الخلايا تلجأ إلى القيام بعملية التخمير متى؟ ، إنه سؤال يطرحه الكثير من الناس ، وخاصة طلاب العلوم وعلم الأحياء. حيث تقوم الخلية ببعض العمليات للحصول على الطاقة مثل التنفس الهوائي والتنفس اللاهوائي وغيرها. التخمير هو أيضًا أحد العمليات التي تقوم بها الخلايا. سنتحدث في السطور القادمة عن إجابة هذا السؤال ، وسنتحدث عن التخمير بشيء من التفصيل.
عندما تخضع الخلايا للتخمير
أجب على هذا السؤال عندما تكون كمية الأكسجين محدودة ، التخمير هو عملية كيميائية يتم من خلالها تكسير جزيئات مثل الجلوكوز بطريقة لاهوائية. على نطاق أوسع ، التخمير هو الرغوة التي تحدث أثناء تصنيع النبيذ والبيرة ، وهي عملية لا يقل عمرها عن 10000 عام. في القرن التاسع عشر ، استخدم الكيميائي وعالم الأحياء الدقيقة الفرنسي لويس باستور مصطلح التخمير لوصف التغيرات التي تحدثها الخمائر والكائنات الدقيقة الأخرى التي تنمو في غياب الأكسجين (التنفس اللاهوائي). كما أدرك أيضًا أن كحول الإيثيل وثاني أكسيد الكربون ليسا المنتجين الوحيدين للتخمير.
كيف تحدث عملية التخمير؟
تتم عملية التخمير من خلال مجموعة من الخطوات على النحو التالي:
- تعيش الكائنات الحية الدقيقة باستخدام الكربوهيدرات (السكريات ، مثل الجلوكوز) للحصول على الطاقة والوقود.
- توفر المواد الكيميائية العضوية مثل الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP) تلك الطاقة لكل جزء من الخلية عند الحاجة.
- تولد الميكروبات ATP باستخدام التنفس ، التنفس الهوائي الذي يتطلب الأكسجين ، وهي الطريقة الأكثر فعالية للقيام بذلك.
- يبدأ التنفس الهوائي بتحلل السكر ، حيث يتم تحويل الجلوكوز إلى حمض البيروفيك. عندما يكون هناك ما يكفي من الأكسجين ، يحدث التنفس الهوائي.
- يشبه التخمر التنفس اللاهوائي وهو النوع الذي يحدث عندما لا يوجد أكسجين كافٍ. ومع ذلك ، يؤدي التخمير إلى إنتاج جزيئات عضوية مختلفة مثل حمض اللاكتيك ، مما يؤدي أيضًا إلى إنتاج جزيئات ATP ، على عكس التنفس الذي يستخدم حمض البيروفيك.
- اعتمادًا على الظروف البيئية ، تتمتع الخلايا والميكروبات الفردية بالقدرة على التبديل بين وضعين مختلفين لإنتاج الطاقة.
- عادةً ما تحصل الكائنات الحية على الطاقة اللاهوائية من خلال التخمير ، ولكن بعض الأنظمة تستخدم الكبريتات كمستقبل نهائي للإلكترون في سلسلة نقل الإلكترون.
ما هي الأنواع المختلفة لعملية التخمير التي تقوم بها الخلايا؟
يمكن للميكروبات التي تتخصص في تحويل بعض المواد إلى مواد أخرى أن تنتج مجموعة متنوعة من الأطعمة والمشروبات باستخدام عملية التخمير ، وإليكم الأنواع الثلاثة الأكثر شيوعًا للتخمير:
- تخمير حمض اللاكتيك: تقوم سلالات الخميرة والبكتيريا بتحويل النشويات أو السكريات إلى حمض اللاكتيك ، ولا تستخدم الحرارة في هذه التفاعلات الكيميائية اللاهوائية. يستخدم حمض البيروفيك نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد + الهيدروجين (NADH) لتكوين حمض اللاكتيك و NAD. يحدث تخمر حمض اللاكتيك أيضًا في خلايا العضلات البشرية. أثناء النشاط الشاق ، يمكن للعضلات إطلاق الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP) بشكل أسرع من توفير الأكسجين لخلايا العضلات ، مما يؤدي إلى تراكم حمض اللاكتيك ووجع العضلات. تعد بكتيريا حمض اللاكتيك ضرورية لإنتاج الأطعمة الصحية الرخيصة والمحافظة عليها. هذه الطريقة تصنع مخلل الملفوف والمخللات بشكل عام والزبادي والخبز المخمر.
- تخمير الإيثانول / تخمير الكحول: تعمل الخميرة على تكسير جزيئات البيروفات ، وهو أحد منتجات استقلاب الجلوكوز (C6H12O6) المعروف باسم تحلل النشا أو السكريات إلى جزيئات كحولية وثاني أكسيد الكربون. ينتج التخمير الكحولي النبيذ والبيرة.
- تخمير حمض الخليك: النشويات والسكريات والحبوب والفواكه تتخمر في حمض الأسيتيك وهي لاذعة. تشمل الأمثلة خل التفاح وخل النبيذ.
أخيرًا ، لقد أجبنا على سؤال الخلايا تلجأ إلى القيام بعملية التخمير متى؟ ، تعرفنا أيضًا على كيفية حدوث عملية التخمير ، حيث تحدثنا عن أنواع التخمير المختلفة.