كيف يتم تكوين ATP أثناء عملية التمثيل الضوئي: حقائق مفصلة


في هذه المقالة سوف نناقش حول كيفية تشكل atp أثناء عملية التمثيل الضوئي.   

تحدث عملية الفسفرة الضوئية داخل أغشية الثايلاكويد للبلاستيدات الخضراء للخلايا النباتية حيث يتم أثناء عملية التمثيل الضوئي إنشاء أيونات الهيدروجين بواسطة نظام نقل الإلكترون (ETS) الذي يعمل على تحويل ADP والفوسفات غير العضوي إلى ATP. تقوم هذه العملية بتحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية لإنتاج ATP. 

ما هو ATP?

يوفر الشكل الكامل لـ ATP هو أدينوزين ثلاثي الفوسفات ، والذي يتم تحديده على أنه الجزيئات الحاملة للطاقة في كل خلية من خلايا الكائنات الحية. يتم إطلاقه من تحلل ثاني أكسيد الكربون إلى شكل بسيط من السكر لاستخدامه كمصدر للطاقة. 

ما الذي يجعل ATP في التمثيل الضوئي؟

في إنتاج ATP أثناء عملية التركيب الضوئي، هناك عمليتان ، إحداهما دورية والأخرى غير دورية. 

الفسفرة الضوئية الحلقية:

هذه هي العملية التي تستخدمها بدائيات النوى من أجل توليد طاقة فورية من خلال التحويل البسيط لـ ADP إلى ATP. يتضمن نظام ضوئي واحد فقط ، PSI (P700) ويتبع بعض الخطوات الأساسية ، والتي تشمل:

الخطوة 1: امتصاص الضوء في PSI (P700): يتم امتصاص الضوء بواسطة الأصباغ الموجودة داخل PSI ليتم تمريره للوصول إلى مركز التفاعل. يتم تحرير الإلكترون ليتم تمريره إلى الفيروكسين ، وهو المستقبل الأساسي الذي يتم بعد ذلك تمريره إلى السيتوكروم b6f ليتم نقله إلى البلاستوسيانين.   

الخطوة 2: تخليق ATP: يتم نقل الإلكترون ذو مستوى الطاقة الأعلى من خلال سلسلة نقل الإلكترون (ETC) ، حيث يفقد الطاقة. تساعد الطاقة المنبعثة على توليد تدرج عن طريق ضخ أيونات H + عبر الغشاء. تمر أيونات H + الأدينوسين ثلاثيُّ الفوسفات (ATP) synthase أثناء نزولهم من خلال التدرج ، مما يؤدي إلى تكوين ATP ، وتعرف هذه العملية باسم chemiosmosis.

قراءة المزيد عن تفعل جميع البكتيريا عملية التمثيل الضوئي: لماذا ، أي نوع ، كيف والحقائق التفصيلية

الفسفرة الضوئية غير الدورية

تتضمن هذه العملية نظامين ضوئيين مختلفين ، PS I (P700) و PS II (P680) ، حيث يتم إزالة الإلكترونات من جزيء الماء ونقلها عبر نظامي الصور لإنتاج NADPH و ATP. تتضمن الخطوات الأساسية في العملية ما يلي: 

الخطوة1: امتصاص الضوء في PSII (P680): يتم امتصاص الضوء بواسطة الأصباغ الموجودة داخل غشاء الثايلاكويد ويتم تمريره للوصول إلى مركز التفاعل ، حيث يتم نقل الطاقة إلى P680 من أجل زيادة الإلكترون إلى مستوى طاقة أعلى. بعد ذلك ، يتم تمرير الإلكترون ذو مستوى الطاقة الأعلى عبر جزيء المستقبل الذي يتم استبداله بعد ذلك بإلكترون من جزيء الماء. يُطلق على هذا الانقسام لجزيء الماء اسم "التحلل الضوئي" لإطلاق الأكسجين بواسطة النباتات. 

خطوة 2: توليف ATP: يتم نقل الإلكترون ذي المستوى الأعلى من الطاقة عبر سلسلة نقل الإلكترون (ETC) لفقد الطاقة في هذه العملية. تسهل الطاقة المنبعثة ضخ أيونات H + من السدى باتجاه غشاء الثايلاكويد من أجل بناء تدرج. أثناء مرور أيونات H + عبر التدرج اللوني ، تمر أيونات H + عبر سينسيز ATP الذي يدفع إنتاج ATP وتسمى هذه العملية بالتناضح الكيميائي. 

خطوة 3: امتصاص الضوء في PSI (P700): تصل الإلكترونات من PSII إلى مركز تفاعل PSI. علاوة على ذلك ، عندما يتم تمرير الطاقة الضوئية بواسطة الأصباغ الموجودة داخل مركز التفاعل ، فإن الإلكترونات الموجودة داخل P700 تكون متحمسة لتكوين مستويات طاقة أعلى ليتم نقلها عبر جزيء المستقبل. يتم استبدال الإلكترونات المفقودة داخل PSI بالإلكترونات من PSII. 

خطوة 4: تشكيل NADPH: يتم بعد ذلك نقل هذه الإلكترونات ذات مستويات الطاقة الأعلى من خلال جزء قصير من ETC وفي نهاية السلسلة ، يتم تغيير NADP + إلى NADPH. 

الفرق بين الفسفرة الضوئية الدورية وغير الدورية 

الفسفرة الضوئية الحلقيةالفسفرة الضوئية غير الدورية
نظام الصور الأول (P700) متضمن.يشارك نظام الصور الأول (P700) ونظام الصور الثاني (P680).
مركز التفاعل النشط: P700مركز التفاعل النشط: P680
يتم تصنيع جزيئات ATP فقط وليس NADPH. يتم تصنيع كل من جزيئات ATP و NADPH. 
لا يتم إنتاج الأكسجين كمنتج ثانوييتكون الأكسجين كمنتج ثانوي. 
لا يحدث التحلل الضوئي لجزيئات الماء. يعد التحلل الضوئي لجزيئات الماء خطوة مهمة. 
يكون سفر الإلكترونات في نمط دوري. يكون سفر الإلكترونات في نمط غير دوري. 

كم يتم إنتاج ATP في عملية التمثيل الضوئي

يمكن أن تحدث الفسفرة الضوئية الحلقية في ظل ظروف الإضاءة المنخفضة أو أثناء أي ظروف خاصة مثل تراكم جزيئات NADPH المتزايدة داخل البلاستيدات الخضراء. إنه شائع في بدائيات النوى من حيث توليف الطاقة الفورية.

هذه عملية مهمة في عملية التمثيل الضوئي لأنها تضمن تكوين الطاقة الكيميائية على شكل ATP فقط. هنا تتحمس الإلكترونات للدخول إلى النظام الضوئي فقط 2. تولد هذه العملية تكوين جزيئين ATP ولا يوجد NADPH أو جزيئات الأكسجين.  

في عملية الفسفرة الضوئية غير الدورية ، يتم بدء الإلكترونات التي يتم تقليلها من خلال عملية الأكسدة الضوئية لجزيء الماء. هذه هي العملية الهامة في عملية التمثيل الضوئي لأنها تضمن تكوين الطاقة الكيميائية في شكل NADPH و ATP وتطلق الأكسجين الجوي للكائنات الحية الأخرى للتنفس. يولد تكوين 1 جزيء ATP وجزيئين NADPH.  

سايانتاني ميسرا

مرحبًا ، أنا سايانتاني ميشرا ، متحمس للعلوم أحاول مواكبة وتيرة التطورات العلمية بدرجة الماجستير في التكنولوجيا الحيوية. دعنا نتواصل من خلال LinkedIn-https: //www.linkedin.com/mwlite/in/sayantani-misra-a54a83200

آخر المقالات