تسمى العملية التي ينتج عنها تحرير الطاقة عندما لا تتوافر كميات كافية من الأكسجين البناء الضوئي.

ما هي العملية التي تُحرر الطاقة عند عدم توافر الأكسجين؟

عندما تكون كميات الأكسجين غير كافية — مثل أثناء الجري السريع أو التمارين الشديدة — لا تستطيع الخلايا الاعتماد على التنفس الهوائي لإنتاج الطاقة.
بدلًا من ذلك، تلجأ إلى عملية بديلة تُسمى: التنفس اللاهوائي (Anaerobic Respiration).

وهذه العملية:

• تُنتج طاقة بسرعة.
• لا تحتاج إلى أكسجين.
• لكنها أقل كفاءة من التنفس الهوائي.
• تُنتج مواد ثانوية مثل حمض اللبنيك (في العضلات) أو الكحول والإيثانول (في الخميرة).

---

ما المقصود بالتنفس اللاهوائي؟

تعريف التنفس اللاهوائي:

التنفس اللاهوائي هو عملية إنتاج الطاقة في الخلايا دون استخدام الأكسجين، حيث يتم تكسير الجلوكوز جزئيًا لإطلاق كمية صغيرة من الطاقة (ATP).

الصيغة المبسطة:

جلوكوز → طاقة + حمض اللبنيك (في العضلات)

جلوكوز → طاقة + كحول + ثاني أكسيد الكربون (في الخميرة)

💡 ملاحظة مهمة: هذه العملية تحدث في السيتوبلازم، وليس في الميتوكوندريا (على عكس التنفس الهوائي).

---

لماذا تحدث هذه العملية في الجسم؟

عندما:

• تمارس رياضة شديدة.
• تجري لمسافة طويلة.
• ترفع أوزانًا عالية.

… فإن عضلاتك تستهلك الأكسجين أسرع من قدرة الرئتين على توريده.
في هذه الحالة، تبدأ الخلايا في استخدام التنفس اللاهوائي لتوليد الطاقة بسرعة — حتى لو كانت الكفاءة منخفضة.

لكن هناك ثمنًا بيولوجيًا:

• يتراكم حمض اللبنيك في العضلات.
• يؤدي إلى ألم وتيبس عضلي بعد التمرين.
• يستمر حتى يُزال الحمض عبر الدورة الدموية.

---

نوعان رئيسيان من التنفس اللاهوائي

تخمر اللبنيك	خلايا العضلات البشرية والحيوانية	طاقة + حمض اللبنيك	تزويد العضلات بالطاقة المؤقتة
تخمر الكحول	الخميرة والفطريات بعض البكتيريا	طاقة + كحول + CO₂	صناعة الخبز، البيرة، والنبيذ

✅ كلتا العمليتين تُنتجان فقط 2 جزيئات ATP من كل جزيء جلوكوز، بينما التنفس الهوائي يُنتج 36–38 ATP!

---

التجربة العلمية: كيف تثبت أن الخميرة تُنتج غازًا بدون أكسجين؟

🧪 نشاط عملي بسيط للمدرسة أو المنزل

الهدف: إثبات حدوث التنفس اللاهوائي في الخميرة.

الأدوات:

• كيس بلاستيكي أو زجاجة صغيرة
• خميرة جافة
• سكر
• ماء دافئ
• بالون

الخطوات:

1. ضع ملعقة خميرة + ملعقة سكر في الزجاجة.
2. أضف نصف كوب ماء دافئ.
3. ضع بالونًا على فوهة الزجاجة.
4. اتركها لمدة 15–30 دقيقة.

الملاحظة: سيُمتلئ البالون بغاز ثاني أكسيد الكربون الناتج عن تخمر الكحول.

✅ هذا دليل مباشر على أن الخميرة تُنتج طاقة بدون أكسجين.

---

لماذا يُدرّس هذا المفهوم في الصف السادس الابتدائي؟

• يُساعد الطلاب على فهم كيف يتكيف الجسم مع الحاجة للطاقة.
• يربط بين البيولوجيا والحياة اليومية (مثل: لماذا تؤلم عضلاتي بعد الجري؟).
• يُمهّد لفهم موضوعات متقدمة مثل: التمثيل الغذائي، التخمر، ووظائف الخلايا.

---

مقارنة بين التنفس الهوائي واللاهوائي

وجود الأكسجين	مطلوب	غير مطلوب
مكان الحدوث	الميتوكوندريا	السيتوبلازم
كمية الطاقة (ATP)	36–38 لكل جلوكوز	2 لكل جلوكوز
المنتجات	CO₂ + ماء	حمض لبنيك أو كحول + CO₂
الكفاءة	عالية	منخفضة
السرعة	أبطأ نسبيًا	سريع جدًا

✅ التنفس اللاهوائي: حل مؤقت وسريع، لكنه ليس مستدامًا.

---

الخلاصة: ما اسم العملية التي تُطلق الطاقة عند نقص الأكسجين؟

الإجابة الصحيحة هي:

التنفس اللاهوائي

وهي عملية حيوية تُمكن الخلايا من:

• إنتاج الطاقة بسرعة.
• العمل في ظروف نقص الأكسجين.
• استمرار الوظائف الحيوية مؤقتًا.

وتنقسم إلى نوعين رئيسيين:

1. تخمر اللبنيك (في العضلات).
2. تخمر الكحول (في الخميرة).

رغم أنها أقل كفاءة، إلا أنها أنقذت حياتك أثناء الجري السريع أو التمرين الشديد!

هل فهمت الآن لماذا تشعر بألم في عضلاتك بعد التمرين؟ شارك هذا المقال مع طفلك أو تلميذك ليتعلم العلم بطريقة ممتعة وسهلة!