>
ثانياً : التفاعلات اللاضوئية :
1 - هى مجموعة التفاعلات المتتالية التى تتم خارج الجرانا فى أرضية البلاستيدة الخضراء (الستروما أو الحشوة) حيث توجد الإنزيمات اللازمة لتحفيزها وحدوثها , وتكون درجة الحرارة هى العامل المحدد لسرعتها لذا يمكن أن تحدث فى الظلام أو الضوء على السواء ولكنها تحتاج لنواتج المرحلة الضوئية ( ATPحامل الطاقة و NADPH2 عامل إختزال قوى ) .
2 – تسمى تلك المرحلة بـ :
o الظلامية – لانه ممكن حدوثها فى الظلام ولا تعتمد بشكل مباشر على الضوء .
o دورة كلفن – لأن ميلفن كلفن هو من إكتشفها .
o تفاعلات تثبيت الكربون – لان ثانى أكسيد الكربون يدخل من الجو للورقة من الثغور ثم ينتشر فى المسافات البينية لخلايا النسيج المتوسط ليُدمج ويدخل فى تكوين المركبات العضوية الناتجة من العملية .
o التفاعلات الإنزيمية – حيث أنها تُحفز بالإنزيمات .
o درجة الحرارة هى العامل المحدد لسرعتها : لأنها مرحلة تعتمد على الإنزيمات والإنزيمات عبارة عن بروتينات يتأثر نشاطها بالحرارة .
مرحلة التفاعلات اللاضوئية :
ويحدث الآتى نتيجة لذلك :
i. يختزل CO2 .
ii. يتحول NADPH2 إلى NADP .
iii. تتحول جزيئات ATP إلى ADP + فوسفات P .
iv. تتكون المواد الكربوهيدراتية ( سكر الجلوكوز ) وتخزن الطاقة فى روابطه , ومنه تشتق بقية المركبات العضوية الداخلة فى تركيب أجسام الكائنات الحية مثل البروتينات والدهون وباقى السكريات .
لفهم حلقة كلفن أكثر إضغط على هذا الرابط :
ب - إختزال CO2 عملية معقدة تتم فى سلسلة من الخطوات كشف عنها العالم ميلفن كلفن .
- تمكن العالم ميلفن كلفن ومساعدوه عام 1949م فى جامعة كاليفورنيا من الكشف عن طبيعة التفاعلات اللاضوئية للبناء الضوئى وتحديد خطواتها وكيف يتم دخول الكربون من CO2 إلى داخل المادة العضوية وحدد مساره وذلك بعد إكتشاف نظير الكربون المشع C14 ونال بذلك جائزة نوبل .
تجربة العالم كلفن :
الخطوات :
1- إستخدم طحلب الكلوريلا ( وهو طحلب ذاتى التغذية و لا يرى إلا بالمجهر).
2- وضع الطحلب فى جهاز عبارة عن وعاء شفاف معرض للضوء يسمح للطحلب بالقيام بالبناء الضوئى .
 |
| إضغط على الصورة لتكبيرها |
3- عرض الطحلب لجو من ثانى أكسيد الكربون المشع حيث أمد الطحلب بغاز CO2 به كربون مشع C14 .
الهدف من إستعماله غاز CO2 به كربون مشع C14 :
إثبات تسلسل تفاعلات المرحلة اللاضوئية وتتبع أثره ومساره .
4- عرض الجهاز لضوء مصباح لعدة ثوان للسماح بحدوث البناء الضوئى .
ملحوظة :
كلما زادت شدة الإضاءة ( وذلك بإقترب منبع الضوء من الجهاز )
أو كلما زادت مدة التعرض للإضاءة
زادت شدة البناء الضوئى-- وبالتالى زادت نسبة الأكسجين المنطلق O2 وزادت نسبة CO2 المثبت والمُدمج التى يسحبها الطحلب من الجو.
5- كان ينهى التجربة بوضع الطحلب فى كأس بها كحول ميثيلى ساخن أو مغلى لقتل الخلية ووقف التفاعلات البيوكيميائية عند تلك اللحظة .
6- كان يفصل ويستخلص وينقى المركبات العضوية الوسطية المشعة المتكونة خلال عملية البناء الضوئى ( فى فترة التجربة حتى قتل الخلية ) وذلك بطرق فصل كيميائية خاصة ثم يكشف فيها عن الكربون المشع بعداد جيجر .
النتائج :
أ - يتكون الفوسفوجليسرالدهيد بعد ثانيتين فقط من من التعرض للضوء .
الفوسفوجليسرالدهيد PGAL
- سكر بسيط يتركب من ثلاث ذرات كربون ولا يمكن تحليله إلى سكريات أبسط منه .
- هو المركب الأول الثابت كيميائياً الناتج عن عملية البناء الضوئى – لأن أى سكر يتكون قبله يتحلل فى نفس الللحظة إلى سكريات أبسط فلم يستطع كلفن فصله .
- هو مادة أولية تصنع منه بقية المواد العضوية الأخرى كالجلوكوز والنشا ( تخزن فى جذور النباتات مثل الفجل والبطاطس والجذر ) والبروتينات والدهون - حيث أن مجموعه من هذا السكر PGAL تتحول إلى أحماض دهنية لتكوين دهون (تخزن فى الثمار مثل الزيتون والسمسم والذرة ) ومجموعة أخرى تتحول إلى أحماض أمينية لتكوين بروتينات ( تخزن فى الحبوب مثل العدس والفول ) وذلك تبعاً لمتطلبات الأنشطة الخلوية .
 |
| إضغط على الصورة لتكبيرها |
 |
| إضغط على الصورة لتكبيرها |
ب ـ إثبات أن سكر الجلوكوز (سداسى الكربون ) لم يتم تكوينه فى خطوة واحدة بل يتكون خلال عدة تفاعلات وسيطة حفزتها إنزيمات خاصة .- يستخدم كمركب عالى الطاقة فى التنفس الخلوى – لأن الخلية لا تسطيع الإستفادة من الطاقة فى أنشطتها إلا فى شكل جزيئات ATP يتم تحويل الطاقة الكيميائية الكامنة فى جزيئات الطعام مثل الجلوكوز إلى طاقة فى شكل ATP .
لاحِظ أن :
o فى التجربة السابقة
i. لو لم يتم إمداد الجهاز بـ CO2 بإستمرار سينطلق O2 لفترة قصيرة ثم يتوقف .
ii. لو تم إمداد الجهازبـ CO2 لكن وُضع فى الظلام سيتم تثبيت CO2 لفترة قصيرة وسيتركب السكر لفترة قصيرة .
iii. لو تم وضع الجهاز فى الضوء وإمداده بـ CO2 بشكل مستمر سيتم تثبيت CO2 وانطلاق O2 بصفة مستمرة .
o الكربون C يدخل حلقة كالفن على شكل CO2 ويغادرها على هيئة سكر .
o عداد جيجر هو جهاز للكشف عن وجود المواد المشعة , حيث تسقط من المادة المشعة إشعاعات يحس بها الجهاز فيتحرك مؤشره .
o يتراكم النشا المتكون بالبناء الضوئى فى الورقة ويتفكك بالليل إلى جلوكوز يهاجر من الأوراق إلى مختلف أجزاء النبات عبر أوعية اللحاء ليصل لأماكن تحتاجه للنمو( تغذية ذاتية ) أو يُخزن فى البذور والثمار فى صورة دهون وبروتينات وسكريات ( لتتغذى عليه كائنات أخرى غير ذاتية التغذية ) .
o لو تم حجب جزء من ورقة نبات بغطاء أسود ليحجب ضوء الشمس فلن تتمكن البلاستيدات فى خلايا ذلك الجزء من القيام بعملية البناء الضوئى وبالتالى لن يتم تركيب أى نشا فى ذلك الجزء .
o ممكن التعرف والإستدلال على شدة ونشاط البناء الضوئى بكثرة الأكسجين O2 المنطلق .
o لو تم غمر ورقة نبات خضراء تعرضت للشمس لساعات فى ماء ستلاحظ تكون فقاقيع على سطح الورقة بسبب خروج الأكسجين O2 منها .
o التفاعلات اللاضوئية تعمل ليلاً وفى الظلام إستغلالاً للمنتجات النهارية التى تم صنعها بالمرحلة الضوئية .
o مرحلتى البناء الضوئى متكاملتين كل واحدة توفر المواد اللازمة لإتمام الثانية
المرحلة الضوئية توفر ATP , NADPH
المرحلة اللاضوئية توفر ADP , P , NADP
س : هل ينقص O2 المنطلق فى المرحلة الضوئية إذا نقص ?CO2
جـ : لا ينقص , لأن O2 مصدره الماء H2O وليس CO2 .
