التركيب الكميائي لل ADN بالصوت والصورة
البناء الضوئي وهي عملية حيوية هامة تحدث في النباتات , الطحالب و البكتيريا الخضراء المزرقة .
– تحاط البلاستيدات الخضراء بغشائين خارجي وداخلي ويعملان على تنظيم انتقال المواد من البلاستيدة وإليها .
* صفائح غشائية مرتبة على شكل أكياس مسطحة تدعى الثايلاكويدات ، تترتب فوق بعضها على هيئة أقراص لتشكل الغرانا ومفردها غرانم وتنتظم هذه الأقراص بطريقة تسمح لها بامتصاص الحد الأقصى من الضوء .
* تحتوي أعشية الثايلاكويدات على أصباغ مختلفة تمتص الطاقة الضوئية وبخاصة صبغة الكلوروفيل ، كما تحتوي على بعض الأنزيمات وعلى نواقل للإلكترونات من أهمها بروتينات ، سيتوكرومات .
* اللُحمة (Stroma): سائل كثيف يوجد بين الغشاء الداخلي للبلاستيدات الخضراء والغرانا وتحتوي على معظم الأنزيمات اللازمة لعملية البناء الضوئي بالإضافة إلى حبيبات نشوية وجزيئات DNA ، RNA ورايبوسومات .
المرحلة الثانية : التفاعلات اللاضوئية : تستخدم الجزيئات الغنية بالطاقة في بناء مركبات سكر ثلاثية الكربون بإضافة ثاني أكسيد الكربون الجوي في سلسلة من تفاعلات تشكل حلقة كالفن ويتم في هذه المرحلة خزن الطاقة في السكريات والمركبات العضوية الأخرى الناتجة منها.
ملاحظة :
التفاعلات الضوئية : تحتاج للضوء .
يعمل هذان النظامان عملاً متكاملاً لامتصاص الطاقة الضوئية ، إذ تمتص جزيئات الكلوروفيل وبعض الأصباغ المساعدة في كل نظام الطاقة الضوئية وتركزها وتنقلها إلى جزيء كلوروفيل خاص في كلا النظامين يسمى مركز التفاعل والذي يعد الجزيء الوحيد في كل نظام ضوئي القادر على إطلاق إلكترونات مهيجة ( غنية بالطاقة ) بسبب امتصاصها الطاقة الضوئية .
3- الإلكترونات المهيجة والتي يفقدها النظام الضوئي الثاني تنتقل بوساطة سلسلة نقل الإلكترون إلى النظام الضوئي الأول لتعويض الإلكترونات المفقودة .
ملاحظة : أثناء إنتقال الإلكترونات بين النظام الثاني والأول في سلسلة نقل الإلكترون يتم بناء جزيئات ATP
– الإلكترونات المهيجة والبروتونات الناتجة من تحلل الماء يستقبلها مركب ناقل للهيدروجين +NADP فيتحول إلى شكل مختزل هو NADPH .
ب- التفاعلات الضوئية الحلقية :
– سميت هذه التفاعلات بالحلقية لأن الإلكترونات المهيجة من النظام الضوئي الأول بفعل الطاقة الضوئية تعود مرة أخرى إلى مركز التفاعل الذي انطلقت منه مروراً بسلسلة نقل الإلكترون .
– ينتج من هذه التفاعلات ATP فقط .
* التفاعلات اللاضوئية ( حلقة كالفن ) :
– تحدث هذه التفاعلات في منطقة اللُحمة (الستروما) بوجود الأنزيمات والمواد اللازمة .
– يتطلب حدوث هذه التفاعلات وجود ATP ، NADPH الناتجين من التفاعلات الضوئية .
– تشتمل حلقة كالفن سلسلة من التفاعلات تبدأ بالسكر الخماسي ربيولوز ثنائي الفسفات .
1- تتحد ثلاثة جزيئات من CO2 مع ثلاثة جزيئات ربيولوز ثنائي الفسفات وتسمى هذه العملية تثبيت ثنائي أكسيد الكربون ، لتنتج ثلاثة جزيئات من مركب وسطي غير ثابت .
2- يتحلل المركب الوسطي غير الثابت لحظياً عند تكونه ، فينشطر إلى جزئين من حمص غليسرين أحادي الفوسفات (PGA) .
3- يتم اختزال كل جزيء من حمض غليسرين أحادي الفسفات باستخدام جزيء ATP والهيدروجين في مركب NADPH لينتج مركب غليسر الدهايد أحادي الفسفات (PGAL) .
4- تمر خمسة جزيئات من PGAL في سلسلة من التفاعلات يلزمها 3 جزيئات ATP لإعادة بناء ثلاثة جزيئات من ربيولوز ثنائي الفسفات ، مما يسمح باستمرار حلقة كالفن .
ملاحظة : الجزء السادس من PGAL يشكل الناتج النهائي لحلقة كالفن ويستخدم في بناء المواد العضوية الأخرى من سكريات ونشويات ودهون وبروتينات .
– إن الذرة (Atom) تتكون من نواة (Nucleus) تتركز فيها كتلة الذرة وإلكترونات (Electrons) . تدور الإلكترونات حول النواة فى مسارات محددة وهى تشبه إلى حد كبير حركة الكواكب حول الشمس .
– والنواة تتكون من بروتونات (Protons) موجبة الشحنة ونيوترونات (Neutrons) متعادلة الشحنة والإلكترونات سالبة الشحنة لتكون الذرة متعادلة .
– ويعرف العدد الكتلي Aللنواة بمجموع عدد البروتونات Z والنيوترونات N وكتلة البروتون تساوي تقريباً كتلة النيوترون التي تزيد بمقدار 2000 مرة كتلة الإلكترون وهي مربوطة بعضها البعض بقوة نووية (Strong nuclear force ) تبلغ 10 آلاف القوة الكهرومغناطيسية التي تربط الإلكترونات بالنواة.
هذ ه القوة لا تؤثر إلا على مسافة صغيرة جداً تبلغ 10 -15 متر أي واحد على ألف من الميليون مليون من المتر.
** وعلى سبيل المثال
–نواة ذرة الهيدروجين بها بروتون واحد وليس بها نيوترونات أى أن العدد الكتلى لها يسـاوى واحد والعدد الذرى يساوى واحد .
– أما ذرة الهليـوم فبها عدد 2 نيوترونات وعدد 2 بروتونـات أي أن العــدد الكـتـلى لها يســاوى 4 (A = Z + N ) والعدد الذرى لذرة الهليوم 2 ، أي أن الذرة بها إلكترونان لتكون الذرة متعادلة الشحنة .
– ونواة ذرة الكربون بها 6 بروتونات ، 6 نيوترونات وبذلك يكون العدد الكتلى لها 12 والعدد الذرى 6 .
** ومن هذه الأمثلة نستنتج أن : –
* الذرات تتساوى فيها عدد البروتونات وعدد الإلكترونات .
* بإضافة بروتون تنتج ذرة جديدة .
– إن هذا التوضيح للتركيب الذرى الحديث بدأ فى نهاية القرن التاسع عشر بأن العناصر تتكون من وحدات صغيرة لا تتجزأ تسمى ذراتAtoms وهى أصغر وحدة للعنصر لها كل خواصه الكيميائية .
– عام 1887 أُكتشف الإلكترون وأكدت التجارب أن كل الذرات بها إلكترونات سالبة الشحنة وأن الذرة لها تركيب معين ولابد أن تحتوى أيضاً على شحنات موجبة لتكون الذرة متعادلة .
– عام 1898 استطاع العالم الإنجليزي جى.جى تومسون J.J. Thomson وضع نموذج للذرة تتوزع فيها الإلكترونات والشحنات الموجبة بانتظام وسمى نموذج كعكة الفاكهة (Fruitcake) ولم يثبت صحة هذا التصور لتركيب الذرة.
–
عام 1911 تم عمل تجربة استطارة أيونات الهليوم عن طريق شريحة رقيقة من الذه ب (Rutherford’s Scattering exp) تحت إشراف العالم إيى راذرفورد E. Rutherford حيث وجد أن معظم الأيونات تخللت شريحة الذهب فى خط مستقيم وقليل منها فقط انحرف من هذا المسار .
** وبذلك أمكن إثبات أن الذرة تتكون من نواة ذات شحنة موجبة وحجم صغير يبلغ واحد على مائة ألف من حجم الذرة ،أي أن الذرة مكان مفرغ empty space
–
والنواة لها كثافة عالية وتتركز فيها كتلة الذرة
– النظائرهي ذرات لعنصر واحد تتساوى في عددها الذرى (Z) ومتماثلة بالتالى من حيث صفاتها الفيزيائية وتفاعلاتها الكيمائية . تختلف عن بعضها البعض في وزنها الذرى أى في العدد الكتلى(A)لأنويتها و بالتالى فى عدد النيوترونات (N) .
– وعلى سبيل المثالذرة الهيدروجين العادي وعددها الذري 1 لها نظيران الأول يسمى الديتيريوم s 2 1 Hويختلف عن الهيدروجين العادي بأن نواته بها نيوترون بالإضافة إلى البروتون أي أن ا لعدد الكتلي للنواة 2 في حين أن نواة الهيدروجين العادي s 1 1 Hعددها الكتلي (A 1 = ( A . أما النظير الثاني فهو التريتيوم والعدد الكتلي لنواته 3 أي تحتوي النواة على 2 نيوترون وبروتون واحد w . 1 3 1 H
– إن الذرة (Atom) تتكون من نواة (Nucleus) تتركز فيها كتلة الذرة وإلكترونات (Electrons) . تدور الإلكترونات حول النواة فى مسارات محددة وهى تشبه إلى حد كبير حركة الكواكب حول الشمس .
– والنواة تتكون من بروتونات (Protons) موجبة الشحنة ونيوترونات (Neutrons) متعادلة الشحنة والإلكترونات سالبة الشحنة لتكون الذرة متعادلة .
– ويعرف العدد الكتلي Aللنواة بمجموع عدد البروتونات Z والنيوترونات N وكتلة البروتون تساوي تقريباً كتلة النيوترون التي تزيد بمقدار 2000 مرة كتلة الإلكترون وهي مربوطة بعضها البعض بقوة نووية (Strong nuclear force ) تبلغ 10 آلاف القوة الكهرومغناطيسية التي تربط الإلكترونات بالنواة.
هذ ه القوة لا تؤثر إلا على مسافة صغيرة جداً تبلغ 10 -15 متر أي واحد على ألف من الميليون مليون من المتر.
** وعلى سبيل المثال
–نواة ذرة الهيدروجين بها بروتون واحد وليس بها نيوترونات أى أن العدد الكتلى لها يسـاوى واحد والعدد الذرى يساوى واحد .
– أما ذرة الهليـوم فبها عدد 2 نيوترونات وعدد 2 بروتونـات أي أن العــدد الكـتـلى لها يســاوى 4 (A = Z + N ) والعدد الذرى لذرة الهليوم 2 ، أي أن الذرة بها إلكترونان لتكون الذرة متعادلة الشحنة .
– ونواة ذرة الكربون بها 6 بروتونات ، 6 نيوترونات وبذلك يكون العدد الكتلى لها 12 والعدد الذرى 6 .
** ومن هذه الأمثلة نستنتج أن : –
* الذرات تتساوى فيها عدد البروتونات وعدد الإلكترونات .
* بإضافة بروتون تنتج ذرة جديدة .
– إن هذا التوضيح للتركيب الذرى الحديث بدأ فى نهاية القرن التاسع عشر بأن العناصر تتكون من وحدات صغيرة لا تتجزأ تسمى ذراتAtoms وهى أصغر وحدة للعنصر لها كل خواصه الكيميائية .
– عام 1887 أُكتشف الإلكترون وأكدت التجارب أن كل الذرات بها إلكترونات سالبة الشحنة وأن الذرة لها تركيب معين ولابد أن تحتوى أيضاً على شحنات موجبة لتكون الذرة متعادلة .
– عام 1898 استطاع العالم الإنجليزي جى.جى تومسون J.J. Thomson وضع نموذج للذرة تتوزع فيها الإلكترونات والشحنات الموجبة بانتظام وسمى نموذج كعكة الفاكهة (Fruitcake) ولم يثبت صحة هذا التصور لتركيب الذرة.
– عام 1911 تم عمل تجربة استطارة أيونات الهليوم عن طريق شريحة رقيقة من الذه ب (Rutherford’s Scattering exp) تحت إشراف العالم إيى راذرفورد E. Rutherford حيث وجد أن معظم الأيونات تخللت شريحة الذهب فى خط مستقيم وقليل منها فقط انحرف من هذا المسار .
** وبذلك أمكن إثبات أن الذرة تتكون من نواة ذات شحنة موجبة وحجم صغير يبلغ واحد على مائة ألف من حجم الذرة ،أي أن الذرة مكان مفرغ empty space
– والنواة لها كثافة عالية وتتركز فيها كتلة الذرة
ذلك لأن:-
* كتلة البروتون تساوى تقريباً 2000 مرة كتلة الإلكترون .
* وكتلة البروتون تساوى تقريباً كتلة النيوترون .
– عام 1913 وضع إن. بوهر N. Bohr النموذج الحديث لحركة الإلكترونات حول النواة حيث تدور فى مسارات ذات طاقة محددة يرمز لها (K,L,M,N,O,P,Q)
– النظائرهي ذرات لعنصر واحد تتساوى في عددها الذرى (Z) ومتماثلة بالتالى من حيث صفاتها الفيزيائية وتفاعلاتها الكيمائية . تختلف عن بعضها البعض في وزنها الذرى أى في العدد الكتلى(A)لأنويتها و بالتالى فى عدد النيوترونات (N) .
– وعلى سبيل المثالذرة الهيدروجين العادي وعددها الذري 1 لها نظيران الأول يسمى الديتيريوم s 2 1 Hويختلف عن الهيدروجين العادي بأن نواته بها نيوترون بالإضافة إلى البروتون أي أن ا لعدد الكتلي للنواة 2 في حين أن نواة الهيدروجين العادي s 1 1 Hعددها الكتلي (A 1 = ( A . أما النظير الثاني فهو التريتيوم والعدد الكتلي لنواته 3 أي تحتوي النواة على 2 نيوترون وبروتون واحد w . 1 3 1 H
