التمثيل الضوئي هو العملية التي تقوم بها النباتات وبعض البكتيريا والطلائعيات بتجميع جزيئات السكر من ثاني أكسيد الكربون والماء وأشعة الشمس. يمكن تقسيم التمثيل الضوئي إلى مرحلتين - التفاعل المعتمد على الضوء وتفاعلات الضوء المستقلة (أو المظلمة). أثناء تفاعلات الضوء ، يتم تجريد الإلكترون من جزيء الماء لتحرير ذرات الأكسجين والهيدروجين. تتحد ذرة الأكسجين الحرة مع ذرة أكسجين حرة أخرى لإنتاج غاز الأكسجين الذي يتم إطلاقه بعد ذلك.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)
تتشكل ذرات الأكسجين أثناء عملية التمثيل الضوئي الضوئية ، ثم تتحد ذرتان من الأكسجين لتكوين غاز الأكسجين.
تفاعلات ضوئية
الغرض الأساسي من تفاعلات الضوء في عملية التمثيل الضوئي هو توليد الطاقة لاستخدامها في التفاعلات المظلمة. يتم حصاد الطاقة من ضوء الشمس الذي ينتقل إلى الإلكترونات. عندما تمر الإلكترونات عبر سلسلة من الجزيئات ، يتشكل التدرج البروتوني من الأغشية. تتدفق البروتونات مرة أخرى عبر الغشاء من خلال إنزيم يسمى سينسيز ATP الذي يولد ATP ، وهو جزيء طاقة ، يستخدم في التفاعلات المظلمة حيث يستخدم ثاني أكسيد الكربون في صنع السكر. هذه العملية تسمى الضوئية.
الفسفرة الضوئية الدورية وغير الحلقية
تشير الفسفرة الضوئية الدورية وغير الدورية إلى مصدر ووجهة الإلكترون المستخدم لتوليد التدرج البروتوني وبالتالي ATP. في الفسفرة الضوئية الدورية ، يتم إعادة تدوير الإلكترون مرة أخرى إلى نظام ضوئي حيث يتم إعادة تنشيطه ويكرر رحلته عبر تفاعلات الضوء. ومع ذلك ، في عملية الفسفرة الضوئية غير الدورية ، تكون الخطوة النهائية للإلكترون في إنشاء جزيء NADPH المستخدم أيضًا في التفاعلات المظلمة. يتطلب هذا إدخال إلكترون جديد لتكرار تفاعلات الضوء. تؤدي الحاجة إلى هذا الإلكترون إلى تكوين الأكسجين من جزيئات الماء.
البلاستيدات الخضراء
في حقيقيات النوى الضوئية مثل الطحالب والنباتات ، يحدث التمثيل الضوئي في عضية خلوية متخصصة تسمى البلاستيدات الخضراء. يوجد داخل البلاستيدات الخضراء أغشية ثايلاكويد توفر بيئة داخلية وخارجية لعملية التمثيل الضوئي. توجد أغشية الثايلاكويد في جميع الكائنات الحية الضوئية ، بما في ذلك البكتيريا ، ولكن حقيقيات النوى فقط هي التي تضم هذه الأغشية داخل البلاستيدات الخضراء. يبدأ التمثيل الضوئي في أنظمة ضوئية تقع داخل أغشية الثايلاكويد. مع تقدم تفاعلات الضوء لعملية التمثيل الضوئي ، يتم حشو البروتونات داخل مساحات الغشاء مما يخلق تدرجًا بروتونيًا عبر الغشاء.
أنظمة الصور
أنظمة الصور عبارة عن هياكل معقدة تشتمل على أصباغ موجودة داخل غشاء الثايلاكويد والتي تنشط الإلكترونات باستخدام الطاقة الضوئية. كل صبغة منسجمة مع جزء معين من طيف الضوء. الصباغ المركزي هو الكلوروفيل؟ والذي يخدم دورًا إضافيًا في تجميع الإلكترون المستخدم في تفاعلات الضوء اللاحقة. داخل مركز الكلوروفيل؟ هي أيونات ترتبط بجزيئات الماء. نظرًا لأن الكلوروفيل ينشط الإلكترون ويرسل الإلكترون خارج النظام الضوئي إلى جزيئات المستقبل المنتظرة ، يتم استبدال الإلكترون من جزيئات الماء.
تكوين الأكسجين
عندما يتم تجريد الإلكترونات من جزيئات الماء ، يتم تقسيم الماء إلى ذرات مكونة. تتحد ذرات الأكسجين من جزيئين من الماء لتكوين الأكسجين ثنائي الذرة (O2). تساعد ذرات الهيدروجين ، وهي عبارة عن بروتونات مفردة تفتقد إلى إلكتروناتها ، على تكوين تدرج البروتون داخل الفراغ المحاط بغشاء الثايلاكويد. يتم إطلاق الأكسجين ثنائي الذرة ويرتبط مركز الكلوروفيل بجزيئات الماء الجديدة لتكرار العملية. بسبب التفاعلات المعنية ، يجب تنشيط أربعة إلكترونات بواسطة الكلوروفيل لتوليد جزيء واحد من الأكسجين.