"محتويات
تعريف التفاعلات الضوئية
اين تحدث التفاعلات الضوئية
كيف تعمل التفاعلات الضوئية
عملية البناء الضوئي وكيفية حدوثها
التفاعل الكيميائي لعملية البناء الضوئي
ماهي دورة كالفين
تعريف التفاعلات الضوئية

التفاعلات الضوئية تمثل نوع من اثنين ؛ التفاعلات الضوئية ، والتفاعلات اللاضوئية ، ومن أجل التوضيح اكثر يمكن عمل مقارنة بين التفاعلات الضوئية واللاضوئية .

في مراحل عملية البناء الضوئي المختلفة ، يتم تحويل الطاقة الضوئية الناتجة من الشمس ، والتي تقم اصباغ الاوراق بامتصاصها ، إلى طاقة كيميائية ، في المرحلة الأولى من عملية التمثيل الضوئي ، والتي تشمل سلسة من التفاعلات الكيميائية ، وتعرف باسم التفاعلات الضوئية.

تقوم التفاعلات الضوئية باستخدام الطاقة الضوئية الناتجة عن الشمس ، لتكوين جزيئين أساسيين للمرحلة التالية من التمثيل الضوئي – دورة كالفين – وهما ؛ جزيء تخزين الطاقة ATP وحامل الإلكترون المخفّض NADPH.

،

اين تحدث التفاعلات الضوئية

هناك مرحلتين رئيسيتين في عملية التمثيل الضوئي ؛ وهما التفاعلات الضوئية ، ودورة كالفين ، والتي تحدث في النباتات.

تحدث التفاعلات الضوئية في أغشية الثايلاكويد للعضيات ، والتي تسمى ، البلاستيدات الخضراء ، حيث تقوم الأنظمة الضوئية ، والبروتينات ، والاصباغ المحسنة من أجل جمع الضوء ، بدورا رئيسيا في التفاعلات الضوئية ، ووفقا إلى خطوات التفاعلات الضوئية المختلفة.

وتعتبر البلاستيدات الخضراء واحدة من الاختلافات الرئيسية التي تكون بين الخلايا الحيوانية ، والخلايا النباتية ؛ حيث أن الخلايا الحيوانية لا تحتوي على بلاستيدات خضراء ، وبالتالي فهلا يمكنها القيام بعملية البناء الضوئي. ،

كيف تعمل التفاعلات الضوئية

كما ذكرنا أن التفاعلات الضوئية ، تكون مرحلة من مرحلتين تتكون منهما عملية التمثيل الضوئي ، وخلال هذه المرحلة ، تقوم البلاستيدات الخضراء بامتصاص الطاقة الضوئية الصادرة من ضوء الشمس ، مع استخدام الماء ، من أجل إنتاج الأكسجين ، تمهيدا لإنتاج الجلوكوز من ثاني أكسيد الكربون في المرحلة المقبلة.

تشتمل البلاستيدات الخضراء على أكوام من الثايلاكويدات ،  والثايلاكويد عبارة عن أكياس غذائية مسطحة تحتوي على السوائل ، مثل الماء ، والاصباغ مثل الكلوروفيل ، وتشتمل البلاستيدات الخضراء على جزأين منفصلين من البلاستيدات الخضراء ؛ إحداهما يكون داخل البلاستيدات الخضراء نفسها ، والآخر تكون الأجزاء الداخلية للثايلاكويد.

تقوم صبغة الكلوروفيل الموجودة في الثايلاكويد ، بالعمل على امتصاص الطاقة القادمة من ضوء الشمس ، وتكون الأجزاء الداخلية للثايلاكويد هي موقع المرحلة الأولى من عملية البناء الضوئي ، ويكون السدى – سائل يملأ المساحة الداخلية المحيطة بالثايلاكويد – هو المكان الذي يتم فيه استخدام ثاني أكسيد الكربون من أجل إنتاج الجلوكوز ، وهي المرحلة الثانية من عملية البناء الضوئي. ،

عملية البناء الضوئي وكيفية حدوثها

لحدوث عملية البناء الضوئي ، والتي تسمى ايضا بعملية التمثيل الضوئي ، يكون هناك مرحلتين هما ؛ التفاعلات الضوئية ، ودورة كالفين ، وكلاهما يقوم على خطوات محددة.

وتحتاج عملية البناء الضوئي إلى مواد متفاعلة لإتمامها ، وهذه المواد هي ؛ ثاني أكسيد الكربون ، والماء ، حيث أن هذان هما الجزيئات اللازمة لبدء عملية البناء الضوئي ، وذلك لن يحدث بدون العنصر الأساسي ، وهو ضوء الشمس.

حيث أن الثلاث عناصر السابقة معا ، تكون ضرورية من أجل عملية البناء الضوئي ، والتي تلتقي ثلاثتها في البلاستيدات الخضراء ، المكونة الخلية الورقية للنبات من أجل حدوث التمثيل الضوئي.

صبغة الكلوروفيل ، وهي الصبغة الخضراء الموجودة في اوراق النباتات ، بداخل أغشية الثايلاكويد في البلاستيدات الخضراء ، حيث تقوم هذه الاصباغ بالتقاط الطاقة الضوئية من ضوء الشمس.

ثم تقوم الأوردة في النباتات بتوصيل الماء من جذور النبات الى الاوراق ، حيث يدخل غاز ثاني أكسيد الكربون المتواجد في الهواء ، إلى الورقة عن طريق فتحات تسمى ، الثغور ، وهي مسامات خاصة تسمح بمرور الغازات ذهابا وإيابا ، من الورقة.

ينتج من عملية التمثيل الضوئي منتجين عند إتمامها ، وهما ؛ الجلوكوز ، والأكسجين ، حيث أن :

الجلوكوز ، وهو عبارة عن جزيء سكر بسيط ، يمكن خلطه من غيره من حزيران الجلوكوز ، من أجل تكوين كربوهيدرات كبيرة مثل ، النشا ، ويمكن استخدامه في عملية التمثيل الضوئي كغذاء للنباتات ، من أجل تخزين الطاقة عل هيئة جزيئات كبيرة من الكربوهيدرات.
الأكسجين ، وهو الغاز الذي تتنفسه الكائنات الحية من أجل البقاء على قيد الحياة ، وغاز الأكسجين يكون عبارة عن نفايات ناتجة عن عملية البناء الضوئي ، يتم إطلاقه في الهواء عن طريق الثغور ، فبدون النباتات التي تقوم بعملية البناء الضوئي ، لن يكون هناك اكسجين لاستمرار حياة الكائنات الحية الأخرى. ،
التفاعل الكيميائي لعملية البناء الضوئي

يتكون التفاعل الكيميائي الكلي اللازم لإتمام عملية البناء الضوئي 6 جزيئات من غاز ثاني أكسيد الكربون ، و6 جزيئات الماء ، بالإضافة إلى الطاقة الضوئية الممتصة من الشمس ، ويقوم هذا التفاعل بإنتاج ؛ جزيء واحد من الجلوكوز ، و6 جزيئات من غاز الأكسجين.

وتكون المعادلة الكيميائية باستخدام الرموز الكيميائية ، كما يلي :

6CO2 + 6H2O ? C6H12O6 + 6O2

حيث أن ؛

ثاني أكسيد الكربون (CO2)

جزيئات الماء (H2O)

الأكسجين (O2)

الجلوكوز (C6H12O6)

قد تبدو المعادلة بسيطة ، إلا أن عملية التمثيل الضوئي ، هي عملية معقدة تتم على مرحلتين ، كما سبق ، وذكرنا ، أحدهما التفاعلات الضوئية ، والاخرى ، دورة كالفين.

ماهي دورة كالفين

وهي المرحلة الثانية من مراحل عملية التمثيل الضوئي ، والتي يتم فيها إنتاج الجلوكوز باستخدام غاز ثاني أكسيد الكربون ، والطاقة المخزنة مؤقتا في ATP و NADPH لإنتاج السكر الجلوكوز ، وحيث أن هذه العملية تحدث مدورة مستمرة ، وتم اكتشافها من قبل العالم كالفين ، فتم إطلاق اسم ” دورة كالفين ” عليها.

تتكون دورة كالفين من اربع خطوات رئيسية ، وهي ؛

مرحلة تثبيت الكربون.
مرحلة الاختزال.
مرحلة تكوين الكربوهيدرات.
مرحلة التجديد.

حيث أن في هذه الدورة يتم العمل على توفير الطاقة ، من أجل تغذية التفاعلات الكيميائية في عملية توليد السكر بواسطة ATP و NADPH ، والتي تكون عبارة عن مركبات كيميائية تحتوي على محطات الطاقة التي تم التقاطها من أشعة الشمس.

تعتبر دورة كالفين مهمة لجميع الكائنات الحية ، وليست التي فقط ، حيث تعتمد النباتات على دورة كالفين من أجل الحصول على الطاقة ، والغذاء اللازم للنباتات ، بينما تعتمد عليها الكائنات الحية الأخرى بطريقة غير مباشرة في الغذاء على النباتات ، وكذلك في إتمام عملية التنفس. ،

المراجع"