ملخص الوحدة السابعة التمثيل الضوئي لمادة الاحياء للصف الثاني عشر الفصل الدراسي الثاني لمنهج سلطنة عمان

نقدم لكم ملخص الوحدة السابعة التمثيل الضوئي لمادة الاحياء للصف الثاني عشر الفصل الدراسي الثاني لمنهج سلطنة عمان

أولاً: مقدمة ونظرة عامة

التمثيل الضوئي هو العملية التي تتحوّل فيها طاقة ضوء الشمس إلى طاقة كيميائية محتجزة في الكربوهيدرات. تحدث في البلاستيدات الخضراء (Chloroplasts) الموجودة في النباتات وكثير من الأوليات.

المعادلة الكلية: 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂  (بوجود ضوء وكلوروفيل)

ثانياً: تركيب البلاستيدات الخضراء

• الغلاف: غشاءان خارجي وداخلي يُحيطان بالعضية.
• الستروما (Stroma): مادة هلامية تحتوي على إنزيمات دورة كالفن وحلقات DNA وريبوسومات وحبيبات نشا.
• الثايلاكويدات (Thylakoids): أكياس غشائية مملوءة بسائل، تتكدس لتكوين الجرانا (Grana). موقع التفاعلات المعتمدة على الضوء.
• الصفائح (Lamellae): أغشية تصل بين الجرانا.

ثالثاً: صبغات البلاستيدة الخضراء

تتنوع صبغات البلاستيدات الخضراء في خصائصها من حيث اللون الظاهر والأطوال الموجية التي تمتصها؛ حيث يظهر الكلوروفيل a باللون الأخضر ويمتص الأطوال الموجية باللونين الأحمر والأزرق البنفسجي، بينما يظهر الكلوروفيل b باللون الأخضر المصفر ويمتص الأطوال الموجية الأزرق والبرتقالي والأحمر. أما بالنسبة للصبغات المساعدة، فيظهر الكاروتين باللون البرتقالي المصفر ويمتص اللونين الأزرق والبنفسجي، في حين يتميز الزانثوفيل بلونه الأصفر ويمتص أيضاً الأطوال الموجية الأزرق والبنفسجي.

الأنظمة الضوئية: تترتب الصبغات في “أنظمة ضوئية” (PSI وPSII). كل نظام يحتوي على مجموعة من الصبغات الماصّة للضوء تحيط بـ”مركز تفاعل” يُطلق الإلكترونات عند امتصاص الطاقة.

فصل الصبغات: تُستخدم الكروماتوجرافيا لفصلها وتحديدها بحساب قيمة Rf (نسبة مسافة الصبغة ÷ مسافة المذيب).

رابعاً: مرحلة التفاعلات المعتمدة على الضوء (أغشية الثايلاكويد)

أ – الفسفرة الضوئية الحلقية

• تستخدم النظام الضوئي الأول (PSI) فحسب.
• تُنشَّط إلكترونات الكلوروفيل، تنتقل عبر سلسلة ناقلة وتعود إلى PSI.
• الناتج: ATP فقط (لا أكسجين، لا NADP مختزل).

ب – الفسفرة الضوئية اللاحلقية

• تستخدم PSI وPSII معاً.
• يُحفز PSII التحلل الضوئي للماء (Photolysis): H₂O → 2H⁺ + 2e⁻ + ½O₂ (الأكسجين يُطلق كناتج ثانوي).
• تنتقل الإلكترونات من PSII إلى PSI عبر سلسلة ناقلة مُنتِجةً ATP (أسموزية كيميائية).
• تُنشَّط إلكترونات PSI مجدداً بالضوء وتنقل إلى NADP مُكوِّنةً NADP المختزل.
• الناتج: ATP + NADP مختزل + O₂

خامساً: مرحلة التفاعلات غير المعتمدة على الضوء – دورة كالفن (الستروما)

المراحل الثلاث:

• تثبيت CO₂: يُحفَّز بإنزيم روبيسكو – CO₂ يرتبط مع RuBP (5C) ليُنتج جزيئَين من GP (3C).
• اختزال GP إلى تريوز فوسفات (TP): يستخدم ATP وNADP المختزل الناتجَين من مرحلة الضوء.
• إعادة تكوين RuBP: من جزيئات TP باستخدام ATP. من كل 6 جزيئات TP يخرج جزيء واحد ويُعاد تكوين 3 جزيئات RuBP.

استخدام المركبات الوسطية: GP → بعض الأحماض الأمينية. TP → كربوهيدرات ودهون وأحماض أمينية.

سادساً: العوامل المحدِّدة لمعدل التمثيل الضوئي

تتأثر عملية التمثيل الضوئي بعدة عوامل حيوية تحدد كفاءتها ومعدلها؛ حيث تؤدي زيادة شدة الضوء إلى رفع معدل العملية تدريجياً حتى الوصول إلى نقطة التشبع، ويُعد الضوء عاملاً محدداً بشكل واضح عند انخفاض مستوياته. كما تلعب درجة الحرارة دوراً مفصلياً، إذ يزداد المعدل مع ارتفاعها حتى يصل إلى الحد الأمثل، ثم يبدأ بالانخفاض نتيجة تمسخ الإنزيمات عند الارتفاع الشديد في الحرارة. أما تركيز ثاني أكسيد الكربون ($CO_2$)، فإن زيادته تساهم في رفع معدل التمثيل الضوئي، ويعتبر عاملاً محدداً رئيسياً خاصة عند التراكيز المنخفضة منه.