ليكون في متناول الكائنات الحية مصدر طاقة قابلة للاستعمال من طرف الخلايا، فإنها تقوم بتحويل الطاقة المستمدة من الوسط الخارجي إلى طاقة كيميائية يتحول جزء منها إلى جزيئات خاصة هي الـATP (مركب ذو قدرة طاقوية عالية).
I. يمكن أن يتشكل الـ ATP اثناء ظواهر معينة تتم في عضيتين خلويتين، تمثل الوثيقة (01) ما فوق بنيتهما الخلوية.
- سم العضيتين (أ) و (ب) وتعرف على العناصر المرقمة من 01 إلى 10.
- ما هي الظاهرة الطاقوية التي تحدث في كل من العضيتين؟
II. تدخل المعطيات والأعمال التجيربيبة التالية في إطار دراسة آلية تركيب الـ ATP في العضيتين السابقتين:
1. نعلم أن سلاسل نواقل الالكترونات تتواجد ضمن الأغشية المتخصصة لهاتين العضيتين ، تمثل الوثيقة 02، بصفة مبسطة آلية نقل الالكترونات:
الشكل I: يمثل هذه الآلية على مستوى العنصر 3- من الوثيقة (01) .
الشكل II: يمثل هذه الآلية على مستوى العنصر 7- من الوثيقة (01) .
مستعينا بالمعلومات التي تقدمها هذه الوثيقة ومعارفك الخاصة،/ اشرح بالنسبة لكل من سلسلتي نقل الالكترونات.
- مصدر البروتينات والالكترونات التي يتم نقلها على مستوى الأغشية.
- الآلية الفيزيائية التي تحدد اتجاه نقل الالكترونات.
- مصير الالكترونات والبروتينات في نهاية سلسلة النقل.
2. تلخص الوثيقة (03) تجارب أجريت على كييسات تيلاكونيدية معزولة من صانعات خضراء، تؤدي تجارب مماثلة باستعمال حويصلات مقلوبة للميتوكندري إلى نفس النتائج.
أ. انطلاقا من هذه المعطيات استخرج شروط تركيب الـ ATP التي تم إظهارها في هذه التجارب
ب. نضع كييسات تيلاكونيدية في شروط تجريبية مماثل للمرحجلة 02. (الوثيقة 03) ونضيف للوسط الدينيتروفينول (DNP) التي تجعل الغشاء نفوذا للبروتونات، فنلاحظ عدم تركيب الـ ATP.
كيف يمكن لهذه التجربة أن تؤكد النتائج السابقة (السؤال 02 - أ)
3. يسمح التركيب التجريبي الممثل في الوثيقة (04) بقياس تركيز البروتونات في معلق ميتوكندري خال من الأكسجين، نضيف إلى هذا المعلق مركبا معطيا للالكترونات قابلا للأكسدة مثل NADH,H+ ، هذا الأخير غير مؤكسد عند إضغافة كمية محددة من الـ O2 إلى المعلق، نلاحظ تغيرا في تركيز البروتونات في المعلق النتائج المحصل عليها مدونة في منحنى الشكل –ب – من الوثيقة (04).
I.
1. تسمية العضيتين :
(أ) ما فوق بنية الصانعة الخضراء،
(ب) ما فوق بنية المستوكندري.
- البيانات:
1- غشاء خارجي، 2- غشاء داخلي، 3- صفيحة حشوية، 4- الحشوة، 5- جذيرة، 6- غشاء خارجي، 7- غشاء داخلي، 8- فراغ ما بين الغشاءين، 9- مادة أساسية، 10- عرف.
2. الظواهر الطاقوية التي تحدث في :
- الصانعة الخضراء، تحويل الطاقة الضوئية غلى طاقة كميائية كامنة (ظاهرة التركيب الضوئي).
- الميتوكندري: تحويل الطاقة الكميائية الكامنة إلى طاقة قابلة للاستعمال (ظاهرة التنفس).
II.
1. الشرح بالنسبة لكل من سلسلتي نقل الالكترونات :
2. أ. شروط تركيب ATP :
- درج أي تركيز البروتونات H+ حيث أنه داخل الكيس حامض وفي الوسط الخارجي قاعدي.
- وجود وسلامة الكريات المذنبة .
- وجود adp+pi .
تأكيد النتائج السابقة: تركيب ATP يتوقف على تدرج +H وانتقالها عبر الكريات المذنبة، موجود DNP يجعل غشاء التيلاكوييد نفوذا للبروتونات ويتسبب ذلك في زوال هذا التدرج وبالتالي نوقف تركيب ATP.
3. أ. تفسير النتائج:
- قبل إضافة الـ o2 : تركيز h+ ثابت في الوسط دليل على عدم أكسدة nadh.h+.
- شكل إضافة الـ o2: يزداد تركيز الـ h+ في الوسط بسرعة ويفسر ذلك بأكسدة nadh.h+ يصحب ذلك خروج h+ متسببا في زيادة تركيزها في الوسط.
- يصحب ذلك خروج h+ متسببا في زيادة تركيزها في الوسط.
ثم يتناقص تركيز h+ ببطء في الوسط دليل على دخولها إلى المادة الأساسية للميتوكندري ويفسر ذلك بتناقص كمية الـ o2 وبالتالي غياب مستقيل الـ e-.
ب- المعلومات المكملة :
- خروج الـH+ من الميتوكندري مرتبط بتوفر مستقيل لل e- في السلسلة التنفسية وهو الـO2.
- خروج الـH+ الميتوكندري عبر نواقل e- سريع في حين عودة دخولها إليه عبر الكريات المذنبة ببطء.
- أنجز رسما تخطيطيا تفسير فيه عن الآلية المدروسة: تفاعلات الفسفرة التأكسدية.