البلاستيدات الخضراء (الكلوروبلاست): التركيب والوظيفة في عملية التركيب الضوئي — الثالثة ثانوي (بكالوريا) علوم طبيعة وحياة

الأهداف التعليمية

• التعرف على تركيب البلاستيدات الخضراء (الكلوروبلاستات).
• فهم علاقة التركيب بالوظيفة في عملية التركيب الضوئي.
• دراسة مراحل التركيب الضوئي في الثايلاكويدات والستروما.
• تحليل تمارين بكالوريا.

I. البلاستيدات الخضراء (Chloroplastes)

1. تعريف

البلاستيدات الخضراء هي عضيات خلوية موجودة في الخلايا النباتية والطحالب، مسؤولة عن عملية التركيب الضوئي التي تحول الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية.

2. البنية الداخلية

• الغشاء المزدوج: غشاء خارجي وغشاء داخلي يحيطان بالعضية.
• الستروما (الحشوة): سائل لزج يحتوي على إنزيمات دورة كالفن وريبوزومات و DNA خاص.
• الثيراكويدات: أغشية على شكل أقراص مسطحة تحتوي على صبغات اليخضور والكاروتينات.
• الجرانا: أكوام من الثيراكويدات المتجمعة.

3. الصبغات اليخضورية

• اليخضور a: الصبغة الرئيسية، لونها أخضر مزرق، تمتص الضوء الأزرق والأحمر.
• اليخضور b: صبغة مساعدة، لونها أخضر مصفر.
• الكاروتينات: صبغات برتقالية وصفراء تحمي اليخضور من الأكسدة الضوئية.

II. دور البلاستيدات الخضراء في التركيب الضوئي

1. التفاعلات الضوئية (في غشاء الثيراكويدات)

• امتصاص الضوء ونقل الإلكترونات عبر Photosystème II و I.
• الفسفرة الضوئية: إنتاج ATP بواسطة ATP-synthase.
• اختزال NADP⁺ إلى NADPH, H⁺.
• التحلل الضوئي للماء: 2H₂O → 4H⁺ + 4e⁻ + O₂ (إطلاق الأكسجين).

2. التفاعلات اللاضوئية (دورة كالفن — في الستروما)

1. التثبيت الكربوني: تثبيت CO₂ على RuBP بواسطة Rubisco.
2. الاختزال: تحويل PGA إلى G3P باستخدام ATP و NADPH.
3. تجديد RuBP: لإعادة تدوير المركبات.

III. تمارين بكالوريا محلولة

التمرين 1: تحليل تجربة (بكالوريا 2021)

تم وضع نبات مائي (الإيلوديا) في أنبوب اختبار، ثم عرض للضوء. قياس الأكسجين المنطلق:
التجربة أ: ضوء أحمر + مثبط لسلسلة نقل الإلكترونات → توقف O₂.
التجربة ب: ضوء أزرق + درجة حرارة منخفضة → انخفاض O₂.

التفسير:
أ: مثبط سلسلة نقل الإلكترونات يوقف تدفق الإلكترونات وبالتالي يتوقف التحلل الضوئي للماء.
ب: الضوء الأزرق ممتص بقوة من اليخضور، لكن انخفاض الحرارة يبطئ التفاعلات الإنزيمية في دورة كالفن.

التمرين 2: مقارنة (بكالوريا 2022)

قارن بين بنية الميتوكوندريا والبلاستيدة الخضراء.

الحل: كلاهما يمتلك غشاء مزدوج. البلاستيدة تحتوي على أغشية ثيراكويدية بينما الميتوكوندريا تحتوي على أعراف. البلاستيدة تنتج ATP و NADPH باستخدام الضوء وتستهلك CO₂ وتنتج O₂، بينما الميتوكوندريا تستهلك O₂ وتنتج CO₂.

الخلاصة

البلاستيدات الخضراء تحول الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية عبر مرحلتين متكاملتين: التفاعلات الضوئية في الثيراكويدات والتفاعلات اللاضوئية (دورة كالفن) في الستروما.

📍 دروس مشابهة

• التركيب الضوئي — الثالثة ثانوي علوم
• الجهاز البولي — الأولى ثانوي علوم