معادلة التركيب الضوئي

التركيب الضوئي: عملية كيميائية تحدث في خلايا البكتريا الزرقاء و في صانعات اليخضور(الصانعات الخضراء) أو الكلوروبلاست (chloroplast) في كل من الطحالب و النباتات العليا; حيث يتم فيها تحويل الطاقة الضوئية الشمسية من طاقة كهرومغناطيسية على شكل فوتونات أشعة الشمس إلى طاقة كيميائية تخزن في روابط سكر الجلوكوز وفق المعادلة التالية :
6CO2 + 6H2O + light + chloroplasts = C6H12O6 + 6O2 ومن أهم نواتج هذه المعادلة هو :
الاكسجين ; وكل جزيئة من CO2 تدخل في المعادلة يقابلها جزيئة من الاكسجين O2 ناتجة من التفاعل .
مركبات سكريات حاوية على طاقة عالية .
ورغم بساطة هذه المعادلة في وضعها السابق ولكنها تتم في خطوات معقدة :
ـ تتم هذه المعادلة في دورتين المتباينة والمختلفة.
ـ الأولى تسمى تفاعلات الضوء (light reactions)أو التفاعلات المعتمدة على الضوء (The light Dependent reactions) وهي تفاعلات تعتمد على وجود الضوء وتعمل عليه.
ـ الثانية تسمى تفاعلات الظلام (Dark reactions) أو التفاعلات المعتمدة على الظلام (Independent reactions)أو تفاعلات دورة كالفن (Calven cycle reactions) وهي تفاعلات تعمل ليلا وفي الظلام استغلالاً للمنتجات الصباحية (النهارية) التي أنتجت في الضوء.
ـ وقد سميت تفاعلات الظلام باسم مكتشفها كالفن, وتعمل تفاعلات دورة كالفن في النباتات ذوات الفلقتين (Dicot) أو (Dicotyledon) وهي مركبات ثلاثية الكربون ولذلك تسمى دورة الكربون الثلاثي.
ـ وهناك دورة هاتس سلاك (Hatch slak) وهي تعمل في النباتات ذوات الفلقة الواحدة (or Monocotyledon)(Monocot).

عملية التركيب الضوئي

تبدأ عملية التمثيل الضوئي بسقوط الضوء على مجموعة من الخلايا النباتية المتجاورة مكونة لنظام ضوئي داخل البلاستيدات الخضراء.
عندما تسقط فوتونات الضوء على جزيئة الكلوروفيل يصطدم الفوتون بألكترون من الكترونات الكلوروفيل عندها يصبح الإلكترون في حالة تهيج ويقفز من مداره الاصلي , وهذه حالة غير ثابتة فيميل للعودة اللى مداره الاصلي (خلال جزء من الثانية) واثناء عودته يطلق الطاقة التي اكتسبها ,يمكن ان تنطلق طاقة الالكترون على شكل حرارة او ضوء او فلورة , اما في التمثيل الضوئي فانها تعمل على تسيير تفاعل كيميائي .
ـ الطاقة الكيميائية تختزن في المركبات العضوية الغنية بالطاقة خاصة الادينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP) ; ويتم ذلك بوجود (ADP) و الفوسفات كما في المعادلة : ADP + P + Energy = ATP
ـ تنتقل بعض هذه الطاقة الالكترونية عبر جزيئات (+NADP) منخفضة الطاقة ليعطي (NADPH) مرتفع الطاقة وبذلك يتكون مركبين مرتفعين في الطاقة هما (ATP) و(NADPH).
حيث NADP تمثل " نيكوتين اميد ثنائي النوكليوتيد فوسفات "
و ATP تمثل "ادينوزين ثلاثي الفوسفات"
ـ يستغل جزء من الطاقة الضوئية المنتقلة إلى الالكترونات في شطر جزيئات الماء (H2O) إلى ايونات الهيدروجين وأيونات الأكسجين.
ـ يدخل أيون الهيدروجين في العمليات الحيوية التالية، وينطلق الأكسجين

ـ ولذلك فإن مصدر الأكسجين الناتج في عملية البناء الضوئي ناتج من الماء المشطور، أي أنه أكسجين الماء بعد نزع الهيدروجين منه، وبذلك يتحقق قول الله تعالى: وجعلنا من الماءكل شيء حي [الأنبياء] : 30.

ـ حيث أننا نتنفس أكسجين الماء، وتتنفسه الكائنات الحية هوائية التنفس (Aerobic respiration) علاوة على وظائف الماء الحيوية الأخرى في أجسام الكائنات الحية.
[عدل]العوامل التي تؤثر في التمثيل الضوئي
يتأثر معدل البناء الضوئي بعوامل عديدة , داخلية تتعلق بالنبات وخارجية تتعلق بالبيئة .
العوامل الداخلية:
تركيب الورقة : ويشمل سماكة القشيرة والبشرة , وجود الاوبار على سطحها , تركيب النسيج المتوسط , موضع الجسيمات في الخلايا ,حجم المسام وتوزعها .
نواتج التمثيل الضوئي : عندما يزداد تركيز نواتج التمثيل الضوئي في الخلايا الخضراء يقل معدل العملية وبخاصة اذا كان انتقال تلك النواتج بطيئا.
حالة المادة الحية البروتوبلازم و الانزيمات وبخاصة جفاف البروتوبلاسم و اضطراب عمل الانزيمات .
العوامل الخارجية:
تشمل العوامل الخارجية : الحرارة , الضوء وشدته , تركيز ثاني اكسيد الكربون, الماء, العناصر المعدنية . وكل عامل يوئثر بعملية التمثيل الضوئي ويتأثر بالعوامل الاخرى .