books power transmission models
If you do not find what you're looking for, you can use more accurate words.
نماذج نقل الطاقة (Info)
النموذج التقليدي، شبه الكلاسيكي، نموذج يصف عملية نقل الطاقة الضوئية كعملية تقفز فيها طاقة التهيج من جزيئات الصباغ الملتقطة للضوء إلى جزيئات مركز التفاعل خطوة بخطوة أسفل سلم الطاقة الجزيئية.
فعالية الفوتونات ذات الأطوال الموجية المختلفة تعتمد على أطياف الصباغ الضوئي الممتصة في النظام. الكلوروفيل يمتص موجات الضوء البنفسجية-الزرقاء والحمراء من الطيف، في حين تلتقط الصبغات المساعدة موجات أخرى كذلك. والجزيئات الممتصة للضوء (فيكوبيلين phycobilin) في الطحالب الحمراء تمتص الضوء الأزرق-الأخضر الذي يخترق المياه إلى مناطق أعمق من الضوء الأحمر، ويمكنهم ذلك من التوليف الضوئي في المياه العميقة. كل فوتون ممتص يسبب تشكيل أكسيتون (إلكترون مهيج إلى مستوى طاقة أعلى) في جزيء الصباغ. طاقة الأكسيتون تنقل إلى جزيء كلوروفيلي ثاني (P680 حيث P تعبر عن الصباغ و 680 تعبر عن الحد الأعلى للامتصاص عند طول موجة 680 نانومتر)في مركز التفاعل في النظام الضوئي الثاني عبر نقل طاقة الرنين. P680 يمكنه أيضا امتصاص الفوتون مباشرة عند الطول الموجي المناسب.
التفكك الضوئي يحدث خلال عملية التمثيل الضوئي في سلسلة من الأحداث تقودها الأكسدة. الإلكترون المنشط (الأكسيتون) من P680 يتم امتصاصه من إلكترون ابتدائي مستقبل في سلسلة نقل الإلكترون في عملية التمثيل الضوئي، من ثم النظام الضوئي الثاني. ومن أجل تكرار التفاعل، يحتاج الإلكترون في مركز التفاعل إلى التجديد. هذا يحدث عن طريق أكسدة المياه في حالة البناء الضوئي الأوكسجيني. مركز التفاعل فاقد الإلكترون في النظام الضوئي الثاني (P680 *) هو أقوى عامل بيولوجي مؤكسد مكتشف، وهو يسمح للنظام بتحطيم الجزيئات مثل جزيئات الماء المستقرة.
تفاعل انقسام الماء يتم تحفيزه بمركب متطور من الأكسجين في النظام الضوئي الثاني. وهذا المركب غير عضوي يحتوي على أربع أيونات منغنيز بالإضافة إلى الكالسيوم وأيونات الكلوريد والعوامل المساعدة. جزيئان من جزيئات الماء يرتبطان بحلقة منغنيز، وبعد ذلك يخضعان لسلسلة من اربع عمليات تفقد فيها الكترونات (الأكسدة) لتجديد مركز تفاعل النظام الضوئي الثاني. في نهاية هذه الدورة، تتولد جزيئات أكسجين حرة(O2) والهيدروجين الموجود في جزيئات الماء يتم تحويله إلى أربعة بروتونات تطلق في تجويف الثايلاكويد.
هذه البروتونات بالإضافة إلى بروتونات إضافية تم ضخها عبر غشاء الثايلاكويد المقرون بسلسلة نقل الإلكترون، تشكل انحدار البروتون عبر الغشاء الذي يؤدي إلى الفسفرة الضوئية (photophosphorylation) وبالتالي توليد طاقة كيميائية على شكل أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP). تصل الالكترونات إلى مركز التفاعل P700 في النظام الضوئي الأول حيث يتم تنشيطها ثانية عن طريق الضوء. تنتقل الالكترونات إلى نهاية سلسلة نقل الإلكترون وفي النهاية تتحد مع الانزيم المساعد NADP+ بينما تتحد البروتونات خارج الثايلاكويد مع NADPH. وبالتالي، يمكن كتابة صافي تفاعل الأكسدة للتحلل الضوئي للماء على النحو التالي :
2H2O + 2NADP+ + 8 photons (light) 2NADPH + 2H+ + O2
تغير الطاقة الحرة (ΔG) لهذا التفاعل يساوي 102 كيلو سعر حراري لكل مول. وبحيث أن طاقة الضوء عند الطول الموجي 700 نانومتر هي حوالي 40 كيلوسعر حراري لكل مول فوتونات، يتوفر حوالي 320 كيلوسعر حراري من الطاقة الضوئية لهذا التفاعل. ولذلك، ما يقارب ثلث الطاقة الضوئية المتاحة يتم التقاطها على شكل NADPH خلال عملية التحليل الضوئي ونقل الإلكترون. كمية مساوية من الأدينوسين ثلاثي الفوسفات ATP يتم توليدها من قبل انحدار بروتون الناتج. يتم إطلاق الأكسجين إلى الجو كمنتج ثانوي حيث يصبح لا جدوى منه للتفاعل.
في عام 2007 اقترح غراهام فليمنغ Graham Fleming نموذج الكم، والذي يتضمن إمكانية أن ينطوي نقل طاقة التركيب الضوئي على تذبذبات الكم، شارحا كفاءته العالية الغير معتادة.
وفقا لفليمينغ هناك دليل مباشر على أن تماسك الكمات الإلكترونية الموجية طويلة الأمد يلعب دورا هاما في عمليات نقل الطاقة خلال عملية التمثيل الضوئي، والتي يمكن أن تفسر الكفاءة القصوى لنقل الطاقة لأنها تمكّن النظام من معاينة جميع مسارات الطاقة الممكنة، مع خسارة منخفضة، واختيار المسار الأكفأ.
