استهلاك-المادة-العضوية

‫الوحدة األولى‬
‫استهالك المادة العضوية و تدفق الطاقة‬
‫‪Consommation de la matière‬‬
‫‪organique et flux d’énergie‬‬
‫الثانية بكالوريا‬
‫ع‪ .‬ح‪.‬أ ‪/‬ع‪.‬ف‬
‫نزهة صنهاجي‬
‫مدخل عام‬
‫تنتج النباتات اليخضورية‪ ،‬المواد العضوية‪ ،‬من سكريات‪ ،‬دهنيات‪ ،‬وبروتيدات‪،‬‬
‫بواسطة ظاهرة التركيب الضوئي‪ .‬خالل المرحلة المضاءة من التركيب الضوئي‪،‬‬
‫يتم تحويل الطاقة الضوئية الملتقطة من طرف خاليا النبات‪ ،‬إلى طاقة كيميائية على‬
‫شكل جزيئات ) ‪ATP‬األدينوزين ثالثي الفوسفاط (‪Triphosphate Adénosine‬‬
‫حسب التفاعل التالي ‪:‬‬
‫خالل المرحلة المظلمة‪ ،‬تستعمل الطاقة المخزنة في ‪ATP‬في تفاعالت تركيب‬
‫المواد العضوية‪ .‬تستعمل الخاليا المادة العضوية لتجديد مكوناتها من جهة‪ ،‬وللتزود‬
‫بالطاقة الالزمة لنشاطها من جهة أخرى‪ .‬وبما أن شكل الطاقة المستعملة من طرف‬
‫الخاليا الحية هو ‪ATP‬فالبد من استخالص الطاقة الكامنة في المواد العضوية‬
‫المستهلكة لتصبح على شكل ‪ ،ATP‬يمكن بعد ذلك استعماله في مختلف الظواهر‬
‫المستلزمة للطاقة‪ ،‬كالنقل النشيط‪ ،‬الحركة‪ ،‬والتركيبات الخلوية‪.‬‬
‫‪ - 1‬ما ھي الظواھر الخلوية التي‬
‫تمكن من استخالص الطاقة على‬
‫شكل‪ ATP‬من المواد العضوية‬
‫المستهلكة ؟‬
‫‪ -2‬كيف تستفيد الخلية من ‪ATP‬‬
‫المستخلص ؟‬
‫‪ -3‬كيف توظف المواد العضوية في‬
‫بناء المادة الحية ؟‬
‫تساؤالت‬
‫‪ -I‬الكشف عن أنماط التفاعالت المسؤولة عن تحرير‬
‫الطاقة الكامنة في المادة العضوية‬
‫‪ -1‬التنفس ظاھرة خلوية لهدم األغذية ‪:‬‬
‫ب‪ -‬تحليل واستنتاج‪:‬‬
‫ قبل إضافة الكلیكوز‪ ،‬تكون نسبة األوكسجین مستقرة‪.‬‬‫ مباشرة بعد إضافة الكلیكوز‪ ،‬تنخفض نسبة‬‫األوكسجین في الوسط‪.‬‬
‫نستنتج من ھذه المعطیات أن خالیا الخمیرة تستھلك‬
‫األوكسجین لھدم الكلیكوز‪ .‬نقول ادن أن خالیا الخمیرة‬
‫تتنفس‪.‬‬
‫‪ -2‬التخمر ظاھرة خلویة أخرى لھدم األغذیة ‪:‬‬
‫أ‪-‬التخمر اللبني‬
‫نأخذ عينة من الحليب الكامل الطري ونفرغها في بوقال ذي حجم ‪ml 250 .‬نحرص على ملء البوقال إلى‬
‫أخره لطرد الهواء ( للحصول على تفاعل حي ال ھوائي ) نضع داخل الحليب مقياس ‪ph‬الذي نربطه بعدة‬
‫‪EXAO‬قصد تتبع تطور حمضية الحليب أثناء عملية التخمر ( تحول الكليكوز المكون لالكتوز إلى حمض‬
‫لبني‪ ،‬ويتم ذلك دون طرح ‪( ،co2‬نترك التحضير لمدة ‪ 15‬يوما في درجة حرارة مالئمة ( ‪(،C°40‬بعد ذلك‬
‫نتتبع تطور قيمة ‪ph‬بواسطة عدة ‪EXAO‬فنحصل على النتائج المبينة بالوثيقة‪ . 3‬صف تطور المنحنى‬
‫واستنتج العالقة بين ھذا التطور وھدم ‪.‬الكليكوز‬
‫ملحوظة‪ :‬يوجد بالحليب الطري عدة أنواع من البكتريات‬
‫من بينها عصية ‪ Lactobacillus‬التي تتميز بقدرتها على‬
‫تحويل سكر الحليب ‪ Lactose‬إلى حمض لبني‪.‬‬
‫ب‪ -‬التخمر الكحولي‬
‫• البروتوكول التجريبي ‪ :‬أنظر‬
‫الوثيقة ‪. 2‬‬
‫• نضع محلول الكليكوز في‬
‫قارورة ( ‪.(5g / l‬‬
‫• نزرع الخميرة في محلول‬
‫الكليكوز‪.‬‬
‫• نضع التحضير في ماء ساخن‬
‫( ‪.(C °37‬‬
‫• النتائج ‪:‬‬
‫• انخفاض كمية الكليكوز في‬
‫الوسط‪.‬‬
‫• طرح ‪CO2‬في األنبوب‪.‬‬
‫• ارتفاع طفيف لدرجة الحرارة‪.‬‬
‫• ظهور الكحول في وسط الزرع‪.‬‬
‫(نكشف عن الكحول بواسطة‬
‫التفاعل المبين في الشكل ب‬
‫‪ -1‬حلل المعطيات التجريبية‪ .‬ماذا‬
‫تستنتج؟‬
‫‪ -2‬قارن بين مظاھر التنفس و‬
‫مظاھر التخمر‪.‬‬
‫تحلیل و استنتاج‬
‫خالصة‬
‫• تستعمل الخاليا الكليكوز كمستقلب طاقي‪ ،‬ويمكنها هدمه‬
‫بطريقتين مختلفتين حسب ظروف ‪:‬‬
‫ التنفس ‪ :‬في وسط حيهوائي ) ‪Aérobie‬غني باألوكسجين )‪،‬‬‫يتم الهدم الكلي للكليكوز وتحويله إلى ‪CO2‬وماء وهي مواد‬
‫معدنية دون قيمة طاقية‪.‬‬
‫ التخمر ‪ :‬في وسط حيالهوائي ) ‪Anaérobie‬غياب‬‫األوكسجين )‪ ،‬يخضع الكليكوز لهدم غير تام‪ ،‬وتحويله إلى‬
‫جزيئات عضوية ال تزال تخزن الطاقة الكيميائية‪.‬‬
‫‪–II‬انحالل الكليكوز على مستوى الجبلة الشفافة‪Le .‬‬
‫‪hyaloplasme‬‬
‫‪ -1‬تعرف البنيات الخلوية المتدخلة في التنفس والتخمر‬
‫‪ -a‬تجارب ومالحظات ‪ :‬أنظر الوثيقة ‪4‬‬
‫‪ -b‬تحلیل ‪:‬‬
‫• يتبين من هذه المعطيات أنه في الظروف الحيهوائية‪ ،‬أي‬
‫خالل ظاهرة التنفس‪ ،‬يتطلب هدم الكليكوز وجود عضيات‬
‫خلوية خاصة هي الميثوكندريات ( ‪(،Mitochondries‬بينما‬
‫في الظروف الحيالهوائية‪ ،‬أي خالل ظاهرة التخمر‪ ،‬ال‬
‫يتطلب هدم الكليكوز وجود الميتوكندريات‪.‬‬
‫• يبتدئ كل من التنفس والتخمر بمرحلة مشتركة تتم داخل‬
‫الجبلة الشفافة‪ ،‬وهي انحالل الكليكوز ( ‪.(glycolyse‬فتستمر‬
‫تفاعالت التخمر في الجبلة الشفافة‪ ،‬بينما يتطلب التنفس تدخل‬
‫الميتوكندريات‪.‬‬
‫‪ -c‬استنتاج‬
‫نستنتج أن الخاليا تستعمل مستقلبات متنوعة خاصة الكليكوز لتلبية‬
‫حاجياتها الطاقية و يعد التنفس و التخمر طريقتين لهدم ھذه‬
‫المستقلبات و استخالص الطاقة الالزمة للنشاط الخلوي‪ .‬يحدث‬
‫التخمر حينما يصبح األكسجين غير كاف لتلبية الحاجيات الخلوية‪.‬‬
‫يبتدئ كل من التنفس و التخمر بمرحلة مشتركة تتم داخل الجبلة‬
‫الشفافة و ھي انحالل الكليكوز‪ . Glycolse‬فتستمر تفاعالت‬
‫التخمر في الجبلة الشفافة بينما يتطلب التنفس تدخل‬
‫الميتوكندريات‪.‬‬
‫‪ -2‬تفاعالت انحالل الكلیكوز ‪:‬‬
‫‪ -a‬مراحل انحالل الكليكوز‬
‫تعطي الوثيقة ‪، 5‬التفاعالت الكيميائية النحالل الكليكوز‪.‬‬
‫انطالقا من ھذه المعطيات‪ ،‬استخرج األشكال الطاقية‬
‫الناتجة عن انحالل الكليكوز‪.‬‬
‫داخل الجبلة الشفافة ینحل الكلیكوز حسب سلسلة من التفاعالت الكیمیائیة‪ ،‬المحفزة بأنزیمات نوعیة‪ .‬وھي‬
‫تفاعالت غیر مستھلكة لألوكسجین‪ ،‬وتتم على ثالث مراحل‪:‬‬
‫• المرحلة األولى‪:‬‬
‫یتحول الكلیكوز فوسفات إلى فریكتوز ثنائي الفوسفات‪ ،‬بعد تثبیت مجموعة فوسفاتیة آتیة من ‪ATP‬‬