تستخدم التفاعلات المعتمدة على الضوء الضوء والماء لإنتاج المادتين الكيميائيتين ATP و NAPDH خلال المرحلة الأولى من عملية التمثيل الضوئي. تمتص الأصباغ مثل الكلوروفيل الضوء المتساقط على أوراق النبات ويستخدم لفصل الماء إلى هيدروجين وأكسجين. يتم إطلاق الأكسجين بواسطة النبات ، ويتم استخدام ذرات الهيدروجين لتغيير المواد الكيميائية السليفة إلى ATP و NADPH. بهذه الطريقة تقوم النباتات بتغيير الطاقة الضوئية من الشمس إلى طاقة كيميائية يمكنها استخدامها في عملياتها البيولوجية.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)
التفاعلات المعتمدة على الضوء تغير الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية في المرحلة الأولى من التمثيل الضوئي. تخلق التفاعلات ATP و NAPDH من المواد الكيميائية السليفة والمياه باستخدام الطاقة الملتقطة من الضوء بواسطة الأصباغ مثل الكلوروفيل. يمكن أن تحدث تفاعلات مظلمة لاحقة في غياب الضوء ويستخدمها النبات لإنتاج مواد كيميائية يمكن استخدامها في عملياتها البيولوجية ، إلى جانب المزيد من المواد الكيميائية الأولية المستخدمة في الضوء المعتمد تفاعلات.
كيف يعمل التمثيل الضوئي
التمثيل الضوئي هو العملية التي تستخدمها النباتات لتحويل ضوء الشمس إلى طاقة كيميائية تسمح لها بعد ذلك بإنتاج المواد الكيميائية التي تحتاجها للعيش. بشكل عام ، تحول العملية ثاني أكسيد الكربون والماء إلى كربوهيدرات وأكسجين في وجود الضوء. الصيغة الكيميائية للتفاعل هي 6CO
2 + 6 ح2O + الضوء = (CH2س)6 + 6 س2، ولكن هناك العديد من الخطوات الفردية التي تؤدي إلى النتيجة الإجمالية.يمكن فصل عملية التمثيل الضوئي هذه إلى جزأين: التفاعلات المعتمدة على الضوء والتفاعلات المظلمة. في التفاعلات المعتمدة على الضوء ، تمتص الخلايا النباتية الطاقة الضوئية وتستخدمها لتقسيم جزيئات الماء. تُستخدم ذرات الهيدروجين في جزيئات الماء في تفاعل كيميائي بينما يتم إطلاق الأكسجين كغاز.
يُطلق على الجزء الثاني من تفاعلات التمثيل الضوئي ردود الفعل المظلمة أو التفاعلات المستقلة للضوء لأنها لا تحتاج إلى الضوء للاستمرار. في الخلايا النباتية ، تحدث بشكل أساسي خلال النهار لأنها تعمل معًا مع التفاعلات المعتمدة على الضوء ، باستخدام نواتج التفاعل كمواد تفاعلية لصنع الكربوهيدرات كغذاء للمصنع.
ردود الفعل المعتمدة على الضوء
المواد المتفاعلة في التفاعل الكيميائي المعتمد على الضوء هي ثنائي فوسفات الأدينوزين (ADP) ، فوسفات نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد المؤكسد (NADP+) والهيدروجين في الماء. تنقل طاقة الضوء الممتص أيونات الهيدروجين والإلكترونات إلى NADP+، وتغييره إلى نيكوتيناميد فوسفات الأدينين ثنائي النوكليوتيد (NADPH). في نفس الوقت تضاف مجموعة الفوسفات إلى ADP لتشكيل أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP). تخزن المادتان الكيميائيتان الجديدتان اللتان نتاج هذا التفاعل الطاقة الضوئية كطاقة كيميائية.
يحدث الجزء الأول من عملية التمثيل الضوئي بالقرب من أغشية الثايلاكويد للبلاستيدات الخضراء للخلية النباتية. يقع الكلوروفيل في أكياس الثايلاكويد و NAPD+ تلتقط الجزيئات أيونات الهيدروجين والإلكترونات في الأغشية. يتم توزيع البلاستيدات الخضراء نفسها في جميع أنحاء أوراق النبات ، مع العديد منها في كل خلية نباتية.
ردود الفعل الخفيفة المستقلة
تستخدم التفاعلات المظلمة المواد الكيميائية NADPH و ATP التي تم إنشاؤها أثناء الجزء الأول من عملية التمثيل الضوئي لإنتاج منتجات الكربوهيدرات النهائية لعملية التمثيل الضوئي. في سدى الخلايا النباتية ، تقوم المواد الكيميائية NADPH و ATP بتثبيت ثاني أكسيد الكربون من الهواء لإنتاج سكر يمكن أن يعمل كغذاء للنبات. يوفر ثاني أكسيد الكربون ذرات الكربون اللازمة لإنتاج الكربوهيدرات ، ويغير التفاعل جزيئات NADPH و ATP إلى NADP+ و ADP حتى يتمكنوا من المشاركة مرة أخرى في تفاعلات جديدة تعتمد على الضوء.
في حين أن التفاعلات المظلمة لا تحتاج إلى ضوء ، فإنها تحتاج إلى الإمداد المستمر لـ NADPH و ATP من التفاعلات المعتمدة على الضوء. نتيجة لذلك ، تحدث التفاعلات المظلمة فقط عندما يكون الضوء موجودًا وتكون التفاعلات المعتمدة على الضوء نشطة. كلاهما معًا مصدر الطاقة الكيميائية الحيوية التي تستخدمها النباتات والحيوانات الأخرى للبقاء على قيد الحياة.