معلومات عن التمثيل الضوئي

التمثيل الضوئي هي عملية تكمن بها النباتات، وبعض أنواع البكتيريا والعتائق، والطحالب، وغيرها، في تصنيع غذائها بنفسها. تحدث هذه العملية في الخلايا النباتية التي تحتوي على الكلوروفيل، وهي صبغة خضراء تمتص الضوء من الشمس. يستخدم هذا الضوء من قبل النباتات لإنتاج الجلوكوز، وهو نوع من السكر، من ثاني أكسيد الكربون والماء. يعد التمثيل الضوئي عملية معقدة تتكون من العديد من الخطوات، ولكن يمكن تلخيصها على النحو التالي:

خطوات التمثيل الضوئي:

1. امتصاص الضوء:

تحتوي الخلايا النباتية على الكلوروفيل، وهي صبغة خضراء تمتص الضوء من الشمس.

يتكون الكلوروفيل من جزيئين رئيسيين هما: الكلوروفيل أ والكلوروفيل ب.

يمتص الكلوروفيل أ الضوء الأزرق والأحمر، بينما يمتص الكلوروفيل ب الضوء الأخضر.

2. نقل الطاقة:

عندما يمتص الكلوروفيل الضوء، فإنه ينقل الطاقة إلى جزيئات أخرى في الخلية النباتية.

تستخدم هذه الطاقة لإنتاج جزيئات عالية الطاقة تسمى أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) ونيكوتيناميد أدينين ثنائي الفوسفات المختزل (NADPH).

تستخدم جزيئات ATP و NADPH في الخطوات التالية من عملية التمثيل الضوئي.

3. تثبيت ثاني أكسيد الكربون:

يتم تثبيت ثاني أكسيد الكربون في الخلايا النباتية بواسطة إنزيم يسمى روبيسكو.

يتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع جزيء يسمى ريبوز 1،5-بيسفوسفات لإنتاج جزيئين من 3-فوسفوغليسيريك أسيد (3-PGA).

4. اختزال 3-فوسفوغليسيريك أسيد:

يتم اختزال 3-فوسفوغليسيريك أسيد (3-PGA) بواسطة جزيئات ATP و NADPH التي تم إنتاجها في الخطوة السابقة.

ينتج عن هذا التفاعل جزيئين من جليسيرالدهيد 3-فوسفات (G3P).

يستخدم جليسيرالدهيد 3-فوسفات في الخطوات التالية من عملية التمثيل الضوئي.

5. إنتاج الجلوكوز:

يتم إنتاج الجلوكوز من جليسيرالدهيد 3-فوسفات من خلال سلسلة من التفاعلات الكيميائية.

تتضمن هذه التفاعلات تحويل جليسيرالدهيد 3-فوسفات إلى ثنائي هيدروكسي أسيتون فوسفات (DHAP) وإعادة ترتيب DHAP إلى جزيئات جلوكوز.

6. إعادة تدوير ريبوز 1،5-بيسفوسفات:

يتم إعادة تدوير ريبوز 1،5-بيسفوسفات المستخدم في الخطوة الثالثة من عملية التمثيل الضوئي حتى يتمكن من استخدامه مرة أخرى.

تتم إعادة التدوير من خلال سلسلة من التفاعلات الكيميائية التي تحول ريبوز 5-فوسفات إلى ريبوز 1،5-بيسفوسفات.

7. إطلاق الأكسجين:

يتم إطلاق الأكسجين كمنتج ثانوي لعملية التمثيل الضوئي.

ينتج الأكسجين عندما يتحلل الماء لإنتاج جزيئات ATP و NADPH.

الخاتمة

من خلال عملية التمثيل الضوئي، تقوم النباتات بتحويل الطاقة الضوئية من الشمس إلى طاقة كيميائية يتم تخزينها في السكريات. هذه السكريات تستخدمها النباتات كغذاء، كما أنها تستخدم في بناء الأنسجة الجديدة. كما أن عملية التمثيل الضوئي هي المسؤولة عن إنتاج الأكسجين الذي نتنفسه.