ما هي منتجات التمثيل الضوئي؟

التمثيل الضوئي هو الاسم الذي يطلق على مجموعة التفاعلات الكيميائية التي تقوم بها النباتات لتحويل الطاقة من الشمس إلى طاقة كيميائية في شكل سكر. على وجه التحديد ، تستخدم النباتات الطاقة من ضوء الشمس للتفاعل نشبع و ماء لإنتاج السكر (الجلوكوز) و الأكسجين. تحدث العديد من التفاعلات ، ولكن التفاعل الكيميائي العام لعملية التمثيل الضوئي هو:

• 6 شركة₂ + 6 ح₂O + light → C₆ح₁₂يا₆ + 6 س₂
• ثاني أكسيد الكربون + الماء + الضوء ينتج الجلوكوز + الأكسجين

في النبات ، يدخل ثاني أكسيد الكربون عبر فواصل الأوراق تعريف. يتم امتصاص الماء من خلال الجذور ويتم نقله إلى الأوراق من خلال نسيج الخشب. يمتص الكلوروفيل في الأوراق الطاقة الشمسية. ردود فعل البناء الضوئي تحدث في البلاستيدات الخضراء من النباتات. في بكتيريا التمثيل الضوئي ، تتم العملية حيث يتم تضمين الكلوروفيل أو الصبغة ذات الصلة في غشاء البلازما. يخرج الأكسجين والماء الناتج في عملية البناء الضوئي من خلال الثغور.

الماخذ الرئيسية

في الواقع ، تحتفظ النباتات القليل جدًا من الجلوكوز للاستخدام الفوري. يتم الجمع بين جزيئات الجلوكوز عن طريق توليف الجفاف لتشكيل السليلوز ، والذي يستخدم كمادة هيكلية. كما يستخدم تخليق الجفاف لتحويل الجلوكوز إلى النشا ، والذي تستخدمه النباتات لتخزين الطاقة.

المادة الكيميائية الشاملة معادلة هو ملخص لسلسلة من التفاعلات الكيميائية. تحدث ردود الفعل هذه على مرحلتين. تتطلب تفاعلات الضوء ضوءًا (كما قد تتخيل) ، بينما يتم التحكم في التفاعلات الداكنة بواسطة الإنزيمات. إنها لا تتطلب حدوث الظلام - فهي ببساطة لا تعتمد على الضوء.

تمتص تفاعلات الضوء الضوء وتسخير الطاقة لتشغيل نقل الإلكترون. تلتقط معظم كائنات التمثيل الضوئي الضوء المرئي ، على الرغم من وجود بعض الكائنات التي تستخدم ضوء الأشعة تحت الحمراء. منتجات هذه التفاعلات هي الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP) ونوكوتيناميد الأدينين ثنائي نيوكليوتيد الفوسفات (NADPH). في الخلايا النباتية ، تحدث التفاعلات التي تعتمد على الضوء في غشاء ثيلاكويد البلاستيدات الخضراء. التفاعل العام للتفاعلات التي تعتمد على الضوء هو:

• 2 ح₂O + 2 NADP⁺ + 3 ADP + 3 ص_أنا + ضوء → 2 NADPH + 2 H⁺ + 3 ATP + O₂

في المرحلة المظلمة ، يقلل ATP و NADPH في النهاية من ثاني أكسيد الكربون والجزيئات الأخرى. يتم "تثبيت" ثاني أكسيد الكربون من الهواء في شكل قابل للاستعمال بيولوجيًا ، الجلوكوز. في النباتات والطحالب والبكتيريا الزرقاء ، تسمى التفاعلات المظلمة دورة كالفين. قد تستخدم البكتيريا ردود فعل مختلفة ، بما في ذلك العكس دورة كريبس. رد الفعل العام للتفاعل المستقل للضوء للنبات (دورة كالفين) هو:

• 3 CO₂ + 9 ATP + 6 NADPH + 6 H⁺ → ج₃ح₆يا₃-فوسفات + 9 ADP + 8 ف_أنا + 6 نادب⁺ + 3 ح₂يا

أثناء تثبيت الكربون ، يتم تحويل منتج الكربون الثلاثة لدورة كالفين إلى منتج الكربوهيدرات النهائي.

مثل أي تفاعل كيميائي ، يحدد توفر المواد المتفاعلة كمية المنتجات التي يمكن تصنيعها. يؤدي الحد من توافر ثاني أكسيد الكربون أو الماء إلى إبطاء إنتاج الجلوكوز والأكسجين. أيضا ، يتأثر معدل التفاعلات بدرجة الحرارة وتوافر المعادن التي قد تكون مطلوبة في التفاعلات الوسيطة.

تلعب الصحة العامة للنبات (أو أي كائن حي آخر) دورًا أيضًا. يتم تحديد معدل التفاعلات الأيضية جزئيًا من خلال نضوج الكائن الحي وما إذا كان مزهرًا أو يحمل ثمرة.

إذا تم سؤالك عن التمثيل الضوئي في الاختبار ، فقد يُطلب منك تحديد منتجات التفاعل. هذا سهل للغاية ، أليس كذلك؟ شكل آخر من أشكال السؤال هو طرح السؤال ليس نتاج التمثيل الضوئي. لسوء الحظ ، لن يكون هذا سؤالًا مفتوحًا يمكنك الإجابة عليه بسهولة بكلمة "حديد" أو "سيارة" أو "بك أمي. "عادة ما يكون هذا سؤال متعدد الخيارات ، يسرد الجزيئات التي تكون متفاعلات أو منتجات البناء الضوئي. الجواب هو أي خيار باستثناء الجلوكوز أو الأكسجين. يمكن أيضًا صياغة السؤال للإجابة على ما هو ليس نتاج تفاعلات الضوء أو ردود الفعل المظلمة. لذا ، من الجيد معرفة إجمالي المتفاعلات والمنتجات لمعادلة التركيب الضوئي العامة ، وتفاعلات الضوء ، وردود الفعل المظلمة.

• بيدلاك ، جي. ستيرن ، ك. جانسكي ، س. (2003). بيولوجيا النبات التمهيدية. نيويورك: ماكجرو هيل. ردمك 978-0-07-290941-8.
• بلانكينشيب ، ري. (2014). الآليات الجزيئية لعملية البناء الضوئي (الطبعة الثانية). جون وايلي وأولاده. ردمك 978-1-4051-8975-0.
• Reece J.B.، et al. (2013). بيولوجيا كامبل. بنيامين كامينغز. ردمك 978-0-321-77565-8.