في النهاية ستتمكن من
- تحديد مواقع التفاعلات الضوكيميائية ودورة كالفن.
- تحديد مصدر ثنائي الأوكسجين المحرر.
- التمييز بين الإنتاج الإجمالي والتنفس والتبادل الصافي.
قبل أن تبدأ
الخلية النباتية والبلاستيدة الخضراء وATP والأكسدة والاختزال وكمية المادة.
افهم
مجموعتان مترابطتان
تحدث التفاعلات الضوكيميائية على مستوى أغشية التيلاكويدات داخل البلاستيدات الخضراء. تستعمل الطاقة الضوئية لتشكيل ATP وNADPH وتحرر أكسدة الماء ثنائي الأوكسجين. تستعمل دورة كالفن في الستروما ATP وNADPH لتثبيت CO₂ وإنتاج جزيئات كربونية.
قراءة حصيلة لا آلية كاملة
حصيلة مبسطة لتشكيل ما يعادل جزيئة غلوكوز هي 6CO₂+6H₂O→C₆H₁₂O₆+6O₂ مع توفير طاقة ضوئية. لا تصف الحصيلة كل المراحل أو تبادلات الماء الوسيطية. مصدر ثنائي الأوكسجين المحرر هو الماء وليس CO₂ مباشرة، وليست النواتج الكربونية الأولى للدورة جزيئة غلوكوز حرة مباشرة.
قياس تبادل صاف
تتنفس الخلية النباتية القادرة على التركيب الضوئي أيضاً. يمثل إنتاج O₂ الصافي المقاس في الضوء الإنتاج الضوئي الإجمالي ناقص الاستهلاك التنفسي وفق نموذج بسيط. في الظلام تتوقف التفاعلات الضوكيميائية، لكن تفاعلات التثبيت ليست مخصصة لليل، إذ تعتمد على نواتج المرحلة الضوكيميائية.
مثال محلول خطوة بخطوة
في الضوء يحرر مستحضر 6,0 µmol من O₂ في الساعة، وفي الظلام يستهلك 2,0 µmol/h. بافتراض تنفس متماثل في الشرطين، قدر الإنتاج الضوئي الإجمالي.
- الحصيلة المقاسة في الضوء صافية: الإنتاج الإجمالي ناقص الاستهلاك التنفسي.
- نستعمل القياس في الظلام تقديراً للتنفس فقط وفق الفرضية المعطاة.
- الإنتاج الإجمالي 6,0+2,0=8,0 µmol من O₂ في الساعة.
- دون فرضية تنفس قابل للمقارنة، لا يعطي هذا الجمع قياساً مؤكداً للإنتاج الإجمالي.
حان دورك
تمرين 1
في الحصيلة المبسطة، ما كمية CO₂ اللازمة لتشكيل 0,010 mol مما يعادل الغلوكوز؟
تلميح
النسبة الستوكيومترية 6:1.
عرض التصحيح
تلزم 6×0,010=0,060 mol من CO₂ وفق الحصيلة المثالية.
تمرين 2
ينتج مستحضر ضوئياً 5,0 µmol من O₂ في الساعة ويستهلك 5,0 بالتنفس. ما التبادل الصافي المقاس؟
تلميح
اطرح الاستهلاك من الإنتاج.
عرض التصحيح
التبادل الصافي منعدم. لا يعني ذلك توقف التركيب الضوئي والتنفس.
تمرين 3
نوسم الماء بنظير للأوكسجين في نموذج تتبع ذري. في أي غاز ضوئي قد نجد الوسم؟
تلميح
ينتج ثنائي الأوكسجين من أكسدة الماء.
عرض التصحيح
قد نجد الوسم في O₂ المحرر. لا تكفي حصيلة إجمالية وحدها لتحديد مصدر الذرات دون معرفة الآلية أو تتبع تجريبي.
أخطاء ينبغي تجنبها
- لا تنسب أوكسجين O₂ المحرر مباشرة إلى CO₂.
- قد يخفي تبادل غازي منعدم تدفقين غير منعدمين.
- لا تعني دورة كالفن تركيباً ضوئياً لا يتحقق إلا ليلاً.
اختبر فهمك
مرجع علمي
بطاقة أصلية من دراسة. المراجع للتحقق من المفاهيم دون إعادة نشر دروس أو تمارين الغير. تغطي هذه المجموعة مفاهيم مختارة ولا تمثل مقرراً رسمياً شاملاً. تأكد مع أستاذك من ملاءمتها لمقرر قسمك.
OpenStax — علوم الحياة والأرض ↗المرجع بالإنجليزية. الشروح والتمارين الأصلية بالعربية والفرنسية.