ماذا يحدث عندما يمتص جزيء الكلوروفيل الضوء؟

عندما تفكر في فرع العلم الذي يشارك في كيفية حصول النباتات على "طعامها" ، فأنت على الأرجح تفكر في علم الأحياء أولاً. لكن في الواقع ، الفيزياء في خدمة علم الأحياء لأنها طاقة ضوئية من الشمس هي التي بدأت في تشغيلها أولاً ، وتستمر الآن في توفير الطاقة ، كل أشكال الحياة على كوكب الأرض. على وجه التحديد ، هو عبارة عن سلسلة نقل طاقة يتم ضبطها عند الفوتونات في أجزاء الضربة الخفيفة من أ الكلوروفيل مركب.

دور الفوتونات في البناء الضوئي يتم امتصاصه بواسطة الكلوروفيل بطريقة تجعل الإلكترونات الموجودة في جزء من جزيء الكلوروفيل "متحمسة" بشكل مؤقت ، أو في حالة طاقة أعلى. عندما ينجرفون إلى مستوى طاقتهم المعتاد ، فإن الطاقة التي يطلقونها تدعم الجزء الأول من عملية التمثيل الضوئي. وهكذا بدون الكلوروفيل ، لا يمكن أن يحدث التمثيل الضوئي.

النباتات والحيوانات كلاهما حقيقيات النوى. على هذا النحو ، تحتوي خلاياها على أكثر بكثير من الحد الأدنى الذي يجب أن تحتويه جميع الخلايا (غشاء الخلية ، الريبوسومات ، السيتوبلازم والحمض النووي). خلاياهم غنية بالغشاء العضيات، والتي تؤدي وظائف متخصصة داخل الخلية. واحد من هؤلاء هو حصري للنباتات ويسمى

يوجد داخل البلاستيدات الخضراء تراكيب تسمى الثايلاكويدات ، والتي لها غشاء خاص بها. داخل الثايلاكويدات هو المكان الذي يجلس فيه الجزيء المعروف باسم الكلوروفيل ، في انتظار تعليمات في شكل وميض حرفي من الضوء.
اقرأ المزيد عن أوجه التشابه والاختلاف بين الخلايا النباتية والحيوانية.

تحتاج جميع الكائنات الحية إلى مصدر من الكربون للوقود. يمكن للحيوانات الحصول على ما يكفيها ببساطة عن طريق الأكل ، وانتظار إنزيمات الجهاز الهضمي والخلوية لتحويل الأمر إلى جزيئات الجلوكوز. لكن يجب أن تأخذ النباتات الكربون من خلال أوراقها ، في شكل غاز ثاني أكسيد الكربون (CO₂) في الغلاف الجوي.

يتمثل دور التمثيل الضوئي في التقاط النباتات إلى نفس النقطة ، من الناحية الأيضية ، أن الحيوانات تنتج الجلوكوز من طعامها في الحال. يعني هذا في الحيوانات جعل الجزيئات المختلفة المحتوية على الكربون أصغر حتى قبل أن تصل إلى الخلايا ، ولكن في النباتات يعني ذلك صنع جزيئات تحتوي على الكربون. أكبر وداخل الخلايا.

في المجموعة الأولى من ردود الفعل ، تسمى ردود الفعل الخفيفة لأنها تتطلب ضوءًا مباشرًا ، فإن الإنزيمات تسمى نظام الصور الأول ونظام الصور الثاني في غشاء الثايلاكويد تستخدم لتحويل الطاقة الضوئية لتخليق جزيئات ATP و NADPH ، في نقل الإلكترون النظام.
اقرأ المزيد عن سلسلة نقل الإلكترون.

في ما يسمى ب ردود فعل مظلمةالطاقة التي يتم حصادها في ATP و NADPH ، والتي لا تتطلب الضوء ولا يزعجها ، (حيث لا شيء يمكن "تخزين" الضوء مباشرة) يستخدم لبناء الجلوكوز من ثاني أكسيد الكربون ومصادر الكربون الأخرى في النبات.

تحتوي النباتات على العديد من الأصباغ بالإضافة إلى الكلوروفيل ، مثل phycoerthryin والكاروتينات. ومع ذلك ، يحتوي الكلوروفيل على البورفيرين هيكل الحلقة ، على غرار واحد في جزيء الهيموجلوبين في البشر. تحتوي حلقة البورفيرين من الكلوروفيل على عنصر المغنيسيوم ، حيث يظهر الحديد في الهيموجلوبين.

يمتص الكلوروفيل الضوء في الجزء الأخضر من القسم المرئي من طيف الضوء ، والذي يمتد في جميع أنحاء النطاق من حوالي 350 إلى 800 جزء من المليار من المتر.

بمعنى ما ، تمتص مستقبلات ضوء النبات الفوتونات وتستخدمها لدفع الإلكترونات التي كانت تغفو في حالة من اليقظة المثيرة ، مما يؤدي بها إلى الصعود على الدرج. في النهاية ، تبدأ الإلكترونات المجاورة في "منازل" الكلوروفيل المجاورة في الدوران أيضًا. عندما يستقرون مرة أخرى في غفواتهم ، يسمح هروبهم إلى الطابق السفلي ببناء السكر من خلال آلية معقدة تحبس الطاقة من أقدامهم.

عندما يتم نقل الطاقة من جزيء الكلوروفيل إلى جزيء مجاور ، فإن هذا يسمى نقل طاقة الرنين ، أو اكسيتون نقل.