المناهج

ما هي دورة كالفن Calvin

ما هي دورة كالفن Calvin

تعتبر دورة كالفن جزءًا من عملية البناء الضوئي  ، وفي هذه العملية تستخدم النباتات التغذية الذاتية لتكوين العناصر

الغذائية ، وذلك من خلال كل من أشعة الشمس وثاني أكسيد الكربون ، وفي الواقع تم اكتشاف هذه العملية لأول مرة على

يد عالم الكيمياء الحيوية الأمريكي الدكتور ملفين كالفن ، وذلك في عام  1957.

دورة كالفن Calvin في النبات

خطوات دورة كالفن Calvin

في مراحل عملية البناء الضوئي يتم توفير الطاقة الواجب توافرها للقيام بالتفاعلات الكيميائية ، ويتم هذا من خلال عملية توليد السكر ، وهذه المركبات الكيميائية تحتوي على طاقة تم التقاطها من الشمس، وتحتوي دورة كالفن على ثلاثة

خطوات رئيسية ، وهما :

  • خطوة تثبيت الكربون ، هذه الخطوة توضح لنا كيف تحدث عملية البناء الضوئي ، حيث فيها يتم جمع جزيء مع

أخر ، وبعد ذلك يتم تقسيم المركب الناتج منهم إلى جزيئين مكونين من مركب ثلاثي الكربون ، وهو حمض الفوسفوجليكريك .

  • أما خطوة الاختزال ، هذه هي المرحلة الثانية من دورة كالفن ، وفيها يتم تحويل جزيئات تم إنشاؤها بالفعل من خلال تثبيت الكربون ، وتحويله إلى جزيئات مكونة من السكر البسيط ، والتي تسمى فوسفات الجلسيرالديهيد ، حيث تحول النباتات الطاقة من ضوء الشمس إلى جزيئات تخزين طويلة الأمد، مثل السكريات .
  • خطوة التجديد ، تذهب بعض الجزيئات لإنتاج الجلوكوز ، بينما يتم إعادة تدوير البعض الآخر ، وهذا لتجديد مركب يستخدم لقبول جزيئات الكربون الجديدة ، وهذه الخطوة من الخطوات المعقدة للغاية ، وتتطلب تكراراها لكي يتم صنع جزيء واحد

من الجلوكوز.

تلخيص خطوات حلقة كالفن Calvin

الخلاصة بالنسبة فيما يخص خطوات حلقة كالفن نجد أن كل كائن حي موجود على كوكب الأرض يعتمد بشكل أساسي على حلقة كالفن ، فعلى سبيل المثال تعتمد النباتات على دورة كالفن للحصول على الطاقة والغذاء .

والكائنات الحية الأخرى ، تعتمد عليها أيضًا ، ولكن بشكل غير مباشر حيث أنها تعتمد على النباتات في الغذاء أيضًا ، وحتى الكائنات الحية التي تأكل الكائنات الحية الأخرى ، مثل الحيوانات آكلة اللحوم ، تعتمد على حلقة كالفن ، وبدون هذه الحلقة،

لن يكون هناك المزيد من الطعام ، والطاقة ، والمغذيات التي قد يحتاج إليها هؤلاء الكائنات للبقاء على قيد الحياة.

ما هو تأثير الاحتباس الحراري على عملية البناء الضوئي

المناخ الاحترازي يؤثر بدون شك على عملية التمثيل الضوئي ، وذلك من خلال التأثيرات الحرارية ، ويحدث هذا عن طريق

تغيير رطوبة التربة ، مما ينتج عنه اثار الاحتباس الحراري في عملية البناء الضوئي ، وهذه التأثيرات تظهر على المناطق الشاسعة ، والتي تكون فيها فترات بها رطوبة التربة محدودة في اكتساب الكربون .

وتزيد هذه التأثيرات السلبية عند انتقال الغابات الشمالية الجنوبية ، على سبيل المثال من فترات الأمطار إلى فترات الجفاف ، ويحدث هذا خلال موسم النمو ، وهذا ينتج عنه تأثر الكثير من الأشجار المعتدلة والشمالية ، وهذا يؤدي إلى زيادة درجة

الحرارة ، ومنها زيادة التمثيل الضوئي .

ويؤثر على صافي الضوء المنتشر حول الأوراق ، فينخفض التمثيل الضوئي المشبع بالضوء خلال فترات الجفاف أكثر من

فترات الأمطار ، لذا نجد أن النباتات الدافئة تكون عادة أقل حدة من النباتات في درجات الحرارة المنخفضة.

ربط التنفس الخلوي والتمثيل الضوئي

عند التحدث عن اختلاف عملية البناء الضوئي عن التنفس ، نجد أن التمثيل الضوئي ينتج الجلوكوز المستخدم في

التنفس الخلوي ، ويتم تحويل هذا الجلوكوز مرة أخرى إلى ثاني أكسيد الكربون ، والذي نحتاجه بدون شك في عملية البناء الضوئي .

وأثناء تكسير الماء لتكوين الأكسجين أثناء عملية البناء الضوئي ، يتحد الأكسجين مع الهيدروجين لتكوين الماء ، ويتطلب

التنفس الخلوي الأكسجين ، ويطلق ثاني أكسيد الكربون ، والأكسجين المنطلق هو ما نقوم باستخدامه نحن ، والكائنات

الحية الأخرى للقيام بعملية التنفس الخلوي .

وأثناء عملية التنفس الخلوي نتنفس هذا الأكسجين وينتقل بدوره إلى الدم ومنه إلى جميع الخلايا ، وهذا ما يساعدنا على عملية التنفس الخلوي ، حيث أن التنفس الخلوي يعمل بشكل أفضل في وجود الأكسجين فكل من التنفس الخلوي ،

والتمثيل الضوئي جزءًا لا يتجزأ ، ومهمًا من دورة الكربون .

وعندما نذكر الفرق بين البناء الضوئي والتنفس الخلوي ، فيجب أن نذكر دورة الكربون وهي عبارة عن مسارات يتم من خلالها إعادة تدوير الكربون في طبقة الغلاف الجوي نفسها ، وخلال هذه الدورة يقوم التنفس الخلوي بإطلاق ثاني أكسيد

الكربون للبيئة .

أما عملية التمثيل الضوئي تسحب ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي ، ويساعد تبادل كل من ثاني أكسيد الكربون ، والأكسجين خلال عملية التمثيل الضوئي على إبقاء الأكسجين الجوي ، وثاني أكسيد الكربون عند مستويات مستقرة.

ومن الجيد أن دورة البناء الضوئي والتنفس الخلوي يحافظوا على توازن الأكسجين ، وثاني أكسيد الكربون فنجد التمثيل

الضوئي ينتج الأكسجين لكي يعمل على تجديد الأكسجين ، وهذا مفيد للغاية بالنسبة للكائنات الحية أثناء التنفس ، أما عن ثاني أكسيد الكربون ، والذي يُعد العنصر الناتج أثناء التنفس هو أحد المواد الهامة التي تحتاجها النباتات ، وهذا لكي تقوم بإجراء

عملية التمثيل الضوئي .

لذلك يعتبر كل من عملية البناء الضوئي ، والتنفس الخلوي جزءًا واحدًا من علاقة متبادلة ، ومنفعة مشتركة ولا يمكن أن يحدث التنفس الخلوي بدون عملية التمثيل الضوئي ، وبدون شك لا يمكن أن يحدث التمثيل الضوئي بدون مساعدة من التنفس

الخلوي.

ما هي منتجات دورة كالفن Calvin

كما ذكرنا سابقًا أن كل دورة من دورات كالفن تحتاج جزيء واحد من الكربون ، وهذا الجزيء يمكن استخدامه لصنع السكر ،

وفي الحقيقة أن الأمر يستغرق ثلاث دورات من دورة كالفن ، وهذا لتكوين جزيء واحد فقط من فوسفات الجلسيرالديهيد .

وبعد ست دورات من دورة كالفن، يمكن بكل سهولة دمج جزيئين من فوسفات الجلسيرالديهيد ، وهذا لكي يتم صنع جزيء جلوكوز ، وفي هذه الدورة يتم تقليل حمض فوسفوجليسيريك ، وإضافة الإلكترونات لإنتاج فوسفات الجلسيرالديهيد ، ويمكن

في غضون ذلك أن يتم قبول ذرة جديدة من الكربون في الجو ، وذلك من ثاني أكسيد الكربون.

السابق
ما هو تفسير طفو الابرة فوق سطح الماء؟
التالي
عوامل الاتزان الكيميائي