تمارين استهلاك المادة العضوية وتدفق الطاقة مع التصحيح

 تمارين استهلاك المادة العضوية وتدفق الطاقة

التمرين 1 :

 لتعرف الاستقلاب الطاقي عند الخميرة نقترح التجارب والملاحظات الموالية:

نحضر وسطين 1 و 2  من نفس الحجم يحتويان على نفس الكمية من الماء و الكليكوز و الخميرة و نضعهما في ظروف تجريبية ملائمة متشابهة باستثناء كمية الأكسجين ، حيث أن الوسط 1 حيهوائي و الوسط 2 حيلاهوائي.   

تمثل الوثيقة 1 ملاحظة مجهرية بتكبير(x 700)  للخمائر في الوسطين عند بداية التجربة.

الوثيقة 1

خلال بضعة أيام نحصل على النتائج المبينة في الوثيقة 2:

D'après Manuel de Terminale, Hatier, 2002

 1ـ باستغلالك للوثيقتين1و2 فسر النتائج المحصل عليها في الوسطين.

تمثل الوثيقة 3 خليتين من الخمائر:

 2ـ تعرف على العضي M.

 3ـ اعتمادا على مقارنة الخليتين، اعط تفسيرا للاختلاف الملاحظ.

 4ـ استخلص من بين أشكال الوثيقة 3 تلك الملاحظة في كل وسط من أوساط الوثيقة2.

نقوم بعزل العضيات M ثم نضعها في وسط به أكسجين ونقيس كمية هذا الأخير في الوسط بدلالة الزمن، بعد حقن الكليكوز ثم بعد حقن حمض البيروفيك، وتمثل الوثيقة 4 النتائج المحصل عليها:

الوثيقة 4

5 ـ باستغلالك للوثيقة4 فسر النتائج المحصل عليها.

تمثل الوثيقة 5 مجموعة من التفاعلات تحدث على مستوى خلية الشكل 1 من الوثيقة 3:

الوثيقة 5

6 ـ بعد تعرفك على كل مجموعة من التفاعلات، حدد بدقة المستوى الخلوي الذي تتم فيه كل واحدة.

7ـ حدد من بين هذه التفاعلات تلك التي تفسر تغير O2 في الوثيقة 4.

8 ـ اعتمادا على الوثيقة 5 احسب الحصيلة الطاقية للظاهرة الملاحظة عند خلايا الشكل1 من الوثيقة 3.

التمرين 2:

طحلب Chlamydomonas  وحيد الخلية يتوفر على مجموعة من العضيات ممثلة في الوثيقة التالية:

 1ـ تعرف على العضي X من خلال بنيته.

التجربة 1: نضع العضيات X في وسط حيهوائي يحتوي على ADP و Pi ومستقلب قابل للتأكسد فنلاحظ:

      ـ انخفاض في نسبة المستقلب و الأكسجين و ADP و Pi.

      ـ ارتفاع في نسبة ATP في الوسط و CO2 .

2ـ فسر النتائج المحصل عليها في التجربة 1 .

3 ـ استخلص طبيعة الاستقلاب الذي يتم على مستوى العضي X .

التجربة 2: نعالج العضيات X لإزالة الكرات ذات شمراخ من الغشاء الداخلي و نعيد التجربة 1 فنلاحظ:

      ـ انخفاض في نسبة المستقلب و الأكسجين .

      ـ ارتفاع في نسبة CO2 في الوسط.

      ـ ثبات نسبة ADP و Pi.

      ـ غياب  ATP

4 ـ فسر النتائج المحصل عليها في التجربة 2.

5 ـ استنتج دور الكرات ذات شمراخ.

التمرين 3:

لفهم كيفية استعمال مستقلب الكليكوز من طرف الخلايا الحيوانية نقترح المعطيات التالية:

 ـ تبين الوثيقة التالية ملاحظة مجهرية لأوساط خلوية  A و B .

 1ـ تعرف على البنيات A و B .

 ـ نحضر وسط زرع يحتوي على خلايا حيوانية و نزوده بالأكسجين و كليكوزG موسوم بالكربون المشع ¹⁴C  ونتتبع الإشعاع في الاوقات t4 ,t3,t2 ,t1,t0  و يبين الجدول التالي النتائج المحصل عليها:

الوسط B	الوسط A	وسط الزرع	الزمن
		G +++++	t0
	G +++	G ++	t1
P ++	P +++		t2
P +++		CO2 +	t3
		CO2 ++	t4

                       P : حمض بيروفيك  ـ  الرمز + حسب درجة الأهمية

2 ـ استنادا الى معطيات الجدول، فسر النتائج المحصل عليها.

3 ــ اعتمادا على معلوماتك و نتائج هذه التجربة اكتب التفاعل الإجمالي للظواهر التي تحدث:

      أ ـ في الوسط A .

      ب ـ في الوسط B.

التمرين 4:

 للكشف عن دور الغشاء الداخلي للميتوكوندري، نحضر وسطين يحتويان على نواقل مختزلة RH2 و ADP و Pi :

                      ـ الأول يحتوي على أجزاء من الغشاء الخارجي للميتوكوندري.

                       ـ الثاني يحتوي على أجزاء من الغشاء الداخلي للميتوكوندري.

النتائج	الأجزاء الميتوكوندرية
عدم إنتاج ATP عدم أكسدة النواقل   RH2 إلى R  في وجود الأكسجين	أجزاء من الغشاء الخارجي
إنتاج ATP  أكسدة النواقل   RH2 إلى R  في وجود الأكسجين	أجزاء من الغشاء الداخلي

1 ـ اعتمادا على تحليل معطيات الجدول:

     أ ـ  فسر النتائج المحصل عليها.

    ب ـ استخلص دور الغشاء الداخلي للميتوكوندري.

2 ـ اكتب التفاعلات التي تؤدي إلى:

          أ ـ أكسدة النواقل RH2.

          ب ـ التفسفر المؤكسد.

التمرين 5:

 لابراز دور العضلة الهيكلية المخططة في تحويل الطاقة تم القيام بالدراسة التالية:

 ـ مكنت ملاحظة لييف عضلي بواسطة المجهر الالكتروني قبل و بعد حقنه بمحلول يحتوي على الكالسيوم من الحصول على النتيجة الممثلة في الوثيقة 1

1 ـ اعط الاسم المناسب للأرقام.

2 ـ اعتمادا على مقارنة اللييف العضلي قبل و بعد حقنه بالكالسيوم، استنتج تأثير هذه الايونات على اللييف العضلي.

 ـ تمت معايرة بعض مكونات العضلة  قبل و بعد التقلص في ظروف تجريبية مختلفة، ويمثل الجدول التالي الظروف والنتائج المحصل عليها.

مقدار المكونات بـ mg/g من العضلة الطرية				المكونات
بعد التقلص في الظروف التجريبية التالية:			قبل التقلص
معالجة العضلة بمادة تمنع انحلال الكليكوز و CP	معالجة العضلة بمادة تمنع انحلال الكليكوز	ظروف عادية
1.10	1.10	0.8	1.10	الغيكوجين
1	1	1.30	1	الحمض اللبني
0	1.35	1.35	1.35	ATP
1	0.3	1	1	الفوسفوكرياتين CP

 3 ـ  حدد التغيرات التي طرأت على مكونات العضلة بعد التقلص:

         أ ـ في الظروف العادية.

         ب ـ بعد معالجة العضلة بمادة تمنع انحلال الكليكوز.

         ج ـ بعد معالجة العضلة بمادة تمنع انحلال الكليكوز و CP .

 4 ـ اعتمادا على اجابتك على السؤال 4 حدد معللا جوابك طرق تجديد ATP في كل من الظروف التجريبية 1 و 2 .

 5 ـ فسر النتائج المحصل عليها بعد التقلص في الظروف التجريبية 3.

التمرين 8:

نميز نوعين من الألياف العضلية:A و B يختلفان من حيث الآلية التي يستمدان بها الطاقة الضرورية لتقلصهما.

تمثل الوثيقة 1 فوق بنية جزء من هذه الالياف.

1 – أعط الأسماء المناسبة لأرقام الوثيقة 1.

2– باستغلالك للوثيقة 1، اقترح فرضية بخصوص الظاهرة الاستقلابية المسيطرة التي يستمد بها كل نوع من الخليتين العضليتين الطاقة الضرورية لنشاطه.

للتحقق من هذا الافتراض أنجزت عدة تحاليل مكنت من التوصل إلى النتائج المدونة في جدول الوثيقة 2.

3 – استنادا الى معطيات الوثيقة 2، بين هل تسمح نتائج هذه التجربة من التحقق من هذا الافتراض.

تمثل الوثيقة 3 جزءا من التفاعلات التي تقع داخل العضلة، والمتمثلة في الهدم التام لجزيئة من الكليكوز. يشير الحرف T إلى نواقل الالكترونات.

4 – أتمم الوثيقة بإضافة الأسماء المناسبة للأرقام.ثم حدد المستوى الخلوي الذي تتم فيه كل مرحلة من مراحل الوثيقة 3

5 – اعتمادا على الوثيقة 3 وعلى معارفك، احسب الحصيلة الطاقية لهدم جزيئة واحدة من الكليكوز على مستوى الليف العضلي A.

==========   البوابة المغربية لدروس البكالوريا   ===========

 تصحيح تمارين استهلاك المادة العضوية وتدفق الطاقة

التمرين 1:

 1ـ  الوسط 1 تكاثر مهم للخمائر مع إنتاج طاقة مهمة.الوسط 2 تكاثر ضعيف للخمائر مع إنتاج طاقة ضعيفة.

2ـ الوسط 1  في وجود الأكسجين تفكيك تام للكليكوز مع انتاج طاقة مهمة 36ATP يستغل جزء مهم منها في التكاثر المهم للخمائر .

   الوسط 2  في غياب الأكسجين تفكيك جزئي للكليكوز مع انتاج طاقة ضعيفة 2ATP يستغل جزء ضعيف منها في التكاثر الضعيف للخمائر .

3ـ  العضي M،  هو الميتوكوندري يجب انجاز رسم تخطيطي له مرفقا بالأسماء المناسبة لمكوناته.

 4ـ قارن الخليتين.الشكل 1 تحتوي على ميتوكوندريات كثيرة و كبيرة القد، الشكل 2 تحتوي على ميتوكوندريات قليلة جدا وضامرة.

5 ـ  الشكل 1 ملاحظ بالوسط الحيهوائي الوسط1 ـ الشكل 2 ملاحظ بالوسط الحيلاهوائي الوسط2

6 ـ تبقى نسبة الأكسجين ثابتة بعد إضافة الكليكوز و تنخفض بعد حقن حمض البيروفيك.

7 ـ  نستنتج أن الميتوكوندريات تستعمل حمض البيروفيك في استهلاك الأكسجين و لا تستعمل الكليكوز مباشرة. 

8 ـ التفاعلات 1 : انحلال الكليكوز ـ التفاعلات 2 : أكسدة حمض البيروفيك( دورة كريبس) ـ التفاعلات 3 : السلسلة التنفسية و التفسفر المؤكسد.

9 ـ التفاعلات 1 : الجبلة الشفافة ـ التفاعلات 2 : ماتريس الميتوكوندري ـ التفاعلات 3 :الغشاء الداخلي للميتوكوندريات .

10ـ التفاعلات 3 .

11 ـ  36ATP  .

التمرين 2:

 1ـ  العضي X  هو الميتوكوندري.

2ـ انخفاض في نسبة المستقلب نتيجة أكسدته على مستوى الميتوكوندري حيث يتم انتزاع الكربون على شكل CO2  الذي ارتفع في الوسط  و انخفاض الأكسجين نتيجة استهلاكه كمستقبل  نهائي للالكترونات المنتزعة من المستقلب  و الطاقة الناتجة عن انتقال الالكترونات تسبب دخول البروتونات من الماتريس إلى الحيز بيغشائي و أثناء رجوعها إلى الماتريس  تساعد على التفسفر المؤكسد أي انخفاض ADP و Pi  و ارتفاع في نسبة ATP .

3 ـ التأكسدات التنفسية.

4ـ انخفاض في نسبة المستقلب نتيجة أكسدته على مستوى الميتوكوندري حيث يتم انتزاع الكربون على شكل CO2  الذي ارتفع في الوسط  و انخفاض الأكسجين نتيجة استهلاكه كمستقبل  نهائي للالكترونات المنتزعة من المستقلب  أما  ثبات نسبة ADP و Pi  و غياب  ATP فيفسر بغياب الكرات ذات شمراخ أي عدم مرور البروتونات من الحيز بيغشائي إلى الماتريس و بالتالي غياب التفسفر المؤكسد.

5 ـ  دور الكرات ذات شمراخ هو فسفرة ADP إلى ATP أي التفسفر المؤكسد.

التمرين 3:

 1ـ  A  تمثل الجبلة الشفافة و B  تمثل الميتوكوندري.

2 ـ ينخفض الإشعاع في وسط الزرع و يظهر في الوسط A داخل الكليكوز و حمض البيروفيك و يختفي بعد ذلك من الوسط A و يظهر في الوسط B على شكل  حمض البيروفيك ، و أخيرا يختفي الإشعاع من الوسط B و يزداد في وسط الزرع داخل CO2

3 ـ الكليكوز يدخل إلى الخلية و يفكك داخل الجبلة الشفافة إلى حمض البيروفيك  هذا الأخير يدخل إلى الميتوكوندري لتتم أكسدته و انتزاع الكربون على شكل CO2 الذي يغادر إلى خارج الخلية.

4 ـ  التفاعل الإجمالي للظواهر التي تحدث:

      أ ـ في الوسط A .

C₆H₁₂O₆ + 2ADP + 2Pi + 2NAD -----------------------> 2Ac.pyruvique + 2ATP + 2NADH

      ب ـ في الوسط B.

2Ac.pyruvique + 2ADP + 2Pi + 8NAD + 2FAD -----------------------> 6CO₂ + 2ATP + 8NADH + 2FADH₂

التمرين 4:

1 ـ  الغشاء الداخلي للميتوكوندري فقط هو الذي يحتوي على سلسلة نواقل الالكترونات تتدخل في تفاعلات السلسلة التنفسية  و بالتالي قادرة على أكسدة النواقل RH2 و نقل الالكترونات إلى الأكسجين المستقبل النهائي و الطاقة الناتجة عن انتقال الالكترونات تسبب دخول البروتونات من الماتريس إلى الحيز بيغشائي و أثناء رجوعها إلى الماتريسعبر الكرات ذات شمراخ تساعد على التفسفر المؤكسد  أي تركيب ATP .

2 ـ  التفاعلات:

          أ ـ أكسدة النواقل RH2.

 RH2  --------------------> R + H²⁺+ 2e-

          ب ـ التفسفر المؤكسد.

 ADP + Pi  -----------------------> ATP + H2O

التمرين 5:

1 ـ  الاسم المناسب للأرقام.

  1 : حز Z            ـ  2 :شريط داكن             ـ 3 : شريط فاتح              ـ 4 : ساركومير

2 ـ  بعد حقن بالكالسيوم يقصر طول الساركومير و يختزل الشريط الفاتح و يبقى طول الشريط الداكن ثابت.

3 ـ  هذه الايونات تسبب تقلص اللييف العضلي. 

4 ـ  التغيرات التي طرأت على مكونات العضلة بعد التقلص:

        أ ـ في الظروف العادية.

       نقصان نسبة الغليكوجين و ارتفاع نسبة الحمض اللبني.

        ب ـ بعد معالجة العضلة بمادة تمنع انحلال الكليكوز.

          انخفاض نسبة الفوسفوكرياتين  فقط

         ج ـ بعد معالجة العضلة بمادة تمنع انحلال الكليكوز و CP .

               اختفاء ATP

5 ـ في الظروف التجريبية 1 : تجديد ATP يتم عن طريق التخمر اللبني نظرا لظهور الحمض اللبني في العضلة.

في الظروف التجريبية  2 :  تجديد ATP يتم عن طريق تفكيك الفوسفوكرياتين CP أي الطرق السريعة اللاهوائية نظرا لانخفاض نسبة الفوسفوكرياتين CP في العضلة وأيضا كبح انحلال الكليكوز.

6 ـ  اختفاء ATP نظرا لغياب مصادر تجديده.

تمارين الثانية علوم الحياة والأرض

تمارين مادة علوم الحياة والأرض مع التصحيح