بالنسبة لهذا المول من الجلوكوز
إذا كان لديك 6 مولات من جزيئات الأوكسجين
تحوم حول الخلية ، ثم
وهذا هو نوع من التبسيط العام للتنفس الخلوي
أظن بأنك ستقدّر
خلال المقرر التعليمي في الفيديوهات القليلة القادمة
أن بإمكانك التعمق في هذه الكيفية بقدر ما تستطيع
ولكن أظن بأنه جميل أن تأخذ الصورة العامة
لكن إذا أعطيتني قليلاً من الجلوكوز ، إذا كان لديك مول واحد من الجلوكوز
و 6 مولات من الأوكسجين ، من خلال عملية التنفس الخلوي
و بذلك أنا فقط أكتبها وكأنها صندوق كبير أسود الآن
دعني أختار لوناً لطيفاً
إذاً هذا تنفس خلوي
والذي سنراه هو مشارك تماماً
ولكن أظن بأن أي شيء قد يمكن
إذا أردت أن تكون مكتفياً بشأنه
خلال التنفس الخلوي
سنحصل على 6 مولات من ثاني أكسيد الكربون
6 مولات من الماء
و -- هذا بالغ في الأهمية
-- أننا سنقوم بإنتاج الطاقة
سنقوم بإنتاج الطاقة
وهذه الطاقة يمكن استخدامها لعمل شيء مفيد
لتدفئة أجسامنا ،
لتزويد أدمغتنا بالإشارات الكهربائية
أي نوع من الطاقة ، وبخاصة التي يحتاجها جسم الإنسان
ولكنها لا تخص الإنسان وحده
يتم التزود بها من خلال عملية التنفس الحيوي هذه
وحين نقول طاقة ، قد تقول ، يا سال
في الفيديو السابق ألم تقل
حسناً ، إذا كان ذلك آخر فيديو شاهدته
قد شاهدتني أقول
ATP هي تيار الطاقة في الأنظمة الحيوية
وبذلك قد تقول ، حسناً إنها تبدو مثل
الجلوكوز هو تيار الطاقة في الأنظمة الحيوية
وإلى حد ما
كلا الإجابتين قد تكونان صحيحتين
ولكن كي ترى كيف أنهما تتفقان
في عملية التنفس الحيوي
إنها تنتج الطاقة مبااشرة
ولكن تلك الطاقة تستخدم لإنتاج ATP
لذا إذا كان بإمكاني تكسير الطاقة الناتجة من
التنفس الخلوي هنا
بعضاً منها سيكون مجرد حرارة
أنت تعلم، إنها تدفئ الخلية
ومن ثم بعضاً منها يستخدم
-- وهذا ما ستخبرك به المراجع
المراجع ستخبرك أنها تنتج 38 ATP
سيكون من الأسهل استخدامها بواسطة الخلايا في انقباض العضلات
أو توليد السيالات العصبية أو عمل أي شيء آخر
النمو ، الانقسام ، أو أي شيء آخر قد تحتاجه الخلية
لذا حقاً ، التنفس الخلوي
إذا قلنا أنه منتج للطاقة هو أمر مخادع
هو في الحقيقة عملية أخذ الجلوكوز
وإنتاج الـATP ، وربما الحرارة كمنتج ثانوي
ولكنه من الجيد الحصول على هذه الحرارة
نحتاج أن نكون دافئين بشكل معقول
لكي تعمل خلايانا بالشكل المطلوب
لذا الهدف الحقيقي هو الانتقال من الجلوكوز
من مول واحد من الجلوكوز
-- والمراجع ستخبرك
-- إلى 38 ATP
وفي الحقيقة ، هذا في الطروف المثالية
أنك ستنتج 38 ATP
كنت أقرأ قليلا قبل تسجيل هذا الفيديو
وفي الحقيقة ، اعتماداً على كفاءة الخلية
في أداء عملية التنفس الخلوي
قد تكون أكثر في حدود 29 إلى 30 ATP
ولكن هناك اختلافات كبيرة هنا
ومازال الناس يدرسون هذه الفكرة
ولكن هذه هي عملية التنفس الخلوي
في الفيديوهات القادمة سنقوم بعملية تكسيره
إلى مكوناته النوعية
وسأقوم بتقديمهم لكم الآن
وبذلك ستستوعب أن هذه أجزاء من عملية التنفس الخلوي
المرحلة الأولى تسمى تحلل الجلوكوز
وتعني حرفياً تكسير الجلوكوز
وأنت تعلم أن الجزء جلايكو يعبر عن الجلوكوز
و من ثم لايسز يعني التكسير
عندما تشاهد التحلل المائي
إنها تعني استخدام الماء لتكسير جزيء
تحلل الجلوكوز تعني أننا سنقوم بتكسير الجلوكوز
وفي حال أنك مهتم بأشياء كأصول الكلمات
جلوكوز تأتي من ، الجزء جلوك من الجلوكوز
يأتي من اليونانية وتعني حلوى
والجلوكوز هو بالفعل حلوى
وبالتالي كل السكريات ، نستخدم لها النهاية (وز)
وبذلك فإنها تعني السكر
لذا قد تعتقد بأنها نوع من الإسهاب في الجمل
أن تقول سكر حلو
ولكن هناك بعض السكريات ليست حلوة
على سبيل المثال ، اللاكتوز ، الحليب ،
قد يكون حلواً قليلاً ، ولكن فعلياً حين
تهضم اللاكتوز يمكنك حينها تحويله إلى سكر حلو حقيقي
ولكنه ليس حلو المذاق كالجلوكوز أو الفركتوز
أو السكروز
ولكن على أية حال ، هذا موضوع جانبي
ولكن الخطوة الأولى في التنفس الخلوي هي تحلل الجلوكوز
تكسير الجلوكوز
ما تفعله هو ، تكسير جزيء الجلوكوز
من جزيء يحتوي 6 ذرات من الكربون
-- لذا هو حرفياً يأخذها من الكربونات الست
-- دعني أرسمها هكذا
-- جزيء بـ6 كربونات يبدو مثل هذا
وهو في الحقيقة على شكل حلقة
دعني أريك كيف يبدو الجلوكوز حقيقة
هذا جلوكوز هنا
و لاحظ أن لديك 1 ، 2 ، 3
4 ، 5 ، 6 كربونات
أخذت هذه من ويكيبيديا
فقط ابحث عن الجلوكوز وسترى هذه الرسمة
إذا أردت أن تلقي نظرة على التفاصيل
تستطيع أن ترى أن لديك 6 كربونات ، 6 أوكسجينات
هذه 1 ، 2 ، 3 ، 4 ، 5 ،6
ومن ثم كل هذه الأشياء الزرقاء الصغيرة
هي الهيدروجينات خاصتي
إذاً هذا ما يبدو عليه الجلوكوز في الحقيقة
ولكن عملية تحلل الجلوكوز ، أنت بالضرورة تتحدث
أنا أكتبها على هيأة خيط
ولكن يمكنك تخيلها على هيأة سلسلة
-- و لديها أوكسجين و هيدروجين قد أضيفت إليها
إلى كل واحدة من هذه الكربونات
ولكن لديها هيكل كربوني
وهي تقسم الهيكل الكربوني إلى جزئين
هذا ما يفعله تحلل الجلوكوز ، هنا
إذاً بشكل ما لقد قمت بتكسير الجلوكوز
وكل واحدة من هذه الأشياء
أنا لم أقم برسم الأشياء الأخرى
هذه مضافة إلى تلك
أنت تعلم ، هذه الأشياء لديها روابط مع أشياء أخرى
مع أوكسجين وهيدروجين و أشياء أخرى
ولكن كل واحدة من هذا الجزيئات ذات الهيكل ثلاثي ذرات الكربون
تسمى بايروفات
حسناً ، أنت ستتعمق أكثر في ذلك
ولكن تحلل الجلوكوز ، هو بنفسه يولد
حسناً ، هو يحتاج إلى 2 ATP
ويولد 4 ATP
لذا في الحصيلة النهائية يولد 2
دعني أكتب هذا بلون مختلف
هو يولد 2 ATP كحصيلة نهائية
وبذلك المرحلة الأولى
وهذا قد يحدث في حالة الغياب التام للأوكسجين
وسأقوم بعمل فيديو كامل عن تكسير الجلوكوز في المستقبل
ومن ثم هذه المنتوجات الثانوية
يتم إعادة تصنيعها جزئيا
ثم تدخل فيما يسمى دورة كريبس
التي تولد 2 ATP آخرين
ومن ثم ، هذه نقطة مثيرة بشكل ما
هناك عملية أخرى يمكنك القول بأنها
تحدث بعد دورة كريبس
ولكنك في خلية وكل شيء يرتطم بكل شيء
طوال الوقت
ولكنها في العادة يتم اعتبارها على أنها تحدث بعد تحلل الجلوكوز
و دورة كريبس
وهي تحتاج إلى أوكسجين
إذاً دعوني أكون واضحاً ، تحلل الجلوكوز ، هذه الخطوة الأولى
لا حاجة لوجود الأوكسجين
لا تحتاج إلى أوكسجين
قد تحدث في وجود الأوكسجين أو في غيابه
الأوكسجين ليس ضرورياً
أو بإمكانك القول أنها تدعى عملية لا هوائية
هذا هو الجزء اللاهوائي في عملية التنفس
دعني أدونها أيضاً ، لاهوائي
ربما سأكتبها هنا في الأسفل
تحلل الجلوكوز ، حيث أنه لا يحتاج إلى أوكسجين
يمكننا القول بأنه لا هوائي
ربما تكون على اطلاع بالتمرين الهوائي (الإيروبيك)
كل الفكرة بخصوص التمرين الهوائي هي
جعلك تتنفس بقوة
أنك تحتاج إلى كمية كبيرة من الأوكسجين لأداء التمرين الهوائي
لذا لاهوائي تعني أنك لا تحتاج إلى أوكسجين
هوائي تعني أنك بحاجة للأوكسجين
لاهوائي تعني العكس
أنت لا تحتاج إلى أوكسجين
إذاً ، تحلل الجلوكوز لا هوائي
وينتج 2 ATP كحصيلة نهائية
ثم تنتقل لدورة كريبس
هناك بعض من الأساسيات يجب تضمينها هنا
وسنقوم بدراسة مفصلة بشأنها في المستقبل
ولكنك ستمر على دورة كريبس ، والتي هي عملية هوائية
إنها هوائية
تحتاج إلى وجود أوكسجين
ومن ثم هذا ينتج 2 ATP
ومن ثم هذا هو الجزء ، بصراحة ،
حين تعلمته لأول مرة ، أثار حيرتي كثيراً
ولكنني سأكتبه بحيث
يكون بالطريقة التي يكتب بها عادة
ثم يكون لديك شيء يسمى
نحن نكثر من استخدام الألوان نفسها
لديك شيء يسمى
سلسلة نقل الالكترونات
وهذا الجزء يعود إليه الفضل
في إنتاج معظم الـ ATP
34 ATP
وهذا أيضاً هوائي
يتطلب وجود الأوكسجين ، لذا يمكنك أن ترى
إذا لم يكن لديك أوكسجين
إذا لم تحصل الخلايا على الأوكسجين الكافي
يمكنك إنتاج القليل من الطاقة
ولكنه ليس مقارباً لما يمكنك إنتاجه
عندما تتحصل على الأوكسجين
وفي الحقيقة عندما يبدأ الأوكسجين في النفاد
هذه العملية لا يمكنها أن تستمر ، لذا ما يحدث هو
أن بعضاَ من هذه المنتوجات الثانوية من تحلل الجلوكوز
بدلاً من الدخول في دورة كريبس
و سلسلة نقل الالكترونات
حيث تحتاج إلى أوكسجين ، بدلاً عن ذلك
تدخل في عملية جانبية تسمى التخمر
بالنسبة لبعض المخلوقات ، عملية التخمر هذه
تأخذ المنتوجات الثانوية من تحلل الجلوكوز
وحرفياً تنتج الكحول
هذا هو مصدر الكحول
هذا يسمى تخمر الكحول
ونحن ، كبشريين ، أعتقد أنه لحسن الحظ أو لسوئه
عضلاتنا لا تنتج الكحول مباشرة
هي تنتج حمض اللاكتيك
لذا نحن نقوم بتخمير حمض اللاكتيك
دعني أدون ذلك
حمض اللاكتيك
هذا في الإنسان وغالباً الثدييات الأخرى
ولكن الأشياء الأخرى مثل الخميرة تقوم بتخمير الكحول
إذاً هذا ما يحدث عندما لا يتوفر لديك الأوكسجين
إنه حقيقة حمض اللاكتيك هذا
إذا كان علي أن أعدو سريعا ولست قادراً على الحصول على أوكسجين كافٍ
عضلاتي ستبدأ بإيلامي
لأن حمض اللاكتيك هذا سيبدأ بالتجمع
ولكن هذا مجرد أمر جانبي
إذا كان لدينا أوكسجين يمكننا الانتقال إلى دورة كريبس
نحصل على الـ 2 ATP ومن ثم الانتقال إلى سلسلة نقل الالكترونات
وإنتاج 34 ATP والتي هي في الحقيقة تمثل المعظم
مما يحدث في التنفس
والآن لقد ذكرت ذلك كموضوع جانبي
والذي هو إلى حد ما غير عادل
لأنه أثناء عمل هؤلاء
هم ينتجون أيضا هذه الجزيئات الأخرى
هم ينتجونها بشكل كامل
ولكن مايفعلونه هو ، هم يقومون بأخذ
وأنا أعلم أن هذا يصبح معقداً هنا
ولكنني أظن من خلال المقرر التعليمي في الفيديوهات القليلة المقبلة
ستصبح الأمور بديهية
في هذين الجزئين من التفاعل
تحلل الجلوكوز و دورة كريبس
نحن نأخذ بشكل ثابت ***
سأكتبه على هيآة ***+
ونحن نضيف إليه هيدروجينات للحصول على NADH
وهذا في الحقيقة يحدث لجزيء واحد من الجلوكوز
هذا يحدث لـ 10 ***
أو 10 ***+ لتصبح NADH
وهؤلاء هم حقاً ما يكوّن سلسلة نتل الالكترونات
وسأتخدث كثيراً عنها و بشكل ما عن كيفية حدوثها
ولماذا يتم الحصول على الطاقة
وكيف أنها تفاعل أكسدة وكل ذلك
وماذا يتم أكسدته وماذا يتم اختزاله
ولكن أردت فقط ذكرها للأمانة
هؤلاء لا ينتجون فقط 2 ATP
في كل مرحلة من هذه المراحل
هم ينتجون أيضا ، مجتمعين ، 10 NADH
وكل منها تنتج 3 ATP في الظروف المثالية
سلسلة انتقال الالكترونات
وهم يفعلون ذلك أيضاً لهذا الجزيء الآخر
FAD والذي هو مشابه كثيراً
ولكنهم ينتجون FADH
الآن أنا أعلم أن كل هذا معقد جداً
سأقوم بعمل فيديو عن هذا لاحقاً
ولكن الشيء الذي يهم تذكره هو التنفس الخلوي
كل العملية هي أخد الجلوكوز و إعادة تشكيل الطاقة المختزنة في الجلوكوز بشكل ما
إعادة تشكيلها في هيأة
مراجعكم ستخبركم ، 38 ATP
إذا كنتم تخضعون لامتحان ، هذا هو رقم جيد لكتابته
إنها تميل إلى ، في الواقع ، إلى رقم أصغر
وستنتج أيضاً حرارة
في الحقيقة معظمها سيكون حرارة
ولكن 38 ATP ، وهي تفعلها من خلال 3 مراحل
المرحلة الأولى هي تحلل الجلوكوز
حيث أنك تقوم بفصل الجلوكوز حرفياً إلى جزئين
أنت تنتج بعضاً من الـ ATP
ولكن الشيء الأكثر أهمية
أنك تنتج بعض الـ NADH والتي
ستستخدم لاحقا في سلسلة نقل الالكترونات
ومن ثم هذه المنتوجات الثانوية تشتق بشكل أكبر في دورة كريبس
ينتج 2 ATP مباشرة
ولكن ذلك ينتج الكثير من الـ NADH
وكل هؤلاء الـ NADH يتم استخدامها في سلسلة انتقال الالكترونات
لإنتاج المعظم من تيار الطاقة لديك
أو الـ34 ATP خاصتك