Fotosyntes

Magnus Ehinger

31 Jul 201711:08

Summary

TLDRهذا الملخص يصف بإيجاز قصيرة ودقيقة عملية الفتوسنثيسي، التي تشبه عملية التنفس الخلوي في العديد من الجوانب. يبدأ النص بتعريف التمثيل الكيميائي للفتوسنثيسي ودور الخلوروفيل في الخلية النباتي. يناقش النص بعد ذلك العمليات الثلاث في الخلية النباتي: الخلية الخضراء (كلورoplast) التي تتضمن التش位数 (thylakoids) والفراغ (lumen)، وكذلك الستروما (stroma). يغطي النص التفاعل المباشر للضوء والتفاعل غير المباشر للضوء، وكيف ينتج كل من NADPH وATP في التفاعل المباشر للضوء، ويتم استخدامهما في التفاعل غير المباشر للضوء لتحويل CO2 إلى غلوكوز. ينتهي النص بمناقشة العمليات الثلاث في التفاعل غير المباشر للضوء: التثبيت، التحويل، والإعادة التكوين.

Takeaways

🌿 التمثيل البياني للفتوسنثيسي هو كولدوكسيد + ماء + طاقة → غلوكوس + غاز الأكسجين.
🔬 الصيغة الكيميائية للفتوسنثيسي هي 6CO₂ + 6H₂O + hν → C₆H₁₂O₆ + 6O₂، حيث hν تمثل طاقة الضوء.
🍃 الክلورoplasts هي المكان الرئيسي للفتوسنثيسي في النباتات، وتتضمن ثلاث أنماط من الهياكل الvallular: الطبقة الخارجية والداخلية، بالإضافة إلى الهياكل الvallular ال comples称之为 thylakoids.
📚 'stroma' هو المساحة بين thylakoids والطبقة الداخلية للክلورoplast، بينما 'lumen' هو المساحة داخل thylakoids.
💡 الفتوسنثيسي تتكون من ردود فعلان رئيسيان: الرد التابع للضوء (requiring light) والرد الغير معتمد على الضوء (not requiring light).
⚡️ في الرد التابع للضوء، يتم إستقبال الضوء في thylakoid membranes، مما يؤدي إلى توليد NADPH وATP وغاز الأكسجين.
🔁 يحدث النقل الإلكترونيي في الرد التابع للضوء، مما يؤدي إلى تصريف البروتونات من stroma إلى lumen، مما يشكل gradient للبروتونات.
🌱 في الرد الغير معتمد على الضوء، يحدث تثبيت الكون الثانوي في stroma باستخدام الطاقة من NADPH وATP التي تم توليدها في الرد التابع للضوء.
🌐 يستخدم السكر الحيوي G3P، الذي ينتج في الرد الغير معتمد على الضوء، في صناعة السكريات الأخرى، مثل الجلوقوس.
🔋 يستخدم السكر G3P أيضًا في إعادة توليد السكر الحيوي Ribulose-1,5-bisphosphate، الذي يستخدم في الرد التابع للضوء.

Q & A

ما هو الفرق الرئيسي بين التفاعل الضوئي المعتمد على الضوء والتفاعل غير المعتمد على الضوء في عملية التمثيل الضوئي؟
-التفاعل المعتمد على الضوء يحدث في غشاء الثايلاكويد ويتطلب الضوء لإنتاج الأكسجين وNADPH وATP، بينما التفاعل غير المعتمد على الضوء يحدث في ستروما البلاستيدة الخضراء ويستخدم ATP وNADPH لتثبيت ثاني أكسيد الكربون وإنتاج الجلوكوز.
ما هو دور الثايلاكويد في عملية التمثيل الضوئي؟
-الثايلاكويد هو عبارة عن هيكل يشبه الأكياس يوجد داخل البلاستيدات الخضراء، وهو موقع حدوث التفاعل الضوئي المعتمد على الضوء، حيث يتم امتصاص الضوء لتوليد الطاقة المستخدمة في عملية التمثيل الضوئي.
ما هو وظيفة NADPH في عملية التمثيل الضوئي؟
-NADPH هو جزيء يحمل الإلكترونات والطاقة ويتم إنتاجه في التفاعل المعتمد على الضوء. يُستخدم NADPH لاحقاً في التفاعل غير المعتمد على الضوء لتثبيت ثاني أكسيد الكربون والمساعدة في تكوين الجلوكوز.
لماذا يُعتبر الإنزيم روبيسكو مهماً للغاية في عملية التمثيل الضوئي؟
-الإنزيم روبيسكو هو المسؤول عن تثبيت ثاني أكسيد الكربون في التفاعل غير المعتمد على الضوء، حيث يقوم بدمج ثاني أكسيد الكربون مع مركب خماسي الكربون لتكوين مركبات تستخدم في إنتاج الجلوكوز.
ما الذي يحدث عندما يصطدم الضوء بجزيء الكلوروفيل في النظام الضوئي الثاني؟
-عندما يصطدم الضوء بجزيء الكلوروفيل في النظام الضوئي الثاني، تثار الإلكترونات وتصبح غنية بالطاقة. هذه الطاقة تُستخدم لتحليل جزيئات الماء إلى أكسجين وأيونات الهيدروجين وإلكترونات.
ما هو دور ATP-synthase في عملية التمثيل الضوئي؟
-ATP-synthase هو إنزيم يستخدم طاقة البروتونات المنتقلة عبر غشاء الثايلاكويد لتكوين ATP من ADP والفوسفات (Pi)، وهو نفس الإنزيم الذي يُستخدم في التنفس الخلوي.
ما هي البروتونات وكيف تساهم في إنشاء تدرج البروتونات في عملية التمثيل الضوئي؟
-البروتونات (H⁺) تُنتج من تفكك جزيئات الماء في النظام الضوئي الثاني، ويتم ضخها عبر غشاء الثايلاكويد إلى اللمعة، مما يخلق تدرجاً في تركيز البروتونات بين اللمعة وستروما البلاستيدة الخضراء، وهذا التدرج يستخدم في إنتاج ATP.
ما هو الفرق بين النظام الضوئي الأول والنظام الضوئي الثاني؟
-النظام الضوئي الثاني يتم تفعيله أولاً في سلسلة التفاعلات الضوئية ويقوم بتفكيك الماء لإنتاج الإلكترونات والطاقة، بينما النظام الضوئي الأول يعيد تنشيط الإلكترونات ويستخدمها لتكوين NADPH من NADP⁺ وأيونات الهيدروجين.
ما هي الفائدة من تكوين G3P في التفاعل غير المعتمد على الضوء؟
-G3P هو مركب ثلاثي الكربون يتم إنتاجه خلال التفاعل غير المعتمد على الضوء، ويستخدم لاحقاً كمادة أساسية لتكوين الجلوكوز ومواد أخرى في الخلية النباتية.
كيف يتم إعادة تكوين مركب الريبولوز-1،5-بيسفوسفات في التفاعل غير المعتمد على الضوء؟
-يتم إعادة تكوين مركب الريبولوز-1،5-بيسفوسفات باستخدام خمسة جزيئات من G3P والتي تحتوي معاً على 15 ذرة كربون، وتتحول إلى ثلاثة جزيئات من الريبولوز-1،5-بيسفوسفات باستخدام طاقة من ATP.