مواضيع مماثلة
آليات تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية
صفحة 1 من اصل 1
آليات تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية
. نوع التفاعلين ( 1 و 2 ) .
- التفاعل (1) : أكسدة الماء .
- التفاعل (2) : إرجاع مستقبل للإلكترونات ( 3Fe +2 Fe + ) .
2. تفسير التفاعل (2) : تكافؤ ثلاثي تكافؤ ثنائي
تحول الحديد من الصورة الثالثة ( Fe+3 ) إلى الصورة الثنائية ( Fe +2 ) يدل على اكتسابه للـ و التي لا تظهر في التفاعل الإجمالي .
3. التفاعل (1) [ تفاعل الأكسدة ] يؤكد النتيجة المتوصل إليها في (1-3-ب1) .
التوضيح
4. تمثيل التفاعلين (1) و(2) بمعادلتين بسيطتين :
- التفاعل 1 ( أكسدة الماء ) .
- التفاعل 2 ( إرجاع المستقبل ) :
24Fe+ 4+ 4Fe+3
من (1) و (2) :
1 -3—ب3- دور اليخضور و الضوء في إرجاع مستقبل الإلكترونات :
تنتقل الإلكترونات تلقائيا من كمون أكسدة و إرجاع منخفض إلى كمون أكسدة و إرجاع مرتفع و يتحرر من ذلك طاقة تتناسب كميتها مع فرق الكمون .
- الإشكالية : فكيف يمكن لجزئيات الماء ذات الكمون المرتفع ( 0.82 + فولط ) أن ترجع ذرات الحديد ( مستقيل للـ ) ذات الكمون المنخض ( 0.3 + فولط ) .
- و كيف يمكن للا أن تنتقل عكس الاتجاه التلقائي ؟
- لحل هذه الإشكالية نستعرض مايلي :
1- تجربة التفلور ( الاستشعاع ) :
- استغلال الوثيقة (5) ص (184) .
1. يفسر ظهور اللون الأحمر على الواجهة التي تسقط عليها الأشعة ( الاستشعاع ) كالآتي :
- نتيجة امتصاص اليخضور للفتونات الضوئية يتهيج بفقدان إلكترون حيث ينتقل الإلكترون من مداره الأصلي إلى مدار الخارجي ذو طاقة أعلى نتيجة اكتسابه للطاقة المكتسبة على شكل حرارة و ضوء أحمر .
2- مصير الطاقة و الإلكترون في تجربة الاستشعاع :
- بالنسبة للإلكترون : يعود إلى مداره الأصلي .
- بالنسبة للطاقة : تفقد على شكل حرارة و ضوء أحمر .
*2- آلية عمل الأنظمة الضوئية :
أ- تأثير فوتونات الضوء على الأنظمة الضوئية :
تجريبيا ( حسب تجربة التفلور ) فإن لا تفقد و هذا لا يفسر إرجاع Fe+3 فماهو مصدر الـ التي ترجع Fe+3 ؟ و ماهو دور الضوء و اليخضور في ذلك ؟
- استغلال الوثيقة (6) ص (185) .
1. عند سقوط الفتونات على الأصبغة الهوائية في النظام الضوئي فإنها تعمل على استقبال الطاقة الضوئية فتتهيج ثم تنقل الطاقة إلى مركز التفاعل .
2. دور الأصبغة الهوائية يتمثل في : استقبال و نقل الطاقة دون أن تفقد الإلكترونات .
دور المركز التفاعلي هو تحرير الإلكترون .
3. تسمى جزيئات من اليخضور ( اليخضور أ ) بمركز التفاعل لكونها مقرا لحدوث تفاعل الأكسدة ( فقدان ) .
4. و لتوضيح عمل الأنظمة الضوئية نستعرض المعطيات المبنية في الجدول الموالي و أشكال الوثيقة (7) ص (185) .
الجدول الوثيقة 7 .
- تحليل المعطيات :
- الأصبغة الهوائية للنظام الضوئي تتكون أساسا من اليخضور أ و اليخضور ب ، و أصبغة مساعدة تتمثل في أشباه الجزرينف و يرمز للأصبغة الهوائية بـ ( أ1،أ2،أ3......أn ) و التي تلتقط الفوتونات الضوئية فتتهيج مما يسمح بانتقال الطاقة المكتسبة من صبغة إلى صبغة مجاورة دون فقدان الإلكترون .
- مركز التفاعل : يتكون من جزئيتين من اليخضور ا فقط و المتمثلة في PSI (700 أ) و PSII (680 أ) و الذي يستقبل الطاقة الآتية من الأصبغة الهوائية فيتهيج مما يؤدي إلى فقدانه و يصبح في حالة تأكسد ( 680 +أ و 700 +أ ) .
* لتوضيح حالة أصبغة مركز التفاعل في النظام الضوئي بعد اكتسابها للطاقة نستعرض الوثيقة ( ص (186) :
- المقارنة بين انتقال الطاقة بين الأصبغة الهوائية و أصبغة مركز التفاعل .
- انتقال الطاقة بين الأصبغة الهوائية يتم بدون انتقال الإلكترون( ) بينما تنتقل الطاقة و الإلكترون في مركز التفاعل و الذي يتأكسد عند وصول الطاقة إليه من الأصبغة الهوائية .
ب- مصدر الإلكترونات إرجاع المستقبل الاصطناعي :
لتوضيح مصدر الإلكترونات في إرجاع المستقبل الاصطناعي للإلكترونات ( شوارد الحديد : Fe+3) نستعرض المعادلات و المخططات ( الوثيقة (9) ص (186) .
- العلاقة بين دور كل من اليخضور و الضوء من جهة و إرجاع ( شوارد Fe+3 ) من جهة أخرى:
- في البداية يمتص اليخضور الفوتونات الضوئية فيفقد إلكترونات عالية الطاقة فتتحول من حالته الأصلية ( حالة الاستقرار ) .
- يسترجع اليخضور الإلكترونات التي فقدها من أكسدة الماء ، و هذا يدل على أن الإلكترونات التي ترجع Fe+3 لا تنتقل إليه مباشرة من الماء .
• الإشكالية : فماهو تسلسل هذه التفاعلات ؟
3. تسلسل تفاعلات المرحلة الكيميوضوئية :
3.أ. مصير الإلكترونات المتحررة :
أن تهيج أصبغة النظامين الضوئيين ( PSI و PSII ) تؤدي في النهاية إلى فقدان إلكترونات غنية بالطاقة و قد تبين من خلال دراسة مكونات أغشية التيلاكويد وجود عدد من نوافل الإلكترونات بإضافة إلى النظامين الضوئيين ( PSI و PSII ) .
• الإشكالية : فما هو مصير الإلكترونات المفقودة من مركز التفاعل و الطاقة الموجودة فيها ؟
- و ماهو دور نواقل الإلكترونات و آلية عملها ؟
3.أ.1 مصير الإلكترونات الماء :
لتحديد مصير إلكترونات الماء نستعرض المعادلتين التاليتين :
680 أ2 + 680+أ2 (2PSII+)
- من خلال المعادلتين يتبين أن الإلكترونات الناتجة عن أكسدة الماء تعرض الإلكترونات المفقودة من النظام الضوئي ( PSI ) أثناء تهيجة .
3.أ.1 مصير الإلكترونات ( PSII ) :
لتحديد مصير الإلكترونات الناتجة عن تهيج ( PSII ) نستعرض المعادلتين :
+ 680+ أ2 680أ2
عبر سلسلة النواقل
700 أ2 + 700+أ2
- يتبين من المعادلتين إن الإلكترونات المفقودة من ( PSI ) أثناء تهيجة .
3.أ.1 مصير الإلكترونات ( PSI ) :
لتحديد مصير الإلكترونات الناتجة عن تهيج الـ ( PSI ) نستعرض المعادلتين التاليتين :
2P+ 700 2P+700 +
(عبر سلسلة النواقل)
NADP ++ +2H NADP +H+
- يتبين من المعادلتين أن الإلكترونات المفقودة من ( PSI ) أثناء تهيجه تستقبل من طرف المستقبل الفيزيولوجي الطبيعي للإلكترونات ( NADP+ ) .
3.ب. مصآلية انتقال الإلكترونات في السلسلة التركيبية الضوئية:
- استغلال الوثيقتين ( 10 و 11 ص : 188- 189 ) .
1. تعليل فقدان الإلكترونات من النظام الضوئي (PSII) في المعادلة (1) :
- فقدان الإلكترونات من النظام الضوئي (PSII) يكون نتيجة تهيجة باستقبال الطاقة من الاصبغة الهوائية .
2. المقارنة بين (T1) و (T2) :
- الناقل (T2) ذي كمون أكسدة و إرجاع (0.0 فولط )أكبر كمون أكسدة وإرجاع T1(- 0.8 فولط )
- التعليل : انتقاله اللـ يتم من الناقل ذي كمون المنخفض إلى الناقل ذي كمون المرتفع .
3. الفرق الأساسي بين (T1) و (T2) فيما يخص آلية النقل :
- إن الناقل (T1) يقوم بنقل اللـ و اللـ H+ بينما الناقل (T2) ينقل الإلكترونات فقط .
4. امثيل بقية السلسلة التركيبية الضوئية ( من 3NADP T ) :
- من T2 3 T:
- من T3 PSI:
- من PSI :
- من :
- من :
3.جـ.مصير البروتونات (H+) المتراكمة داخل تجويف التيلاكويد :
- أثناء انتقال اللـ عبر السلسلة التركيبية الضوئية تتحرر منها طاقة تستعمل في نقل الـ (H+) من الحشوة إلى داخل تجويف التيلاكويد بواسطة الناقل ((T2 الذي يقوم بدور المضخة لإدخال الـ (H+) من الحشوة إلى تجويف التيلاكويد مما يؤدي إلى تكون فرق في تركيز البروتونات (H+) : نقل فعال .
* الإشكالية : فماهو مصير هذه الـ (H+) التي يتم إدخالها إلى تجويف التيلاكويد إلى جانب الـ (H+) الناتجة عن تحلل الماء ؟
- لحل هذه الإشكالية نستعرض تجربة :André gendaf و ذلك إعتمادا على النظرية الكيموأسمورنية للعامل ميتشال حيث : تم إجراء التجربة بوضع تيلاكويد ( كيسيات ) معزولة في الظلام و في وسط ذو PH محدد و يحتوي على ADP و Pi .
- استغلال الوثيقة (12) ص ( 190) .
1. الذي يمكن قوله عن PH :
- المرحلة (1) : تماثل PH الوسط و PH تجويف التيلاكويد .
- المرحلة (2) : PH الوسط أقل من PH تجويف التيلاكويد ( الوسط أكثر حموضة ) .
- قيمة (PH) تعبر عن تركيز البروتينات حيث يتناسبان عكسيا ( أي أنه كلما زاد تركيز H+ انخفضت قيمة الـ PH و العكس صحيح ).
2. تفسير اختلاف (PH) الوسط عن (PH) تجويف التيلاكويد في المرحلة 2 تركيز شوارد H+ في تجويف التيلاكويد .
3. تعليل تغير (PH) تجويف التيلاكويد في المرحلة (3) : يعود هذا التغير إلى انتقال الـ H+ من الوسط إلى تجويف التيلاكويد .
4. تعليل إضافة الـ ( NaoH ) الوسط هو رفع قيمة (PH) الوسط و ذلك لإحداث فرق في PH ( فرق في تركيز H+ بين داخل و خارج التجويف ) .
5. آلية تركيب ( ATP ) :
إن تركيب الـ ATP ثم بواسطة إنزيم ( synthéase ATP ) انطلاقا من ADP و Pi باستعمال طاقة مستمدة من خروج الـ H+ غير هذا الإنزيم .
- المعـادلـة الإجمـاليـة :
- التفاعل (1) : أكسدة الماء .
- التفاعل (2) : إرجاع مستقبل للإلكترونات ( 3Fe +2 Fe + ) .
2. تفسير التفاعل (2) : تكافؤ ثلاثي تكافؤ ثنائي
تحول الحديد من الصورة الثالثة ( Fe+3 ) إلى الصورة الثنائية ( Fe +2 ) يدل على اكتسابه للـ و التي لا تظهر في التفاعل الإجمالي .
3. التفاعل (1) [ تفاعل الأكسدة ] يؤكد النتيجة المتوصل إليها في (1-3-ب1) .
التوضيح
4. تمثيل التفاعلين (1) و(2) بمعادلتين بسيطتين :
- التفاعل 1 ( أكسدة الماء ) .
- التفاعل 2 ( إرجاع المستقبل ) :
24Fe+ 4+ 4Fe+3
من (1) و (2) :
1 -3—ب3- دور اليخضور و الضوء في إرجاع مستقبل الإلكترونات :
تنتقل الإلكترونات تلقائيا من كمون أكسدة و إرجاع منخفض إلى كمون أكسدة و إرجاع مرتفع و يتحرر من ذلك طاقة تتناسب كميتها مع فرق الكمون .
- الإشكالية : فكيف يمكن لجزئيات الماء ذات الكمون المرتفع ( 0.82 + فولط ) أن ترجع ذرات الحديد ( مستقيل للـ ) ذات الكمون المنخض ( 0.3 + فولط ) .
- و كيف يمكن للا أن تنتقل عكس الاتجاه التلقائي ؟
- لحل هذه الإشكالية نستعرض مايلي :
1- تجربة التفلور ( الاستشعاع ) :
- استغلال الوثيقة (5) ص (184) .
1. يفسر ظهور اللون الأحمر على الواجهة التي تسقط عليها الأشعة ( الاستشعاع ) كالآتي :
- نتيجة امتصاص اليخضور للفتونات الضوئية يتهيج بفقدان إلكترون حيث ينتقل الإلكترون من مداره الأصلي إلى مدار الخارجي ذو طاقة أعلى نتيجة اكتسابه للطاقة المكتسبة على شكل حرارة و ضوء أحمر .
2- مصير الطاقة و الإلكترون في تجربة الاستشعاع :
- بالنسبة للإلكترون : يعود إلى مداره الأصلي .
- بالنسبة للطاقة : تفقد على شكل حرارة و ضوء أحمر .
*2- آلية عمل الأنظمة الضوئية :
أ- تأثير فوتونات الضوء على الأنظمة الضوئية :
تجريبيا ( حسب تجربة التفلور ) فإن لا تفقد و هذا لا يفسر إرجاع Fe+3 فماهو مصدر الـ التي ترجع Fe+3 ؟ و ماهو دور الضوء و اليخضور في ذلك ؟
- استغلال الوثيقة (6) ص (185) .
1. عند سقوط الفتونات على الأصبغة الهوائية في النظام الضوئي فإنها تعمل على استقبال الطاقة الضوئية فتتهيج ثم تنقل الطاقة إلى مركز التفاعل .
2. دور الأصبغة الهوائية يتمثل في : استقبال و نقل الطاقة دون أن تفقد الإلكترونات .
دور المركز التفاعلي هو تحرير الإلكترون .
3. تسمى جزيئات من اليخضور ( اليخضور أ ) بمركز التفاعل لكونها مقرا لحدوث تفاعل الأكسدة ( فقدان ) .
4. و لتوضيح عمل الأنظمة الضوئية نستعرض المعطيات المبنية في الجدول الموالي و أشكال الوثيقة (7) ص (185) .
الجدول الوثيقة 7 .
- تحليل المعطيات :
- الأصبغة الهوائية للنظام الضوئي تتكون أساسا من اليخضور أ و اليخضور ب ، و أصبغة مساعدة تتمثل في أشباه الجزرينف و يرمز للأصبغة الهوائية بـ ( أ1،أ2،أ3......أn ) و التي تلتقط الفوتونات الضوئية فتتهيج مما يسمح بانتقال الطاقة المكتسبة من صبغة إلى صبغة مجاورة دون فقدان الإلكترون .
- مركز التفاعل : يتكون من جزئيتين من اليخضور ا فقط و المتمثلة في PSI (700 أ) و PSII (680 أ) و الذي يستقبل الطاقة الآتية من الأصبغة الهوائية فيتهيج مما يؤدي إلى فقدانه و يصبح في حالة تأكسد ( 680 +أ و 700 +أ ) .
* لتوضيح حالة أصبغة مركز التفاعل في النظام الضوئي بعد اكتسابها للطاقة نستعرض الوثيقة ( ص (186) :
- المقارنة بين انتقال الطاقة بين الأصبغة الهوائية و أصبغة مركز التفاعل .
- انتقال الطاقة بين الأصبغة الهوائية يتم بدون انتقال الإلكترون( ) بينما تنتقل الطاقة و الإلكترون في مركز التفاعل و الذي يتأكسد عند وصول الطاقة إليه من الأصبغة الهوائية .
ب- مصدر الإلكترونات إرجاع المستقبل الاصطناعي :
لتوضيح مصدر الإلكترونات في إرجاع المستقبل الاصطناعي للإلكترونات ( شوارد الحديد : Fe+3) نستعرض المعادلات و المخططات ( الوثيقة (9) ص (186) .
- العلاقة بين دور كل من اليخضور و الضوء من جهة و إرجاع ( شوارد Fe+3 ) من جهة أخرى:
- في البداية يمتص اليخضور الفوتونات الضوئية فيفقد إلكترونات عالية الطاقة فتتحول من حالته الأصلية ( حالة الاستقرار ) .
- يسترجع اليخضور الإلكترونات التي فقدها من أكسدة الماء ، و هذا يدل على أن الإلكترونات التي ترجع Fe+3 لا تنتقل إليه مباشرة من الماء .
• الإشكالية : فماهو تسلسل هذه التفاعلات ؟
3. تسلسل تفاعلات المرحلة الكيميوضوئية :
3.أ. مصير الإلكترونات المتحررة :
أن تهيج أصبغة النظامين الضوئيين ( PSI و PSII ) تؤدي في النهاية إلى فقدان إلكترونات غنية بالطاقة و قد تبين من خلال دراسة مكونات أغشية التيلاكويد وجود عدد من نوافل الإلكترونات بإضافة إلى النظامين الضوئيين ( PSI و PSII ) .
• الإشكالية : فما هو مصير الإلكترونات المفقودة من مركز التفاعل و الطاقة الموجودة فيها ؟
- و ماهو دور نواقل الإلكترونات و آلية عملها ؟
3.أ.1 مصير الإلكترونات الماء :
لتحديد مصير إلكترونات الماء نستعرض المعادلتين التاليتين :
680 أ2 + 680+أ2 (2PSII+)
- من خلال المعادلتين يتبين أن الإلكترونات الناتجة عن أكسدة الماء تعرض الإلكترونات المفقودة من النظام الضوئي ( PSI ) أثناء تهيجة .
3.أ.1 مصير الإلكترونات ( PSII ) :
لتحديد مصير الإلكترونات الناتجة عن تهيج ( PSII ) نستعرض المعادلتين :
+ 680+ أ2 680أ2
عبر سلسلة النواقل
700 أ2 + 700+أ2
- يتبين من المعادلتين إن الإلكترونات المفقودة من ( PSI ) أثناء تهيجة .
3.أ.1 مصير الإلكترونات ( PSI ) :
لتحديد مصير الإلكترونات الناتجة عن تهيج الـ ( PSI ) نستعرض المعادلتين التاليتين :
2P+ 700 2P+700 +
(عبر سلسلة النواقل)
NADP ++ +2H NADP +H+
- يتبين من المعادلتين أن الإلكترونات المفقودة من ( PSI ) أثناء تهيجه تستقبل من طرف المستقبل الفيزيولوجي الطبيعي للإلكترونات ( NADP+ ) .
3.ب. مصآلية انتقال الإلكترونات في السلسلة التركيبية الضوئية:
- استغلال الوثيقتين ( 10 و 11 ص : 188- 189 ) .
1. تعليل فقدان الإلكترونات من النظام الضوئي (PSII) في المعادلة (1) :
- فقدان الإلكترونات من النظام الضوئي (PSII) يكون نتيجة تهيجة باستقبال الطاقة من الاصبغة الهوائية .
2. المقارنة بين (T1) و (T2) :
- الناقل (T2) ذي كمون أكسدة و إرجاع (0.0 فولط )أكبر كمون أكسدة وإرجاع T1(- 0.8 فولط )
- التعليل : انتقاله اللـ يتم من الناقل ذي كمون المنخفض إلى الناقل ذي كمون المرتفع .
3. الفرق الأساسي بين (T1) و (T2) فيما يخص آلية النقل :
- إن الناقل (T1) يقوم بنقل اللـ و اللـ H+ بينما الناقل (T2) ينقل الإلكترونات فقط .
4. امثيل بقية السلسلة التركيبية الضوئية ( من 3NADP T ) :
- من T2 3 T:
- من T3 PSI:
- من PSI :
- من :
- من :
3.جـ.مصير البروتونات (H+) المتراكمة داخل تجويف التيلاكويد :
- أثناء انتقال اللـ عبر السلسلة التركيبية الضوئية تتحرر منها طاقة تستعمل في نقل الـ (H+) من الحشوة إلى داخل تجويف التيلاكويد بواسطة الناقل ((T2 الذي يقوم بدور المضخة لإدخال الـ (H+) من الحشوة إلى تجويف التيلاكويد مما يؤدي إلى تكون فرق في تركيز البروتونات (H+) : نقل فعال .
* الإشكالية : فماهو مصير هذه الـ (H+) التي يتم إدخالها إلى تجويف التيلاكويد إلى جانب الـ (H+) الناتجة عن تحلل الماء ؟
- لحل هذه الإشكالية نستعرض تجربة :André gendaf و ذلك إعتمادا على النظرية الكيموأسمورنية للعامل ميتشال حيث : تم إجراء التجربة بوضع تيلاكويد ( كيسيات ) معزولة في الظلام و في وسط ذو PH محدد و يحتوي على ADP و Pi .
- استغلال الوثيقة (12) ص ( 190) .
1. الذي يمكن قوله عن PH :
- المرحلة (1) : تماثل PH الوسط و PH تجويف التيلاكويد .
- المرحلة (2) : PH الوسط أقل من PH تجويف التيلاكويد ( الوسط أكثر حموضة ) .
- قيمة (PH) تعبر عن تركيز البروتينات حيث يتناسبان عكسيا ( أي أنه كلما زاد تركيز H+ انخفضت قيمة الـ PH و العكس صحيح ).
2. تفسير اختلاف (PH) الوسط عن (PH) تجويف التيلاكويد في المرحلة 2 تركيز شوارد H+ في تجويف التيلاكويد .
3. تعليل تغير (PH) تجويف التيلاكويد في المرحلة (3) : يعود هذا التغير إلى انتقال الـ H+ من الوسط إلى تجويف التيلاكويد .
4. تعليل إضافة الـ ( NaoH ) الوسط هو رفع قيمة (PH) الوسط و ذلك لإحداث فرق في PH ( فرق في تركيز H+ بين داخل و خارج التجويف ) .
5. آلية تركيب ( ATP ) :
إن تركيب الـ ATP ثم بواسطة إنزيم ( synthéase ATP ) انطلاقا من ADP و Pi باستعمال طاقة مستمدة من خروج الـ H+ غير هذا الإنزيم .
- المعـادلـة الإجمـاليـة :
خوخة- عضو ممتاز
- عدد المساهمات : 400
نقاط : 43221
تاريخ التسجيل : 11/11/2009
صفحة 1 من اصل 1
صلاحيات هذا المنتدى:
لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى