التمثيل الضوئي  في النبات

مقدمة

& تستطيع جميع النباتات إنتاج مادتها العضوية على شكل سكريات، انطلاقا من الماء، و ثنائي أكسيد الكربون باستعمال الطاقة الشمسية. إنه التركيب الضوئي ، ويعتبر ثنائي الأوكسجين من فضلات تفاعلات التركيب الضوئي. هذه الأخيرة تتم في الأوراق (أعضاء يخضورية)، على مستوى الخلايا التي تحتوي على عدة عضيات متخصصة تسمى البلاستيدات الخضراء . & ^

*التركيب الضوئي *

& التركيب الضوئي مجموعة من العمليات الحيوية، تستطيع بها النباتات الراقية والطحالب الحاوية على اليخضور اصطناع موادها العضوية المختلفة، بدءاً من الماء وغاز ثاني أكسيد الكربون. ويشترط لحدوث هذه الحادثة توافر الضوء. ويرافق هذه الحادثة تحرير الأكسجين، ويمكن إيجاز ما تقدم بالمعادلة التالية : &

& وتتضح أهمية التركيب الضوئي من أن جميع الكائنات التي تعيش على سطح الأرض تعتمد في تنفسها على الأكسجين الناتج عن هذه الحادثة، كما تعتمد في غذائها على المواد العضوية المتكونة بفعل التركيب الضوئي، إذ تمثل هذه المواد المصدر الرئيس للطاقة والغذاء وأساس الاستمرار في الحياة لمعظم الكائنات الحية على سطح الأرض . &

*تنظيم التركيب الضوئي *

& تجري عملية التركيب الضوئي بخطواتها المختلفة ضمن خلايا الأقسام الخضر في النباتات الراقية، وتحديداً ضمن الصانعات الخضر التي هي عضيات خلوية صغيرة، كروية أو عدسية أو بيضية الشكل، تحتوي على صباغ اليخضور الذي يُمكِّنها من اقتناص الطاقة الضوئية والتصرف بها . &

& أما في النباتات الدنيا ـ كالطحالب مثلاً ـ فإن عملية التركيب الضوئي تجري ضمن عضيات خلوية أخرى، تدعى حوامل الأصبغة التي تختلف عن الصانعات الخضر في الشكل والبنية . &

*آلية التركيب الضوئي *

& لا تجري عملية التركيب الضوئي دفعة واحدة وبتفاعل كيمياوي بسيط بل على عدة مراحل و  بوجود نمطين من التفاعلات: الأول هو مجموعة من تفاعلات أكسدة وإرجاع وإنتاج للطاقة، وتتأثر بالضوء الذي يحض على سيرها، والثاني هو مجموعة تفاعلات كيمياوية أنزيمية تؤدي إلى إنتاج الكربوهيدرات، وتتأثر أيضاً بالضوء ، استناداً إلى ذلك سميت المجموعة الأولى بالتفاعلات الكيمياوية الضوئية والثانية بالتفاعلات الأنزيمية . &

** التفاعلات الكيمياوية الضوئية **

& تجري هذه التفاعلات ضمن الكيَيْسات أو الحويصلات القرصية  ضمن الصانعات الخضر، وهي تتضمن تفاعلات شطر جزيئات الماء وتحرير الأكسجين، وانتقال الإلكترونات في سلسلة من النواقل الإلكترونية، واستخدام فرق الكمون الناجم عن النقل الإلكتروني في إنتاج جزيئات حيوية غنية بالطاقة (الأدينوزين ثلاثي الفوسفاتATP) . &

*النظامان الضوئيان في عملية التركيب الضوئي : *

&  لقد وجد أنه من أجل شطر جزيئات الماء وانتقال الإلكترونات في سلسلة النقل الإلكتروني الضوئي، لابد من توافر أصبغة تركيب ضوئي ونواقل إلكترونية محددة ترتبط جميعاً وفق ترتيب محدد في مجموعتين من البروتينات المتخصصة ضمن الأغشية الثلاكوئيدية مشكلة ما يعرف بنظامي التركيب الضوئي الثاني ثم الأول المعروفين بالاختصارين . &

** النظام الضوئي الثاني في عملية التركيب الضوئي: **

& يتم ضمن النظام الضوئي الثاني في البدء شطر جزيئات الماء وتحرير الأكسجين بوساطة معقد أنزيمي يدعى معقد تحرير الأكسجين ، وتتحرر أيضاً الإلكترونات التي تنتقل أشفاعاً في مجموعة من النواقل هي مركبات كيمياوية (كينونات، سيتوكرومات ) ذات خواص أكسدة وإرجاع، ترتبط بمجموعة من البروتينات البنيوية ضمن الغشاء التيلاكوئيدي . &

** النظام الضوئي الأول في عملية التركيب الضوئي: **