التحولات الطاقوية على مستوى ما فوق البنية الخلوية

لمجال التعليمي ( 02 ) : التحولات الطاقوية على مستوى ما فوق البنية الخلوية .الوحدة التعليمية ( 1 ) : آليات تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية - النبات الأخضر يؤدي و وظيفة حيوية تتمثل في عملية التركيب الضوئي ، و التي من خلالها يتم تركيب جزئيات عضوية مخزنة للطاقة ( طاقة كيميائية كامنة ) . أي أنه يقوم بتحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية كامنة فمن مركبات عضوية وفق جملة من التفاعلات الكيميوحيوية المتسلسلة بآليات دقيقة و محددة .• الإشكالية العامة : فما هو مقر هذه التحولات الطاقوية ؟ و ماهي مراحل و آليات هذه التحولات ؟1-1- التذكير بالمكتسبات : التركيب الضوئي ظاهرة حيوية يتم من خلالها صنع جزئيات عضوية ، و لا يتم هذه الظاهرة إلا بتوفر شروط معينة . - الإشكالية : فماهي شروط حدوث عملية التركيب الضوئي ؟ • من الوثيقة (1) ص (175) : نستخلص أن اليخضور ضروري لحدوث عملية التركيب الضوئي ( تركيب النشاء ) .• من الوثيقة (2) ص ( 175 ) : - المقارنة بين شكلي الوثيقة (2) : - الشكل (1) : تشكل مادة النشاء على مستوى الصانعات الخضراء لكون الورقة الخضراء معرضة للضوء .- الشكل (2) : عدم تشكل مادة النشاء على مستوى الصانعات الخضراء لكون الورقة الخضراء غير معرضة للضوء ( في الظلام ) .• الاستنتاج : الضوء ضروري لحدوث عملية التركيب الضوئي .- من الوثيقة (3) ص (176) : - تحليل النتائج : - في وجود الضوء : نلاحظ تناقص في تركيز Co2 في الوسط مقابل تزايد في تركيز O2 .- في غياب الضوء : نلاحظ تناقص في تركيز O2 في الوسط مقابل تزايد في تركيزCo2 . - الاستخلاص : يتم أثناء عملية التركيب الضوئي امتصاص Co2 و طرح O2 .• تطبيق : اعتماد على نتائج التجارب السابقة و معارفك حول عملية التركيب الضوئي .1. استخرج مظاهر و شروط عملية التركيب الضوئي و مقرها .2. لخص عملية التركيب الضوئي بمعادلة إجمالية .3. أنجز مخططا يلخص مجموع مظاهر عملية التركيب الضوئي و شروط حدوثها . الحل : 1- التركيب الضوئي : آلية تسمح بتحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية تخزن في تشكل جزئيات عضوية كالنشاء و التي يتطلب حدوثها الشروط التالية : - الضوء – اليخضور – الماء (Ho2) – غاز ((Co2 .- مظاهرها : امتصاص Co2و طرح. O2 - مقرها : الصانعة الخضراء . 2. معادلة التركيب الضوئي : 2 2 6 12 6 3. المخطط ( أنظر ص 72 ) من الدليل .1-2- ما فوق البنية الخلوية للصانعة الخضراء : - من خلال النشاط السابق إتضح أن عملية التركيب الضوئي تحدث على مستوى الصانعة الخضراء. - الإشكالية : - فكيف تظهر الصانعة الخضراء بالمجهر الالكتروني ؟ - و ماهو تركيبها الكيميائي ؟ - و كيف تتوضع مختلف مكوناتها ؟ 1-2-أ- بنية الصانعة الخضراء : الوثيقة 1 ص 177 - للصانعة الخضراء بنية جبرية منظمة كالآتي : - تحاط بغشائيين ( خارجي و داخلي ) بينهما فراغ .- التجويف الداخلي للصانعة الخضراء يتمثل في الحشوة .- تراكيب غشائية داخلية تشكل أكياس مسطحة ( التيلاكوئيد ) و التي نميز فيها الكييسات ( غرانا ) و الصفائح الحشوية .1-2-ب- التركيب الكيميوحيوي للصانعة الخضراء : تسمح فصل مكونات الصانعة الخضراء و إجراء التحليل الكيميائي لكل من الحشوة و التيلاكوئيد من الحصول على النتائج الموضحة في الجدول التالي : الجدول أنظر ص (177) من الكتاب المدرسي يكتب الجدول .- مقارنة مكونات الحشوة و أغشية التيلاكوئيد : - أغشية التيلاكوئيد تحتوي على أصبغة التركيب الضوئي ( اليخضور و أشباه الجزرين و كذلك جهاز إنزيمي بما في ذلك (ATP) ستيتاز .- الحشوة تحتوي على مواد أيضية وسيطة لتركيب المواد العضوية كنوافل éوالـ و كذلك عدد من الإنزيمات .• الاستنتاج : اختلاف التركيب الكيميوحيوي لكل من أغشية التيلاكوئيد و الحشوة يعود إلى كون كل منهما له وظيفة خاصة في سيرورة عملية التركيب الضوئي . 1-2-جـ- ما فوق بنية التيلاكوئيد : - استغلال الوثيقة (2) ص (178) . - يتكون غشاء التيلاكوئيد من صفين متقابلين من جزئيات الفسفولبيد و التي يتخللها جزئيات بروتينية تتمثل في : - الأنظمة الضوئية : ( PSI و PSII ) - نوافل للالكترونات تقوم بنقل اللـ نميزفيها ( T1-T2-T3 ) تابعة للـ PSII و تابعة لـPSI - أنزيم ATP سنتار على شكل كرية مذبة ( يقوم بتركيب ATP ) .- بنية النظام الضوئي : هو معتمد بروتيني كبير يحتوي على عدد من السلاسل البيبتدية و عدد كبير من الأصبغة ( اليخضورية و الجزرية ) . - 1-2-د-طبيعة التفاعلات الكيميائية للتركيب الضوئي : إن التفاعلات الكيميائية للتركيب الضوئي يمكن تلخيصها في المعادلة الإجمالية التالية : المعــادلــة ص 179- من خلال المعادلة يتضح أن : - التفاعلات ظاهرة التركيب الضوئي هي : تفاعلات أكسدة ( التفاعل1)و تفاعلات إرجاع(التفاعل2)- إن اختلاف دور كل من التيلاكويد و الحشوة يعود إلى اختلاف تركيبيها الكيميائي حيث : - تفاعل الأكسدة ( تفاعل 1) يتم على مستوى غشاء التيلاكويد ، لوجود اليخضور (النظامان الضوئيان ) PSI و PSII - تفاعل الإرجاع ( تفاعل 2 ) يتم على مستوى الحشوة لوجود إنزيم المثبت لـ Co2 .1-2-هـ- مراحل عملية التركيب الضوئي : - استغلال الوثيقة (3) ص ( 197 ) :- من الشكل (1) : إن شروط انطلاق O2 تتمثل في الضوء و اليخضور ( التيلاكويد ) من الشكلين (1) و (2) فإن شروط حدوث المرحلتين (أ) و(ب) هي :- المرحلة (أ) : يتطلب حدوثها الضوء و اليخضور مؤدية إلى انطلاق O2 من أغشية التيلاكويد . - المرحلة (ب) : يتطلب حدوثها توفر Co2حيث يتم امتصاصه لتركيب السكر في الحشوة . - تسمية المرحلتين (أ) و (ب) : - المرحلة (أ) : المرحلة الكيميوضوئية .- المرحلة (ب) : المرحلة الكيميوحيوية . - المرحلة الكيميوحيوية لا يتطلب حدوثها الضوء و لكنها تتم في وجود الضوء .- التعليل : - في الشكل (2) : تم تثبيت Co2 و تركيب السكر في غياب الضوء ( لا يتطلب حدوثها الضوء ) . - في الشكل (3) : تم تثبيت مع Co2انطلاق O2 و هذا يدل حدوثها في وجود الضوء .1-3- تفاعلات المرحلة الكيميوضوئية :- إن التفاعلات التي تتم على مستوى التيلاكويد تحتاج إلى ضوء و تكون مصحوبة بانطلاق O2 تدعى : المرحلة الكيميوضوئية .* الإشكالية : فماهي شروط عمل التيلاكود ؟ و ماهي آلية حدوث هذه المرحلة ؟ 1-3-أ- شروط التيلاكوند : * التجربة الأولى : النص + الوثيقة (1) ص (180) .1. تحليل المنحنى : - من : نلاحظ ثبات تركيز O2 في الوسط و الذي يدل على عدم طرحه لغياب الضوء .- : نلاحظ تزايد تركيز O2 في الوسط و الذي يدل على طرحه - : نلاحظ تزايد كبير في تركيز O2 و الذي يدل على طرحه في المستقبل و الضوء .- : نلاحظ تزايد كبير في تركيز O2 و الذي يدل على طرحه بكمية كبيرة بتزايد تركيز المستقبل . النتيجة : انطلاق O2يتطلب وجود الضوء و مستقبل للالكترونات و تتزايد كمية O2 المنطلقة يتزايد تركيز المستقبل .2- حدث إرجاع المستقبل و الذي يدل على ذلك هو تحول لون محلول الوسط من البني المحمر إلى اللون الأخضر . 3- شروط انطلاق O2 تتمثل في : الضوء و مستقبل للالكترونات .• التجربة الثانية : استغلال الوثيقة (2) ص (181) : 1- أطول الموجات الضوئية الأكثر تأثير فهي الموجات الطرفية البنفسجية ( في حدود 400) و الحمراء ( في حدود 680 - 700 n m ) . 2- المقارنة بين منحنيي الوثيقة .- نلاحظ توافق تام بين نسبة الامتصاص و شدة التركيب الضوئي .- الاستنتاج : الموجات الضوئية الأكثر امتصاصا هي الأكثر تأثيرا في (ش ت ض) . • التجربة الثالثة : استغلال الوثيقة (3) ص (181) .1. التحليل المقارن للمنحيين (1و2) : - من ز0 ز1 : نلاحظ ثبات تركيز كل من O2 و ATP في الوسط و الذي يدل على عدم طرح O2 و عدم تركيب ATP لغياب الضوء .- من ز1 ز2 : نلاحظ تزايد طفيف في تركيز كل O2 و ATP و الذي يدل على طرح O2 و تركيب ATP بكمية ضئيلة في وجود الضوء و غياب Pi + ADP .- من ز2 ز3 نلاحظ تزايد تزايد كبير في تركيز كل من O2 و ATP و الذي يدل على طرح O2 و تركيب ATP بكمية مبعثرة بإضافة ADP و Pi و الضوء .- انطلاقا من ز3 : نلاحظ ثيات تركيز كل من O2و ATP لغياب الضوء و نفاذ كميةADP + Pi المحقونة .2. يتمثل تأثير ADP و Pi في تسريع عملية التركيب الضوئي ( تزايد طرح O2و تركيب ATP ).* التجربة الرابعة : استغلال الوثيقة (4) ص (182) .1- أن غاز Co2 غير ضروري لعمل التيلاكويد حيث تم انطلاق O2 في غياب Co2 .2- لا يعتبر Co2 شرط عمل ضروري التيلاكويد ، و إنما شرط ضروري لعمل الحشوة .3- شروط عمل التيلاكويد ( انطلاق O2) تتمثل في : - الضوء – مستقبل للـ - ADP و Pi 1-3-ب-آلية عمل التيلاكويد : 1-3-ب-1- إظهار مصدر الأكسجين المنطلق : - استغلال الجدول ص (183) .- المعلومات المستخلصة من الجدول هي : O2 المنطلق أثناء عملية التركيب الضوئي مصدره (( H2o الممتص و ليس Co2 . 1-3-ب2-مصدر الإلكترونات لإرجاع المستقبل الاصطناعي( شوارد الحديد ) : من خلال التجربة الأولى ( 1. 3. أ ) يمكن تلخيص التفاعلات التي حدثت بالمعادلة التالية :