التمرين الثالث من الموضوع الثاني بكالوريا 2022

تحفز الأنزيمات العديد من التفاعلات الأيضية من بينها تلك التي تتدخل في هضم الأغذية النباتية عند الحيوانات المجترة كالأبقار حيث ينتج عنها انبعاث غاز الميثان (CH₄) الذي يساهم في التلوث البيئي.

فكيف يمكن استغلال خصائص هذه الأنزيمات للتقليل من الانبعاثات؟

الجزء الأول:

تعيش في أجزاء من الجهاز الهضمي للأبقار كائنات دقيقة تنتج أنزيمات تعمل على هضم الأغذية النباتية الغنية بالسليلوز للحصول على المغذيات اللازمة لمختلف نشاطاتها الحيوية.

الوثيقة (1) بشكليها (أ) و(ب) توضح جانبا من تفكيك السليلوز.

1) بين كيف تساهم التفاعلات الهضمية عند البقرة في انبعاث (الـCH₄) وذلك باستغلال شكلي الوثيقة (1).

2) اقترح فرضية للتقليل من إنتاج وانبعاث غاز الميثان (الـCH₄) دون الإضرار بالتفاعلات الهضمية للأبقار.

الجزء الثاني:

قصد البحث عن طرق للتقليل من إنتاج وانبعاث غاز الميثان (الـCH₄) اقترح الباحثون إضافة مكمل غذائي لأعلاف الأبقار يعرف بـ (3-nitrooxypropanol) ويرمز له بـ (3-NOP) .

الوثيقة (2) تمثل بعض النتائج والتفاصيل حيث:

-         الشكل (أ) يترجم نتائج قياس كمية غاز (الـCH₄)  المنبعث من مجموعة من أبقار دون إضافة  المكمل الغذائي (3-NOP) وفي حالة إضافته.

-         شكل (ب) يوضح تفاصيل تفاعل إنتاج غاز الميثان انطلاقا من CO₂.

-         الشكل (جـ) يوضح البنية الجزيئية ثلاثية الأبعاد لكل من المرافق الأنزيمي (CoEM) والمكمل الغذائي (3-NOP) من جهة وجزء من بنية الأنزيم (M) وآلية عمله في وجود وغياب المكمل الغذائي (3-NOP) من جهة أخرى.

- وضّح تأثير المكمل الغذائي (3-NOP) على إنتاج وانبعاث (الـCH₄) بما يسمح بالمصادقة على الفرضية المقترحة  مستغلا معطيات أشكال الوثيقة (2).

الجزء الثالث:

   - لخّص في مخطط الآلية التي تسمح بالتقليل من التلوث بغاز (الـCH₄) دون الإضرار بالتفاعلات الهضمية للأبقار باستعمال المكمل الغذائي (3-NOP) اعتمادا على ما توصلت إليه من معلومات خلال هذه الدراسة.