تحدث تفاعلات الضوء عندما تقوم النباتات بتجميع الطعام من ثاني أكسيد الكربون والماء ، في إشارة على وجه التحديد إلى الجزء من إنتاج الطاقة الذي يتطلب الضوء والماء لتوليد الإلكترونات اللازمة لمزيد من الضوء نتيجة الجمع بين الطريحة والنقيضة. يوفر الماء الإلكترونات عن طريق الانقسام إلى ذرات الهيدروجين والأكسجين. تتحد ذرات الأكسجين في جزيء أكسجين مرتبط تساهميًا من ذرتين من الأكسجين بينما تصبح ذرات الهيدروجين أيونات هيدروجين مع إلكترون احتياطي لكل منهما.
كجزء من عملية التمثيل الضوئي ، تطلق النباتات الأكسجين - كغاز - في الغلاف الجوي بينما تتفاعل الإلكترونات وأيونات الهيدروجين أو البروتونات بشكل أكبر. لم تعد ردود الفعل هذه بحاجة إلى الضوء للاستمرار ، وهي معروفة في علم الأحياء باسم التفاعلات المظلمة. تمر الإلكترونات والبروتونات عبر سلسلة نقل معقدة تسمح للمصنع بدمج الهيدروجين مع الكربون من الغلاف الجوي لإنتاج الكربوهيدرات.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)
تفاعلات الضوء - الطاقة الضوئية في وجود الكلوروفيل - يقسم الماء. ينتج عن تقسيم الماء إلى غاز الأكسجين وأيونات الهيدروجين والإلكترونات الطاقة اللازمة لنقل الإلكترون والبروتون اللاحق ويوفر الطاقة لإنتاج السكريات التي يحتاجها النبات. تشكل هذه التفاعلات اللاحقة دورة كالفين.
كيف يوفر الماء الإلكترونات لعملية التمثيل الضوئي
النباتات الخضراء التي تستخدم التمثيل الضوئي لإنتاج الطاقة للنمو تحتوي على الكلوروفيل. يعتبر جزيء الكلوروفيل مكونًا رئيسيًا لعملية التمثيل الضوئي من حيث قدرته على امتصاص الطاقة من الضوء في بداية تفاعلات الضوء. يمتص الجزيء كل ألوان الضوء ما عدا اللون الأخضر ، وهو ما يعكسه ، ولهذا تبدو النباتات خضراء.
في التفاعلات الضوئية ، يمتص جزيء الكلوروفيل فوتونًا واحدًا من الضوء ، مما يتسبب في انتقال إلكترون الكلوروفيل إلى مستوى طاقة أعلى. تتدفق الإلكترونات النشطة من جزيئات الكلوروفيل عبر سلسلة نقل إلى مركب يسمى نيكوتيناميد فوسفات الأدينين ثنائي النوكليوتيد أو NADP. ثم يستبدل الكلوروفيل الإلكترونات المفقودة من جزيئات الماء. تشكل ذرات الأكسجين غاز الأكسجين بينما تشكل ذرات الهيدروجين البروتونات والإلكترونات. تجدد الإلكترونات جزيئات الكلوروفيل وتسمح لعملية التمثيل الضوئي بالاستمرار.
دورة كالفين
تستخدم دورة كالفين الطاقة الناتجة عن تفاعلات الضوء لإنتاج الكربوهيدرات التي يحتاجها النبات. تنتج تفاعلات الضوء NADPH ، وهو NADP مع إلكترون وأيون الهيدروجين ، والأدينوزين ثلاثي الفوسفات أو ATP. خلال دورة كالفين ، يستخدم النبات NADPH و ATP لإصلاح ثاني أكسيد الكربون. تستخدم العملية الكربون من ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي لإنتاج الكربوهيدرات من الشكل CH2س. منتج دورة كالفين هو الجلوكوز C6ح12ا6.
تتطلب نهاية سلسلة نقل الإلكترون التي تمنح النباتات الطاقة لتكوين الكربوهيدرات متقبلًا إلكترونيًا لتجديد ATP المستنفد. في نفس الوقت الذي تنخرط فيه في عملية التمثيل الضوئي ، تمتص النباتات بعض الأكسجين في عملية تسمى التنفس. في التنفس ، يصبح الأكسجين متقبل الإلكترون النهائي.
في خلايا الخميرة ، على سبيل المثال ، يمكنها إنتاج ATP حتى في حالة عدم وجود الأكسجين. إذا لم يكن هناك أكسجين متاح ، فلا يمكن أن يحدث التنفس وتنخرط هذه الخلايا في عملية أخرى تسمى التخمير. في التخمير ، تكون مستقبلات الإلكترون النهائية عبارة عن مركبات تنتج أيونات مثل أيونات الكبريتات أو النترات. على عكس النباتات الخضراء ، لا تتطلب هذه الخلايا ضوءًا ولا تحدث تفاعلات الضوء.
