ما هي دورة كالفن Calvin

كتابة ابتسام مهران آخر تحديث: 30 أكتوبر 2020 , 12:41

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. [1]

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  [1]، 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 .
  • 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 . [2]

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 . [1]

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 . [3]

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 . [4]

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 . [5]

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 . [2]

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق