التخمر: آلية التخمر الكحولي والتخمر اللبني ودورهما في إنتاج الطاقة – الثالثة ثانوي (بكالوريا) علوم طبيعة وحياة – المنهاج الجزائري

التخمر: آلية إنتاج الطاقة في غياب الأكسجين

التخمر هو عملية تحويل جزيئات المواد العضوية (خصوصا السكريات) إلى طاقة قابلة للاستعمال (ATP) في غياب الأكسجين. تتم هذه العملية في الخلايا الحية عندما يكون الأكسجين غير متوفر أو غير كاف، وهي آلية قديمة تطورت منذ بداية الحياة على الأرض.

أنواع التخمر:

1- التخمر الكحولي:
يتم في الخمائر (مثل الخميرة Saccharomyces cerevisiae) وبعض البكتيريا والفطريات. في هذه العملية، يتم تحويل الجلوكوز إلى إيثانول وثاني أكسيد الكربون مع إنتاج طاقة.

المعادلة الكيميائية الإجمالية:
C6H12O6 -> 2 C2H5OH + 2 CO2 + 2 ATP

المراحل:
– تحلل سكري (Glycolysis) في السيتوبلازم
– نزع كربوكسيل حمض البيروفيك
– اختزال الأسيتالدهيد إلى إيثانول

2- التخمر اللبني:
يتم في خلايا العضلات عند بذل مجهود كبير ونقص الأكسجين، وفي بعض البكتيريا (مثل Lactobacillus) المستعملة في صناعة الألبان.

المعادلة الكيميائية الإجمالية:
C6H12O6 -> 2 حمض اللاكتيك + 2 ATP

في هذا النوع، يتحول حمض البيروفيك مباشرة إلى حمض اللاكتيك بمساعدة إنزيم نازعة هيدروجين اللاكتيك.

مقارنة مع التنفس الخلوي:
التنفس الخلوي ينتج 36-38 ATP بينما التخمر ينتج 2 ATP فقط. لكن التخمر لا يحتاج إلى أكسجين ويتم بسرعة أكبر.

الأهمية الاقتصادية والصناعية:
– صناعة الخبز: تخمر كحولي تنتج CO2 يرفع العجين
– صناعة النبيذ والجعة
– صناعة الألبان (الروب، الجبن) باستخدام التخمر اللبني
– صناعة المخللات
– إنتاج الوقود الحيوي (الإيثانول)

أسئلة باكالوريا:
1- قارن بين التخمر الكحولي والتخمر اللبني من حيث المواد المتفاعلة والناتجة.
2- اشرح لماذا ينتج التخمر كمية أقل من ATP مقارنة بالتنفس الخلوي.
3- ارسم مخططا يوضح مسار التحلل السكري ثم التخمر الكحولي.
4- بين الأهمية الاقتصادية للتخمر في الصناعات الغذائية.

دروس مشابهة:
– https://dz-onec.com
– https://dz-onec.com