ملخص الدرس / الثالثة ثانوي/علوم الطبيعة و الحياة/آليات تحويل الطاقة الضوئية الى طاقة كامنة/تفاعـــلات المرحلـــة الكيمــــو حيـــويـــة

مقر ا : الحشوة

 متطلباتها (شروط حدوثها) :

• نواتج المرحلة الكيموضوئية (NADPH+H⁺, ATP)
• غاز الCO2
• إنزيم ريبلوز ثنائي الفسفات ريدوكتاز ( Rubisco )

 تفاعلاتها: 

• إرجاع غاز ال( CO2)
• (NADPH,H⁺⁾  أكسدة
• إماهة الATP

قصد التعرف على مصير غاز ₂CO الممتص، أجرى العالم كالفن ومساعدوه التجربة على أشنيات خضراء وحيدة ااخلية( الكلوريلا ) وأنجز التركيب التجريبي المبين في الوثيقة

تسمح المضخة بالتحكم في مدة تعريض الأشنة لغاز CO2 المشع بواسطة ضبط قيم الضخ. 

المرحلة1 :بعد كل مدة تعريض يتدفق معلق الأشنة في الكحول المغلي فتتوقف كل التفاعلات وبذلك تحتوي الصانعات الخضراء على المواد التي تم اصطناعها في تلك الفترة الزمنية.

المرحلة 2 :يتم سحق الأشنة ثم ترشيح المسحوق للحصول على مستخلص خلوي تحتوي على المواد العضوية المركبة أثناء المدة الزمنية التي استغرقها وجود الكلوريلا في وسط به ₂CO المشع نعيد المرحلة( 2)  مع فترات متزايدة من وجود الكلوريلا مع CO2 مشع 

- استعمال CO2 المشع: يسمح بتتبع نواتج تثبيته( المركبات  النانجة عن ذلك )   

-   الهدف من استعمال الكحول( ميثانول ) المغلى و توقيف  التفاعلات بعد فترة زمنية مهددة واستخلاص المركبات الناتجة.

المرحلة3 :بعد ذلك عمد كالفن إلى التسجيل اللوني ذو البعدين للمستخلصات الخلوية للأشنيات المثبتة، ثم تحليل هذه التسجيلات بالتصوير الإشعاعي الذاتي  

لاحظ الشكل 1

التسجيل الكروماتوغرافي ذو البعدين  :  يتمثل في إجراء تسجيلين متتاليين لنفس المستخلص وعلى نفس دعامة لوحة التسجيل لكن في اتجاهين متعامدين و استعمال مذيبين مختلفين حيث المذيب الأول :( ماء / في فينول ) ثم يغمس نفس المذيب الثاني (بوتانول / حمض بروبيونيك) 

 المعلومات المستخلصة من تثبيت ال CO2 : 

يمكن ترتيب تشكل المركبات الكيميائية المتشكلة حسب التسلسل الزم التالي:

APG (حمض الفوسفوريك)          PGal  (سكر ثلاثي الكربون)           HP (سكر سداسي الكربون)           RuDP (ريبلوز ثنائي الفوسفات)

يتم تثبيت غاز CO2 الممتص من طرف مركب خماسي الكربون و الريبولوز ثنائي الفوسفات (RuDP) مما يؤدي إلى تشكل جزيئتين من مركب ثلاثي الكربون و حمض فوسفوغليسيريك (APG) بتدخل إنزيم ريبولوز ثنائي الفوسفات ريدوكتاز Rubisco

لاحظ الشكل 2

في وجود نواتج المرحلة الكيموضوئية ( ⁺ATP،NADPH,H ) يتحول الAPG  إلى سكريات ثلاثية  مفسفرة PGAL حيث يتم أكسدة  NADPH,H⁺ ,وإماهة ATP 

إنطلاقا من PGAL يتم تركيب المواد العضوية مثل الغلوكوز و تجديد المستقبل خماسي الكربون RuDP

-في وجود تركيز ثابت من CO2  :يكون تركيز كل من مركبي APG و RuDP   ثابت مما يشير إلى تجديد كل منهما باستمرار ( تحول وإنتاج بنفس الكمية). 

• في غياب CO2: نلاحظ تناقص الـ APG وتراكم الـ RuDP مما يشير إ أنه يتركب لكنه لا يستهلك بينما لا يتم تركيب APG  في غيابCO2 
• نفسر تزايد شدة الإشعاع في الـ RuDP بتشكله وعدم وله وبالتالي إستمرارية تراكمه 
• ونفسر انخفاض شدة الإشعاع في الـ APG بتحوله وعدم تجدده وبالتالي تناقصه و هذا دليل على أن الـ APGيتحول إ الـ RuDP

النتيجة : نستنتج أن الـ  APGيدخل في تجديد الـ RuDiP

لاحظ المنحنى 1

-في وجود الـ CO2 والضوء نفسر ثبات كل من الـ APG والـ RuDP :

بتشكل و تحول الـ  APGوالـ RuDiP بنفس الوتيرة،أي نجديد كل منهما باستمرار (سرعة تشكل اتان المادتان تعادل سرعة دمهما لذلك تبقى كميتهما ثابتتان)

- في غياب الضوء : تعليل تناقص كمية RuDP يدل على استمرار تحوله

 ( وجود CO2 ) دون تركيبه لغياب نواتج المرحلة الكيميوضوئية. 

-تعليل تزايد كمية  APG : تزايد كمية يدل على استمرار تركيبه ( لوجود CO2) دون تحوله (غياب نواتج المرحلة الكيميوضوئية )

لاحظ المنحنى 2

 العلاقة بين APG و RuDP:إن المركبين يتحولان إلى بعضهما ضمن حلقة يتطلب استمرارها توفر CO2 و الضوء بحيث RuDP  يتحول إلى APG بعد تثبيته للـ CO2 و APG يجدد RuDP باستعمال نواتج المرحلة الكيميوضوئية  .  

استنتاج شروط تجديد RuDP : شروط تجديد RuDP هي توفر CO2 و الضوء

لاحظ الشكل 2 و 3

 

لاحظ الوثيقة المرفقة 

الكيموحيوية	المرحلة الكيموضوئية	إختلافات                                    المرحلة
غلوكوز  6C6H12O	المتشكلة الأكسجين -  النواقل المرجعة: NADPH+HوATP	النواتج المتشكلة
حشوة الصانعة ا ضراء	التيلاكويد	مقر حدوثها
غاز الCO2 + نواتج المرحلة الكيموضوئية ( ATP و NADPH+H+)	طاقة ضوئية + نواقل مؤكسدة(+NADP) + ماء	الشروط الضرورية لحدوثها