عمليات حسابية لحلقة كالفن
حلقة كالفن هي سلسلة من التفاعلات الكيميائية في عملية التمثيل الضوئي، حيث يتم تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى جلوكوز. تجرى هذه العمليات في السيتوبلازم داخل البلاستيدات الخضراء.
1. الخطوات الأساسية لحلقة كالفن:
تثبيت الكربون: يتم أولاً دمج ثاني أكسيد الكربون مع جزيء Ribulose bisphosphate (RuBP) بوساطة إنزيم Rubisco، مما يؤدي إلى تكوين مركب غير مستقر يتفكك بسرعة إلى جزيئين من 3-phosphoglycerate (3-PGA).
اختزال 3-PGA: يتم تحويل 3-PGA إلى glyceraldehyde-3-phosphate (G3P) باستخدام ATP وNADPH الناتجين من التفاعلات الضوئية.
تجديد RuBP: يتم استخدام بعض جزيئات G3P لتجديد RuBP، مما يسمح للدورة بالاستمرار.
إنتاج الجلوكوز: يتم استخدام جزء من G3P لإنتاج الجلوكوز ومواد أخرى.
العمليات الحسابية
في حلقة كالفن، يتم استخدام 6 جزيئات من CO2 لإنتاج 1 جزيء من الجلوكوز (C6H12O6). هنا العمليات الحسابية الأساسية:
استخدام الطاقة:
- 6 CO2 + 6 RuBP → 12 3-PGA (يتم استخدام 12 ATP و12 NADPH)
- ثم يتم تحويل 12 3-PGA إلى 12 G3P.
إنتاج الجلوكوز:
- 1 جزيء من الجلوكوز = 2 G3P، لذا يجب أن نحصل على 2 G3P من 12 G3P المستخدمة، مما يعني أنه يمكن إنتاج 1 جزيء من الجلوكوز من 6 جزيئات من CO2.
التجديد:
- يتطلب تجديد RuBP 10 G3P، مما يعني أنه يتم استخدام 10 G3P لتجديد RuBP وتستمر الحلقة.
الأسئلة المتوقعة مع الحلول
1. س: ما هو دور إنزيم Rubisco في حلقة كالفن؟
ج: إنزيم Rubisco يساهم في تثبيت الكربون عن طريق دمج CO2 مع RuBP، مما يشكل مركبًا غير مستقر ينفصل إلى جزيئين من 3-PGA.
2. س: كم عدد جزيئات CO2 المطلوبة لإنتاج جزيء واحد من الجلوكوز؟
ج: 6 جزيئات من CO2.
3. س: ماذا يحدث لجزيئات G3P في حلقة كالفن؟
ج: يتم استخدام بعض جزيئات G3P لإنتاج الجلوكوز، بينما تُستخدم الأخرى لتجديد RuBP لتستمر الحلقة.
4. س: كيف يتم استخدام ATP وNADPH في حلقة كالفن؟
ج: تُستخدم ATP وNADPH كمصادر للطاقة والاختزال لتحويل 3-PGA إلى G3P.
خلاصة
حلقة كالفن تمثل جزءًا مهمًا من عملية التمثيل الضوئي، حيث تلعب العمليات الحسابية دورًا في فهم كيفية تثبيت الكربون وإنتاج الجلوكوز. إن فهم كيفية تفاعل الجزيئات الأساسية يمكن أن يساعد في التحضير للامتحانات.
هل تعلم؟ نحن في منصة اسأل المنهاج نجيب على اسئلة الطلاب من جميع الدول العربية، كل ما عليك فعله هو طرح سؤالك من خلال الزر في الأعلى ويمكنك العودة الينا مرة اخرى من خلال البحث في جوجل عن "اسأل المنهاج"، لا تقم بنقل المحتوى دون ذكر المصدر جميع الحقوق محفوظة لمنصة اسال المنهاج
