تفاعلات الظلام في عملية البناء الضوئي - رغم اعتماد عملية البناء الضوئي على وجود الضوء لإحداثها وحدوثها في النباتات الخضراء ولكن تفاعلات الظلام التالية للتفاعلات الضوئية من أهم العمليات الحيوية في منظومة البناء الضوئي في المملكة النباتية .
- ففي تفاعلات الظلام يتم تثبيت ثاني أكسيد الكربون من البيئة المحيطة بالنبات ، ويتم تخليق المواد الكربوهيدراتية باستخدام طاقة ATP والهيدروجين المقتنص بواسطة NADPH الناتجين من تفاعلات الضوء السابقة.
- وليس معنى تسمية تلك السلسة من التفاعلات بتفاعلات الظلام أنها لا تتم إلا في الظلام ولكن هذا المصطلح يعني أنها لا تحتاج إلى الضوء لإتمامها ، وفي هذا تفريق لها عن تفاعلات الضوء السابق شرحها .
-
وبالدراسة والبحث وجد أن تفاعلات الظلام تشتمل على مسارين رئيسيين هما ( دورة كالفن – بنسون ) ، (ودورة هاتش – سلاك) نسبة إلى أسماء مكتشفيها وقد نال مكتشفوا مسار كالفن – بتسون جائزة نوبل 1961 م على هذا الاكتشاف وفيما يلي تفصيل ذلك:
أولاً :
دورة كالفن – بنسون : Calvin – Benson Cycle - تبدأ الدورة باتحاد ثاني أكسيد الكربون الداخل إلى النبات مع مركب خماسي ذرات الكربون يسمى ريبولوز ثنائي الفوسفات ، ليعطي مركباً سداسي ذرات الكربون غير ثابت( وسطي ) والذي يتكسر بمجرد تكوينه .
- يتكسر المركب الوسطي سداسي الكربون السابق ليعطي مركب ثلاثي الكربون يسمى بالفوسفوجليسيرات (PGA).
- يختزل المركب السابق باستخدام NADPH2 الناتج من التفاعل الضوئي السابق وكذلك ATP الناتج من نفس التفاعل ليعطي أول مركب كربوهيدرائي ثابت في عملية البناء الضوئي وهو الفوسفوكليسر الدهيد (PGAL) .
- تحدث عملية مغايرة للتحليل الجليكولي ليتكون الجلوكوز .
- يتحول الجلوكوز بالعديد من التفاعلات ليعطى السكريات الثنائية مثل السكروز وتتكاثف جزئياته ليعطي النشا ،ويمكن أن يتحول بعد ذلك إلى الليبيدات .
ثانياً : مسار هاتش- سلاك HATCH – SLACK- pathway : اكتشف هذه الدورة هاتش وسلاك وهي دورة تعتمد على تكوين مركب رباعي ذرات الكربون (C4) هو .. اكسال حمض الخليك Oxalo acetic aud باتحاد ثاني أكسيد الكربون مع مركب فوسفو اينول البيروفات.
- يختزل اكسال حمض الخليك إلى حمض الماليك والذي يدخل دورة كالفن السابقة .
- توجد هذه الدورة في نباتات العائلة النجيلية وفي نباتات ذوات الفلفة الواحدة التي لها تركيب يخصها في ورقتها .
- تتميز هذه الدورة باكفاءة العالية وتخزين كميات كبيرة من المواد الكربوهيدرائية ونباتاتها تعيش في المناطق الجافة ولذلك يمكن استقلالها في إنتاج الحبوب والسكريات بكميات كبيرة من نباتات الذرة والأرز وقصب السكر وغيرها .
الأهمية البيئية لتفاعلات الظلام :
لتفاعلات الظلام أهمية كبرى في حدوث الاتزان البيئي ففيها : 1- تثبت الطاقة الضوئية الناتجة من تفاعلات الضوء على هيئة مركبات كيميائية تستخدمها الكائنات الحية في التغذية وإتمام عملياتها الحيوية مما يحدث اتزاناً بيئياً بين المنتجات للغذاء والمستهلكات له في النظام البيئي .
2- فيها يثبت ثاني أكسيد الكربون الجوي ويتحول إلى مركبات كربوئين غنية بالطاقة مثل الكربوهيدرات ونواتجها تتحول إلى دهن ديروتين وفحم وبترول ومطاط وغير ذلك من الموارد النباتية المفيدة.
3- هي مصدر الحبوب والنشا المخزن فيها في الكرة الأرضية فأطنان القمح والأرز ومسكر القصب والزيوت النباتية هي نواتج هذه العملية.
4- إذا اختلت التفاعلات السابقة اختلت جميع النظم البيئية الحيوية وإذا توقفت توقفت جميع سلاسل الغذاء ودورات ثاني أكسد الكربون وتحرر الأكسجين في النظم البيئية الخارجية .
5- النباتات التي تستغل مسار هاتش سلاك عندها مقدرة تنافسية عالية بينها وبين نباتات البيئة المحيطة بها ويمكن استغلال هذه الظاهرة في تربية النباتات في الأماكن الموبوءة بالنباتات التنافسية .
الإثنين مارس 10, 2008 7:35 am
[