ما هي المتفاعلات والمنتجات في معادلة التمثيل الضوئي؟

التمثيل الضوئي هو العملية التي تستخدم بها النباتات وبعض البكتيريا الطاقة الشمسية لإنتاج السكر. تقوم هذه العملية بتحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية يتم تخزينها في السكريات. هذه العملية مهمة لسببين. أولاً ، يوفر التمثيل الضوئي الطاقة التي تستخدمها جميع الكائنات الحية الأخرى للبقاء على قيد الحياة. ثانيًا ، يزيل التمثيل الضوئي ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي ، ويستبدله بالأكسجين الذي يحافظ على الحياة. تتضمن العملية ثلاثة مواد متفاعلة أساسية وتنتج ثلاثة منتجات رئيسية.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

المواد المتفاعلة لعملية التمثيل الضوئي هي الطاقة الضوئية والماء وثاني أكسيد الكربون والكلوروفيل ، بينما المنتجات هي الجلوكوز (السكر) والأكسجين والماء.

تتطلب عملية التمثيل الضوئي عدة متفاعلات بسيطة. الماء هو أول مفاعل مطلوب. يكتسب النبات الماء من خلال نظام جذره. المتفاعل التالي المطلوب هو ثاني أكسيد الكربون. يمتص النبات هذا الغاز من خلال أوراقه. المتفاعل النهائي المطلوب هو الطاقة الضوئية. يمتص النبات هذه الطاقة من خلال أصباغ خضراء تسمى الكلوروفيل. يقع هذا الكلوروفيل في البلاستيدات الخضراء للنبات.

تنتج عملية التمثيل الضوئي عدة منتجات. المنتج الأول والسبب الرئيسي للعملية هو السكر البسيط. هذا السكر ، المسمى الجلوكوز ، هو النتيجة النهائية لتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية. إنه يمثل الطاقة المخزنة التي يمكن أن يستخدمها النبات أو تستهلكها الكائنات الحية الأخرى. الأكسجين هو أيضًا نتاج عملية التمثيل الضوئي. يتم إطلاق هذا الأكسجين في الغلاف الجوي من خلال أوراق النبات. الماء هو أيضا نتاج عملية التمثيل الضوئي. ينتج هذا الماء من ذرات الأكسجين في جزيئات ثاني أكسيد الكربون. تأتي جزيئات الأكسجين التي يتم إطلاقها في الغلاف الجوي بشكل حصري من جزيئات الماء الأصلية ، وليس من جزيئات ثاني أكسيد الكربون.

التمثيل الضوئي هو عملية من مرحلتين. المرحلة الأولى تسمى العملية المعتمدة على الضوء ، أو تفاعلات الضوء ، لأنها تتطلب ضوء الشمس. خلال هذه المرحلة ، يتم تحويل الطاقة الضوئية إلى أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) و NADPH. يمثل ATP الطاقة الكيميائية المخزنة. ثم يتم استخدام هذه المنتجات من تفاعل الضوء بواسطة النبات خلال المرحلة الثانية من عملية التمثيل الضوئي.

المرحلة الثانية من عملية التمثيل الضوئي هي العملية المستقلة عن الضوء ، أو التفاعلات المظلمة. خلال هذه المرحلة ، يتم استخدام ATP و NADPH لكسر الروابط الكيميائية وتشكيل روابط جديدة. روابط جزيئات ثاني أكسيد الكربون تنكسر ؛ هذا يسمح لذرات الكربون بالارتباط ببعض جزيئات الماء لتكوين الجلوكوز. ذرات الأكسجين من ثاني أكسيد الكربون مرتبطة بتحرير ذرات الهيدروجين. هذا الترابط ينتج الماء. يتم إطلاق ذرات الأكسجين الحرة من جزيئات الماء الأصلية في الغلاف الجوي.

عند النظر إليها ككل ، فإن عملية التمثيل الضوئي تستخدم 12 جزيء ماء ، وستة من ثاني أكسيد الكربون الجزيئات والطاقة الضوئية لإنتاج جزيء جلوكوز واحد وستة جزيئات ماء وستة أكسجين الجزيئات. يمكن تمثيل ذلك بالمعادلة الكيميائية التالية:

من المهم أن نتذكر أن الأكسجين الناتج ينتج من جزيئات الماء الأصلية ، وليس ثاني أكسيد الكربون. يصبح هذا التمييز مهمًا عند التفكير في التمثيل الضوئي غير المؤكسد.