Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
النُظم الضوئية عبارة عن مجمعات متعددة البروتينات تشكل الوحدات الوظيفية لعملية التمثيل الضوئي في النباتات والطحالب والبكتيريا الزرقاء، وهي موجودة داخل غشاء هياكل صغيرة تشبه الكيس تسمى الثايلاكويدات موضوعة داخل البلاستيدات الخضراء.
عمل النُظم الضوئية
تحتوي النُظم الضوئية على العديد من الجزيئات الصبغية، مثل الكلوروفيل والكاروتينات، مرتبة في منظمة معينة عبر مجالين - المجمع الهوائي ومركز التفاعل. الهدف الرئيسي لجزيئات الصبغ الموزعة في المجمع الهوائي هو امتصاص الضوء على شكل فوتونات و توجيهها إلى زوج الكلوروفيل الخاص بمركز التفاعل.
هناك نوعان من النُظم الضوئية - النظام الضوئي II (PSII) والنظام الضوئي I (PSI) المتشابهان من الناحية الهيكلية ولكنهما يختلفان على أساس مصدر مورد الإلكترون منخفض الطاقة والمستقبل الذي يسلمون إليه إلكتروناتهم النشطة. تعمل النُظم الضوئية بشكل متضافر.
يمتص مركز التفاعل PSII، المعروف أيضًا باسم P680، الفوتون الذي يثير إلكترونًا في الكلوروفيل، ويتحرر الإلكترون عالي الطاقة ويمرر إلى متقبل الإلكترون الأساسي، وفي النهاية إلى PSI عبر سلسلة نقل الإلكترون المفقودة. يتم استبدال الإلكترون المفقود في P680 باستخراج إلكترون منخفض الطاقة من الماء؛ وبهذه الطريقة، يتم ”انقسام“ الماء خلال هذه المرحلة، ويتم إعادة اختزال PSII بعد كل فعل ضوئي. يؤدي انقسام جزيء H2O (الماء) إلى إطلاق إلكترونين وذرتين من الهيدروجين وذرة أكسجين واحدة. تنطلق جزيئات الأكسجين إلى البيئة، بينما تلعب أيونات الهيدروجين دورًا أساسيًا في إنشاء تدرج البروتونات عبر غشاء الثايلاكويد، وهو أمر ضروري لتخليق الأدينوسين الثلاثي الفوسفات (ATP) في البلاستيدات الخضراء.
عندما تتحرك الإلكترونات عبر البروتينات بين PSII وPSI، تفقد الطاقة وتحتاج إلى إعادة تنشيطها بواسطة PSI؛ وبالتالي،تم امتصاص فوتون آخر بواسطة PSI. يتم نقل هذه الطاقة إلى مركز تفاعل PSI المسمى P700. ثم يتأكسد P700 ويرسل إلكترونًا عالي الطاقة إلى NADP+ لتكوين NADPH. بهذه الطريقة، يلتقط PSII الطاقة اللازمة لتوليد تدرجات البروتون لإنتاج الأدينوسين ثلاثي الفوسفات(ATP)، ويلتقط PSI الطاقة اللازمة لاختزال NADP+ إلى NADPH.
بعد أن يتم تحويل الطاقة القادمة من الشمس إلى طاقة كيميائية على شكل جزيئات ATP وNADPH، تحصل الخلية على الوقود اللازم لبناء جزيئات الكربوهيدرات لتخزين الطاقة على المدى الطويل. ويتحقق ذلك في المرحلة الثانية من عملية التمثيل الضوئي، والمعروفة أيضًا باسم المرحلة المستقلة عن الضوء أو المظلمة من عملية التمثيل الضوئي، والتي تحدث في سدى البلاستيدات الخضراء.
هذا النص مقتبس من Openstax, Biology 2e, Chapter 8, Section 8.2:The Light-dependent Reactions of Photosynthesis.
تلتقط كائنات التمثيل الضوئي ضوء الشمس من خلال مجمعات البروتين الصبغية التي تسمى الأنظمة الضوئية ، المضمنة في غشاء الثايلاكويد للبلاستيدات الخضراء.
يتم تصنيف هذه المجمعات إلى نظام ضوئي I أو PSI ونظام ضوئي II أو PSII.
داخل البلاستيدات الخضراء ، توجد مجمعات PSI في الغالب في المناطق غير المكدسة ، والتي تسمى الصفائح اللحمية ، بينما توجد مجمعات PSII داخل الصفائح الحبيبية المكدسة.
كل نظام ضوئي عبارة عن مجموعة من حوالي 200 جزيء صبغي من الكلوروفيل و 50 جزيئا من صبغة الكاروتينويد ، موزعة عبر مجالين مختلفين من النظام الضوئي - المجال الأساسي المسمى مركز التفاعل ومجال محيطي يسمى مركب الهوائي.
على الرغم من أن جميع جزيئات الصباغ تمتص الفوتونات ، إلا أن عددا قليلا فقط من جزيئات الكلوروفيل المرتبطة بمركز التفاعل يمكنها تحويل الطاقة الضوئية الممتصة إلى طاقة كيميائية.
تقوم الأصباغ الموجودة في مجمع الهوائي فقط بتوجيه الطاقة الممتصة إلى مركز التفاعل.
تحتويالأنظمة الضوئية أيضا على عوامل مساعدة مرتبطة ضرورية لعملها.
على سبيل المثال ، يحتوي PSI على عامل مساعد فيريدوكسين ، وهو تقاطع رئيسي في سلسلة نقل الإلكترون ، بينما يحتوي PSII على مركب تطور الأكسجين الذي يحفز أكسدة الماء ، وهي خطوة حاسمة لعملية التمثيل الضوئي.
01:00
Chloroplasts and Photosynthesis
13.4K المشاهدات
01:08
Chloroplasts and Photosynthesis
7.0K المشاهدات
01:46
Chloroplasts and Photosynthesis
5.5K المشاهدات
01:29
Chloroplasts and Photosynthesis
5.0K المشاهدات
01:15
Chloroplasts and Photosynthesis
7.3K المشاهدات
01:32
Chloroplasts and Photosynthesis
6.6K المشاهدات
01:34
Chloroplasts and Photosynthesis
12.5K المشاهدات
