البناء الضوئي Photosynthesis

البناء الضوئي Photosynthesis

Photosynthesisالبناء الضوئً

وفي كل من الطحالب والنباتات؛ ( Cyanobacteria)عملية كيميائية معقدة تحدث في خاليا البكتريا الزرقاء

حيث يتم فيها تحويل الطاقة الضوئية الشمسية إلى طاقة كيميائية تخزن في روابط سكر الجلوكوز وفق المعادلة

:التالية

:وتتم هذه المعادلة في دورتين

Light reactionsتفاعالت الضوء -

Dark reactionsتفاعالت الظالم -

أهمٌة البناء الضوئً

هً المصدر الرئٌسً لتكوٌن األوكسجٌن-

تستعمل نواتج البناء الضوئً المباشرة فً تصنٌع -

مركبات عضوٌة أخرى تدخل فً تكوٌن األحماض

النووٌة، والدهنٌات، والبروتٌنات، والهرمونات،

.وغٌرها

دورة كالفن•

دورة الكربون الثالثٌة•

دورة اختزال الكربون•

البناء الضوئي Photosynthesis

Bacterial Photosynthesis and Chemosynthesisالبناء الضوئً والكٌمٌائً البكتٌري

Phototrophic bacteriaالبكترٌا الممثلة للضوء

السٌانوبكترٌا ) Oxygenic phototrophic bacteriaالمنتجة لألوكسجٌن البكترٌا الممثلة للضوء 1.

Cyanobacteria ) and prochlorophytes

ممثلة للضوء فً الظروف الهوائٌة •

(Thylakoidتوجد الثاٌالكوٌد )تحتوي على كلوروفٌل أ وكاروتٌنوٌدات وفاٌكوبلٌبروتٌنات •

تستخدم الضوء كمصدر للطاقة الختزال ثانً أكسٌد الكربون •

الماء المانح لإللكترونات•

إنتاج األوكسجٌن •

Cyanobacteria ملٌار سنة 1.5ظهرت قبل

680كلوروفٌل أ ٌمتص الموجات الضوئٌة

نانومٌر

نظام الفسفرة غٌر الحلقٌة

البناء الضوئي Photosynthesis

Anoxygenic phototrophic bacteriaغٌر المنتجة لألوكسجٌن البكترٌا الممثلة للضوء 2.

ممثلة للضوء فً الظروف ال هوائٌة•

(الصبغات المساعدة)تحتوي على الكلوروفٌل البكتٌري وكاروتٌنوٌدات •

تستخدم الضوء كمصدر للطاقة الختزال ثانً أكسٌد الكربون •

(الهٌدروجٌن، كبرٌتٌد الهٌدروجٌن وبعض االحماض العضوٌة)وجود مواد مانحة لإللكترونات •

ال تنتج أكسجٌاً من تمثٌلها للضوء•

االوكسجٌن ٌثبط عملٌة تخلٌق صبغاتها الضوئٌة

كاروتٌنوٌدات تمتص الضوء

نانومتر 500 -400بٌن

تمتص الطاقة الضوئٌة )

(وتنقله إلى الكلوروفٌل

كاروتٌنوٌدات تحمً

الكلوروفٌل من التلف نتٌجة

األكسدة الضوئٌة

كمادة مانحة لإللكترونات الماء ال تستخدم

Bch a, b, c, d, e and g الكلوروفٌل البكتٌري نانومتر 1035 – 750ٌمتص الموجات االطول

توجد فً الغشاء السٌتوبالزمً

والسٌتوبالزم

البناء الضوئي Photosynthesis

Anoxygenic phototrophic bacteriaالبكترٌا الممثلة للضوء غٌر المنتجة لألوكسجٌن

Green الخضراء•

Purple االرجوانٌة•

•Heliobacteria

البكترٌا الخضراء

(كبرٌتٌة وغٌر كبرٌتٌة)

البكترٌا االرجوانٌة

(كبرٌتٌة وغٌر كبرٌتٌة)

(مانح لاللكترونات وال تخزن الكبرٌت فً داخلها H2S ال ٌستخدم )غٌر كبرٌتٌة

توجد الصبغات الضوئٌة فً أوعٌة

أو أنابٌب دقٌقة مغمدة فً ( ثٌالكوٌدات)

الغشاء السٌتوبالزمً الجزء الداخلً من

الخلٌة

(غٌر هوائٌة)عملٌة البناء الضوئً

توجد الصبغات الضوئٌة فً مكانٌن منفصلٌن

Chlorosomes( فً الكلوروسومات)الكلوروفٌل البكتٌري وكاروتٌنوٌدات •

فً الغشاء السٌتوبالزمً 2و1الصبغات الضوئٌة •

نظام الفسفرة الحلقٌة

البناء الضوئي Photosynthesis

البناء الضوئي Photosynthesis

Bacterial Photosynthesisالبناء الضوئً البكتٌري

أغلب أنواع البكترٌا الممثلة للضوء ٌمكنها تثبٌت ثانً أكسٌد الكربون وتستخدمNADH2 ًمسار )ف

دورة كالفن( الرٌبلوز ثنائً الفوسفات

Carbon fixationتفاعل إضافة مجموعة الكربوكسٌل •

Reductionتفاعل االختزال •

CO2مستقبل Regenerationتفاعالت إعادة التخلٌق •

Ribulose diphosphate carboxylase or rubisco

The ATP and NADH used in these steps are both products of the light-reactions

Phosphoglycerate Kinase

Glyceraldehyde-3-P Dehydrogenase

Phosphoribulokinase

NADH

NAD+

البناء الضوئي Photosynthesis

Carbon fixation. A CO2 molecule combines with a five-carbon acceptor molecule, ribulose-1,5-

bisphosphate (RuBP). This step makes a six-carbon compound that splits into two molecules of

a three-carbon compound, 3-phosphoglyceric acid (3-PGA). This reaction is catalyzed by the

enzyme RuBP Ribulose diphosphate carboxylase /oxygenase, or rubisco.

البناء الضوئي Photosynthesis

Reduction. In the second stage, ATP and NADH are used to convert the 3-PGA

molecules into molecules of a three-carbon sugar, glyceraldehyde-3-phosphate

(G3P). This stage gets its name because NADH donates electrons to,

or reduces, a three-carbon intermediate to make G3P

NADH NAD+

البناء الضوئي Photosynthesis

Regeneration. Some G3P molecules go to make glucose, while others must be

recycled to regenerate the RuBP acceptor. Regeneration requires ATP and

involves a complex network of reactions

البناء الضوئي Photosynthesis

Summary of Calvin cycle reactants and products

Carbon. 3 CO2 combine with 3 RuBP acceptors, making 6 molecules of glyceraldehyde-3-phosphate (G3P).

• 1 G3P molecule exits the cycle and goes towards making glucose.

• 5 G3P molecules are recycled, regenerating 3 RuBP acceptor molecules.

• ATP. 9 ATP are converted to 9 ADP (6 during the fixation step, 3 during the regeneration step).

• NADH. 6 NADH are converted to 6 NAD+ (during the fixation step).

NADH NAD+

البناء الضوئي Photosynthesis

بعض البكترٌا الممثلة للضوء تستخدمNADP بدل منNAD مسار األحماض ) لتثبٌت الكربون

( Reductive carboxylic acid cycleالكربوكسٌلٌة االختزالٌة

ثانً أكسٌد الكربون 4تثبٌت

بكترٌا الكبرٌت الخضراء

البناء الضوئي Photosynthesis

بعض البكترٌا الممثلة للضوء تستعمل مركبات عضوٌة إلنتاج الهٌدروجٌن الختزال ثانً أوكسٌد الكربون

البكترٌا المختزلة للكبرٌت•

البكترٌا المنتجة للمٌثان•

البكترٌا المنتجة لالستٌك•

مسار استٌاٌل كو أ االختزالً

البناء الضوئي Photosynthesis

NADP NAD Electrons acceptor

البناء الكيميائي Chemosynthesis

Bacterial Chemosynthesisالبناء الكٌمٌائً البكتٌري

بعض المركبات غٌر العضوٌة الطاقة الكٌمٌائٌة والناتجة من أكسدة وهو تثبٌت ثانً أوكسٌد الكربون باستعمال

وتنتج السكرٌات

Chemosynthesis بناء الكربون خالل اختزال ثاني أكسيد الكربون في الظالم باستغالل الطاقة الناتجة عن عملية األكسدة

تحدث فً البكترٌا عدٌمة اللون

البناء الكيميائي Chemosynthesis

Nitrifyingبكتٌرٌا النٌترة

NO2-

NO3-

البناء الكيميائي Chemosynthesis

Sulphur Bacteriaبكتٌرٌا الكبرٌت

البناء الكيميائي Chemosynthesis

Iron Bacteriaبكتٌرٌا الحدٌد

البناء الكيميائي Chemosynthesis

Hydrogen and Methane Bacteriaبكتٌرٌا الهٌدروجٌن والمٌثان