عملیه ترکیب ضیایی یا فوتوسنتز از دو کلمه گرفته شده است، فوتو به معنی (نور) و سنتیز به معنای ترکیب است. عملیه ترکیب ضیایی عملیه است که نباتات از آب و کاربن دای اکساید در موجودیت نور آفتاب و کلوروفیل، گلوکوز و آکسیجن را تولید میکند. و یا بطور خلاصه عملیه ترکیب ضیایی  تبدیل انرژی نوری به انرژی کیمیاوی و ذخیره آن می باشد.

بیننده این ویدیو-انیمیشن مرتبط با عملیه فوتوسنتیز باشید.

معادله کیمیاوی عملیه فوتوسنتیز قرار ذیل می باشد:

تبدیل انرژی آفتاب به انرژی کیمیاوی توسط کلوروفیل صورت پذیر است.

در این ویدیو تجریه عملی، عملیه فوتوسنتیز را می توانید بیننده باشید که به روش ساده و با استفاده از مواد و وسایل ساده محیطی اجرا گردیده است.

کلوروفیل (Chlorophyll): ذرات خورد سبز رنگ (پگمنت) هستند که در کلوروپلاست  موجود می باشد، کلوروفیل انرژی آفتاب را جذب کرده و به گلوکوز تبدیل میکند، وظیفه کلوروفیل ساختن مواد غذایی در نباتات می باشد.

کلوروپلاست (Chloroplast) : در نباتات عملیه ترکیب ضیایی در کلوروپلاست صورت می گیرد. کلوروپلاست  نوعی از پلاستید است که ساختار دایره ای یا بیضوی شکل را دارد. کلوروپلاست ها به دلیل رنگ سبزی که دارند از انواع دیگر پلاستید ها متمایز می شوند و این رنگ سبز ناشی از وجود دو رنگدانه بنام های کلوروفیل (Chlorophyll a) و کلوروفیل  (Chlorophyll b) می باشد. عملکرد این دو رنگدانه ها جذب انرژی نوری است.

قسمت داخلی کلوروپلاست به دو قسمت تقسیم شده است.

• گرونا (Grana)
• ستروما (Stroma)

گرونا (Grana): یک تعداد خریطه های پهلوی همدیگر قرار گرفته اند که هر خریطه آن به نام Thylakoid یاد میشود. هر تیلاکوئید به واسطه یک پرده که مالیکول پگمنت در آن جا بجا شده، پوشیده است. درون فضای تیلاکوئید ها یک منطقه آبی معروف به لومن (Lumen) وجود دارد. به همین گونه مالیکول های انتقالی نیز در کلوروپلاست جای دارد.

ستروما(Stroma): بین تیلاکوئیدها و غشای داخل کلوروپلاست از مایعی به نام ستروما پر شده است، استروما شامل: انزایم ها محلول،‌ گرانول های نشایسته ای و ژنوم کلورو پلاست است.

مراحل ترکیب ضیایی

عملیه ترکیب ضیایی دو مرحله دارد.

• مرحله اول: تعامل روشنی (light Reaction)
• مرحله دوم: تعامل تاریکی (Dark Reaction)

تعامل روشنی: در این تعامل، انرژی آفتاب جذب و به انرژی کیمیاوی تبدیل می شود. در جریان این تعامل آب که در داخل کلوروپلاست است به هایدروجن و آکسیجن تجزیه میشود که تجزیه مذکور را Photolysis  گویند.

تعامل روشنی یا Light Reaction در قسمت گرونا (Grana)  انجام میشود. معادله زیر تعامل روشنایی را نشان میدهد.

هایدروجن حاصل از این تعامل در تعامل تاریک به کاربوهایدریت تبدیل میشود و آکسیجن به حیث ماده اضافی میباشد.

تعامل تاریک (Dark reaction): مرحله دوم عملیه ترکیب ضیایی تعامل تاریک است که نیازی به روشنی ندارد. در این مرحله انرژی کیمیاوی حاصل شده، کاربن دای اکساید و هایدروجن را به کاربوهایدریت و آب تبدیل  می نماید.

تعامل تاریک در قسمت استروماتا کلوروپلاست صورت میگیرد. معادله ذیل تعامل تاریک را نشان میدهد.

تفاوت تعامل تاریکی و تعامل روشنی

تعامل روشنی مرحله اول عملیه فوتوسنتیز است، که از جذب انرژی نوری (آفتاب) برای تولید ATP و NADPH استفاده میکند.

تعامل تاریکی مرحله دوم عملیه فوتوسنتیز است که از انرژی ATP و ANDPH برای تولید گلوکوز استفاده میکند.

(Adenosine triphosphate) ATP: ‌ادینوزین ترای فاسفیت

( Nicotinamide Adenine Dinucleotide) NADP نیکوتین اماید ادنین دی نوکلوئید فاسفیت