الأيض – تتبّع الذرات في الهضم والتنفس والبناء

ماذا تعرض

الأيض هو مجموع التفاعلات في جسم الكائن الحي. تفاعلات الهدم تفكك الجزيئات: يحلل الهضم بوليمرات الغذاء تحللًا مائيًا إلى وحدات بنائية، ويؤكسد التنفس جزءًا منها إلى ثاني أكسيد الكربون والماء فتتحرر طاقة تُخزن في ⁦ATP⁩. أما تفاعلات البناء فتربط الوحدات بالتكاثف لتكوين الجلايكوجين والبروتينات والدهون، وكل رابطة جديدة تكلّف ⁦ATP⁩، ويحتاج تخليق الأحماض الدهنية أيضًا إلى ⁦NADPH⁩. يستخدم النموذج سلسلة من الألانين بروتينًا والتريبالميتين دهنًا، ومعادلات إجمالية وقيم ⁦ATP⁩ المعتمدة في الكتب المدرسية. لا تُستحدث أي ذرة ولا تفنى، فتتوازن أعداد الذرات والكتلة دائمًا.

طريقة الاستخدام

في شاشة «خريطة الذرات» اختر الغذاء وعدد وحدات الغذاء، واضبط الوحدات المؤكسدة بالتنفس، ثم اضغط ابدأ. من «تتبّع ذرات» اختر الكربون أو الهيدروجين أو الأكسجين أو النيتروجين، ولاحظ أين تنتهي هذه الذرات، وقارن المجاميع في الجدول. إذا أكسدت قليلًا جدًا بقيت وحدات دون استعمال. في شاشة «البناء (الأيض البنائي)» اختر المنتج، واضبط الوحدات المضافة، واضغط خطوة لترى استهلاك ⁦ATP⁩ و⁦NADPH⁩.

المعاملات القابلة للتغيير

• الشاشة خريطة الذرات: من الغذاء إلى الجسم, البناء (الأيض البنائي)
• الغذاء نشا, بروتين (نموذج الألانين), دهن (تريبالميتين)
• وحدات الغذاء ⁦4–24⁩
• الوحدات المؤكسدة بالتنفس ⁦0–24⁩
• تتبّع ذرات الكربون ⁦(C)⁩, الهيدروجين ⁦(H)⁩, الأكسجين ⁦(O)⁩, النيتروجين ⁦(N)⁩
• المنتج في شاشة البناء جلايكوجين, بروتين, حمض دهني
• الوحدات المضافة في شاشة البناء ⁦1–7⁩

أسئلة للاستكشاف

1. لماذا تحتوي الوحدات البنائية على ذرات هيدروجين وأكسجين أكثر من الغذاء الذي جاءت منه؟
2. لماذا يجب أكسدة جزء من الغذاء في التنفس قبل بناء الباقي جزيئات للجسم؟
3. أي عملية بناء تحتاج إلى ⁦NADPH⁩ إضافةً إلى ⁦ATP⁩، وفيمَ يُستعمل ⁦NADPH⁩؟