شارك:
3 مراحل من التمثيل الضوئي وخصائصه
ال مراحل التمثيل الضوئي يمكن تقسيمها حسب كمية أشعة الشمس التي يتلقاها النبات. التمثيل الضوئي هو العملية التي تتغذى بها النباتات والطحالب. تتكون هذه العملية من تحويل الضوء إلى طاقة ، وهو أمر ضروري للبقاء على قيد الحياة.
على عكس البشر الذين يحتاجون إلى عوامل خارجية مثل الحيوانات أو الخضروات للبقاء على قيد الحياة ، يمكن للنباتات إنتاج طعامهم من خلال التمثيل الضوئي.
تتكون كلمة التمثيل الضوئي من كلمتين: الصورة والتوليف. الصورة تعني الضوء والمزيج الصناعي. لذلك ، تتكون هذه العملية حرفيًا في تحويل الضوء إلى طعام. يشار إلى الكائنات الحية القادرة على تجميع المواد لإنتاج الغذاء ، وكذلك النباتات والطحالب وبعض البكتيريا ، على أنها autotrophs.
يتطلب التمثيل الضوئي الضوء ، وثاني أكسيد الكربون والماء. يدخل ثاني أكسيد الكربون في الهواء إلى أوراق النبات بفضل المسام الموجودة فيه. من ناحية أخرى ، تمتص جذور الماء وتتحرك حتى تصل إلى الأوراق ويمتص الضوء بواسطة أصباغ الأوراق.
خلال هذه المراحل ، تدخل عناصر التمثيل الضوئي ، الماء وثاني أكسيد الكربون ، في المصنع وتترك منتجات التمثيل الضوئي والأكسجين والسكر وتترك النبات.
مراحل / مراحل التمثيل الضوئي
أولاً ، تمتص طاقة الضوء بواسطة البروتينات الموجودة في الكلوروفيل. الكلوروفيل صبغة موجودة في أنسجة النباتات الخضراء. عادة ما يحدث التمثيل الضوئي في الأوراق ، وتحديدا في الأنسجة التي تسمى الميزوفيل.
تحتوي كل خلية من أنسجة mesophyll على كائنات حية تسمى البلاستيدات الخضراء. تم تصميم هذه الكائنات الحية لإجراء عملية التمثيل الضوئي. في كل من البلاستيدات الخضراء ، يتم تجميع البنى التي تدعى thylakoids ، والتي تحتوي على الكلوروفيل.
يمتص هذا الصباغ الضوء ، وبالتالي فهو المسؤول الرئيسي عن التفاعل الأول بين النبات والضوء
في الأوراق هناك مسام صغيرة تسمى الثغور. إنهم مسؤولون عن ترك ثاني أكسيد الكربون ينتشر داخل الأنسجة متوسطة الحجم وللهروب من الأكسجين إلى الجو. وهكذا ، يحدث التمثيل الضوئي على مرحلتين: مرحلة الضوء والمرحلة المظلمة.
المرحلة المضيئة
تحدث هذه التفاعلات فقط عندما يكون هناك ضوء ويحدث في غشاء ثايلاكويد من البلاستيدات الخضراء. في هذه المرحلة ، تتحول الطاقة التي تأتي من ضوء الشمس إلى طاقة كيميائية. سيتم استخدام هذه الطاقة كجازولين لتجميع جزيئات الجلوكوز.
يحدث التحول إلى الطاقة الكيميائية من خلال مركبين كيميائيين: ATP ، أو جزيء موفر للطاقة ، و NADPH ، الذي ينقل الإلكترونات المخفضة. خلال هذه العملية تصبح جزيئات الماء هي الأكسجين الذي نجده في البيئة.
يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية في مجمع بروتيني يسمى النظام الضوئي. يوجد نظامان ضوئيان ، يوجد كلاهما داخل البلاستيدات الخضراء. يحتوي كل نظام ضوئي على عدة بروتينات تحتوي على خليط من الجزيئات والأصباغ مثل الكلوروفيل والكاروتينات لتتمكن من امتصاص أشعة الشمس.
بدورها ، تعمل أصباغ الأنظمة الضوئية كوسيلة لتوجيه الطاقة ، لأنها تنقلها إلى مراكز التفاعل. عندما يجذب الضوء صبغة ، فإنه ينقل الطاقة إلى صبغة قريبة. هذا الصباغ الوثيق يمكن أن ينقل تلك الطاقة أيضًا إلى بعض الصباغ القريب ، وبالتالي تتكرر العملية على التوالي.
تبدأ هذه المراحل الخفيفة في النظام الضوئي الثاني. هنا ، يتم استخدام الطاقة الضوئية لتقسيم المياه.
تطلق هذه العملية الإلكترونات والهيدروجين والأكسجين ، ويتم نقل الإلكترونات المشحونة بالطاقة إلى النظام الضوئي الأول ، حيث يتم إطلاق ATP. في عملية التمثيل الضوئي للأكسجين ، يكون أول إلكترون مانح هو الماء والأكسجين الناتج سيكون مضيعة. تستخدم العديد من الإلكترونات المانحة في عملية التمثيل الضوئي المؤكسدة.
في المرحلة الضوئية ، يتم التقاط الطاقة الضوئية وتخزينها مؤقتًا في الجزيئات الكيميائية لـ ATP و NADPH. سيتم تقسيم ATP لتحرير الطاقة وسوف تتبرع NADPH بإلكتروناتها لتحويل جزيئات ثاني أكسيد الكربون إلى سكريات.
المرحلة المظلمة
في المرحلة المظلمة ، يتم التقاط ثاني أكسيد الكربون من الجو لتعديله عند إضافة الهيدروجين إلى التفاعل.
وبالتالي ، فإن هذا الخليط سيشكل الكربوهيدرات التي سيتم استخدامها من قبل النبات كغذاء. يطلق عليه المرحلة المظلمة لأن الضوء ليس ضروريًا بشكل مباشر حتى يحدث. ولكن على الرغم من أن الضوء ليس ضروريًا لحدوث ردود الفعل هذه ، فإن هذه العملية تتطلب وجود ATP و NADPH اللذين يتم إنشاؤه في مرحلة الإضاءة.
تحدث هذه المرحلة في سدى البلاستيدات الخضراء. يدخل ثاني أكسيد الكربون داخل الأوراق من خلال سدى البلاستيدات الخضراء. ذرات الكربون تستخدم لبناء السكريات. تتم هذه العملية بفضل ATP و NADPH التي تشكلت في رد الفعل السابق.
ردود فعل المرحلة المظلمة
أولاً ، يتم دمج جزيء ثاني أكسيد الكربون مع جزيء مستقبلات الكربون يسمى RuBP ، مما يؤدي إلى مركب غير ثابت من الكربون 6.
ينقسم هذا المركب على الفور إلى جزيئين كربونين يستقبلان الطاقة من ATP وينتجان جزيئين يسمى BPGA.
ثم ، يتم دمج إلكترون NADPH مع كل من جزيئات BPGA لتشكيل جزيئين G3P.
سيتم استخدام جزيئات G3P هذه لإنتاج الجلوكوز. سيتم أيضًا استخدام بعض جزيئات G3P لتجديد واستعادة RuBP ، وهو ضروري لاستمرار الدورة.
أهمية التمثيل الضوئي
التمثيل الضوئي مهم لأنه ينتج الغذاء للنباتات والأكسجين. بدون عملية التمثيل الضوئي ، لن يكون من الممكن استهلاك الكثير من الفواكه والخضروات اللازمة لحمية الإنسان. أيضا ، العديد من الحيوانات التي تستهلك البشر لا يمكن أن تعيش دون أن تتغذى على النباتات.
من ناحية أخرى ، فإن الأكسجين الناتج عن النباتات ضروري حتى تتمكن كل الحياة على الأرض ، بما في ذلك البشر ، من البقاء على قيد الحياة. التمثيل الضوئي مسؤول أيضًا عن الحفاظ على مستويات ثابتة من الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في الجو. بدون التمثيل الضوئي ، لن تكون الحياة على الأرض ممكنة.
مراجع
- فتح ستاكس. نظرة عامة على التمثيل الضوئي. (2012). جامعة رايس. تم الاسترجاع من: cnx.org.
- فارابي ، م. ج. التمثيل الضوئي. (2007). كلية إيستريلا ماونتن كوميونيتي. تم الاسترجاع من: 2.estrellamountain.edu.
- "التمثيل الضوئي" (2007). McGraw Hill Encyclopedia of Science and Technology، 10th ed. المجلد 13. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org.
- مقدمة في التمثيل الضوئي. (2016). خان الأكاديمية. تم الاسترجاع من: khanacademy.org.
- "عمليات الضوء الخفيف" (2016). علم الأحياء بلا حدود تعافى من: boundless.com.
- Berg، J. M.، Tymoczko، J.L، and Stryer، L. (2002). "الإكسسوارالصمامات ، مراكز امتصاص الطاقة" الكيمياء الحيوية. تم الاسترجاع من: ncbi.nlm.nih.gov.
- Koning، R.E (1994) "Calvin Cycle". تم الاسترجاع من: plantphys.info.
- التمثيل الضوئي في النباتات. PhotosynthesisEducation. تم الاسترجاع من: photosynthesiseducation.com.
- "ما الذي لا يمكن أن يحدث بعد عملية التمثيل الضوئي؟" جامعة كاليفورنيا ، سانتا باربرا. تم الاسترجاع من: scienceline.ucsb.edu.