الإجابة هي: وذلك لأنه يعمل على تحويل جزيئات الغير عضوية إلى جزيئات عضوية يتم استخدامها في الخلية.
وظيفة إنزيم روبيسكو الأساسية أنه يشارك في حلقة كالفن أثناء عملية البناء الضوئي، وأهميته تتمثل فيما يلي:
- يعمل على تثبيت ثاني أكسيد الكربون (CO₂) من الجو.
- يحول جزيئات غير عضوية (مثل CO₂) إلى جزيئات عضوية مثل الجلوكوز، التي تستخدمها الخلية كمصدر للطاقة والبناء.
- السبب في أهميته: لأنه يمثل خطوة البداية في تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية مخزنة في الروابط الكيميائية للجزيئات العضوية، أي أنه مفتاح إنتاج الغذاء في النباتات وباقي الكائنات الحية التي تعتمد عليها.
1. تعريف إنزيم روبيسكو
- الاسم الكامل: Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase.
- يُعد أحد أهم الإنزيمات في العالم لأنه مسؤول عن تثبيت ثاني أكسيد الكربون خلال البناء الضوئي.
- يوجد في البلاستيدات الخضراء داخل خلايا النباتات والطحالب وبعض البكتيريا.
2. دوره في حلقة كالفن
حلقة كالفن هي المرحلة التي تتحول فيها الطاقة الشمسية الملتقطة في الضوء إلى جزيئات عضوية (مثل الجلوكوز)، وتتمثل خطوات روبيسكو الأساسية:
- تثبيت CO₂: يربط إنزيم روبيسكو جزيء ثاني أكسيد الكربون مع جزيء Ribulose-1,5-bisphosphate (RuBP).
- تكوين مركبات قابلة للتحول: تتكون مركبات 3-فوسفوجليسيرات (3-PGA)، وهي جزيئات عضوية أولية.
- استخدام الطاقة لإنتاج الجلوكوز: تُحوّل 3-PGA لاحقًا إلى جلوكوز وسكر آخر باستخدام ATP وNADPH الناتجين من مرحلة الضوء في البناء الضوئي.
3. أهمية إنزيم روبيكسو
- تحويل الكربون غير العضوي إلى عضوي: يسمح بوجود غذاء لجميع الكائنات الحية التي تعتمد على النباتات.
- مفتاح دورة الكربون العالمية: بدون روبيسكو، لن يتم تثبيت CO₂ ولن تنتج النباتات السكريات.
- مستوى وفرة الإنزيم: يشكل غالبًا 30–50٪ من البروتينات في أوراق النباتات! ما يدل على أهميته الكبرى.
يعد إنزيم روبيسكو Rubisco واحدًا من أهم الإنزيمات الحيوية في حلقة كالفن لأنه: يعمل على سرعة ضخ أيونات +H عبر غشاء الثايلاكويد Thylakoid يحفز مجموعة الفوسفات على تكوين جليسراً لدهايد 3- الفوسفات (G3P). يحول جزيئات CO2 غير العضوية إلى جزيئات عضوية تستخدمها الخلية. يعمل على تثبيت CO2 مع سكر الرايبولوز الخماسي.؟
الإجابة هي: وذلك لأنه يعمل على تحويل جزيئات الغير عضوية إلى جزيئات عضوية يتم استخدامها في الخلية.
يحوّل جزيئات ثاني أكسيد الكربون (CO₂) غير العضوية إلى جزيئات عضوية مثل 3-فوسفوجليسيرات (3-PGA)، والتي تستخدمها الخلية لاحقًا لإنتاج الجلوكوز وغيره من المركبات العضوية اللازمة للطاقة والبناء الخلوي.
- رغم أن الإنزيم يقوم أيضًا بتثبيت CO₂ مع سكر الرايبولوز-1،5-ثنائي الفوسفات (RuBP)، إلا أن الهدف النهائي والأهم هو إنتاج جزيئات عضوية قابلة للاستخدام داخل الخلية.
- هذا التحويل هو ما يجعل النباتات قادرة على إنتاج غذائها، ويشكل أساسًا لسلسلة الغذاء في الطبيعة.
تحدث تفاعلات حلقة كالفن calvin cycle في جزء من البلاستيدات الخضراء يسمى الغرانا grana؟
الإجابة هي: خطأ.
تفاعلات حلقة كالفن (Calvin Cycle) تحدث في الستروما (Stroma)، وهو السائل الموجود داخل البلاستيدات الخضراء. أما الغرانا (Grana) فهي عبارة عن أقراص متراكمة من الثايلاكويدات (Thylakoids)، وتحدث فيها تفاعلات الضوء التي تنتج ATP وNADPH الضروريين لحلقة كالفن.
حلقة كالفن يتم فيها تخزين الطاقة في جزيئات عضوية مثل الجلكوز؟
الإجابة هي: صواب.
حلقة كالفن (Calvin Cycle) هي المرحلة المعتمدة على الضوء في عملية البناء الضوئي، لكنها تحدث في الستروما داخل البلاستيدات الخضراء. والهدف الرئيسي من حلقة كالفن هو تحويل الطاقة الكيميائية المخزنة في ATP وNADPH (التي تم إنتاجها في تفاعلات الضوء) إلى جزيئات عضوية مثل:
- الجلوكوز (Glucose)
- الجليسرالدهيد-3-فوسفات (G3P)
- هذه الجزيئات العضوية تُستخدم لاحقًا كمصدر للطاقة في الخلية أو لبناء المركبات الحيوية الأخرى مثل النشويات والسكريات.
