בתחילה נקלט פחמן דו-חמצני מן האוויר. הוא נקשר אל מולקולה בשם RUBP, על ידי האנזים רוביסקו (RuBp Carboxylase Oxygenase- RuBisCO). בריאקציה זו מתחילה תגובת שרשרת מעגלית שנקראת מעגל קלווין בנסון אשר בסיומה נוצר גלוקוז וכן מולקולת ה-RUBP שנקשרת לפחמן הדו-חמצני ותהליך זה חוזר חלילה.
מסלולים מטבוליים לקיבוע פחמן.
בצמחי יבשה קיימים שלושה מסלולים מטבוליים עיקריים של קיבוע פחמן: C4 ,C3 ו-CAM. רוב הצמחים מבצעים את קיבוע הפחמן במסלול C3, בו קיבוע הפחמן מתבצע בתאי המזופיל של העלה, תאים הממוקמים קרוב לפיוניות, שהם פתחים דרכם נכנס הפחמן הדו-חמצני לעלה. בצמחי C3 מתבצע גם תהליך מתחרה לפוטוסינתזה, תהליך הפוטורספירציה, בו מקובעת מולקולה של חמצן אטמוספירי במקום פחמן דו-חמצני, על ידי האנזים רוביסקו.
קיבוע פחמן במסלול C4 קיים רק בארבעה אחוזים מכלל מהצמחים, במסלול זה הפחמן הדו-חמצני נקלט בתאי המזופיל ומתחבר לחומצות אורגניות בעלות ארבעה אטומי פחמן היוצרות מולקולת אוקסלואצטט, אז מועברות מולקולות אלו לתאים פנימיים יותר בעלה, תאי נדן הצרור, בתאים אלו, המבודדים יחסית מהסביבה החיצונית, משוחרר הפחמן הדו-חמצני ואז מקובע מחדש במעגל קלווין. מסלול ה-C4 מאפשר ריכוז גבוה של פחמן דו-חמצני בסביבת האנזים רוביסקו וכך מגדיל את יעילות קיבוע הפחמן, תוצאה נוספת של מסלול ה-C4 היא הפחתה משמעותית בתהליך הפוטורספירציה, זאת בהשוואה לצמחים שמבצעים את מסלול ה-C3.
מסלול ה-CAM, הקיים בכשבעה אחוזים מכלל מהצמחים, מבוסס על קליטת פחמן בעלה במהלך הלילה, אז הטמפרטורות נמוכות ואידוי המים הוא מינימלי. בתוך העלה הפחמן הדו-חמצני מחובר לחומצות אורגניות, במהלך היום הוא משוחרר ונקלט מחדש ומחוזר במעגל קלווין, על ידי אנרגיה שמתקבלת מתהליך האור. מסלול ה-CAM, מאפשר לצמחים איבוד מינימלי של מים כתוצאה מתהליך הפוטוסינתזה וזאת משום שבמהלך היום הצמח לא צריך לפתוח את הפיוניות כדי לקלוט פחמן דו-חמצני. זאת כנראה סיבה עיקרית לכך שמסלול ה-CAM נפוץ יחסית בצמחי מדבר, למשל קקטוסים או במשפחת הטבוריתיים.
תוצרים עקיפים מתהליך הפוטוסינתזה.
התוצרים העקיפים של הפוטוסינתזה הם חומרים אורגניים הנוצרים מן הפחמימות שנוצרו בתהליך ישיר של הפוטוסינתזה. התוצרים העקיפים הראשיים הם: שומן, חלבון וחומצת גרעין.
השומנים: הם מרכיב חשוב בקרומי התאים. הם מהווים את שכבת השעווה שמגנה על העלים - הקוטיקולה. הם מיוצרים על ידי הצמח מן הפחמימות. יתר על כן, השומנים הם חומר תשמורת חשוב לצמח.
חומצות אמינו: חומצות האמינו הן אבני הבניין של החלבונים. האנזימים הדרושים לצמח הם חלבונים. חומצות האמינו נוצרות בין השאר מהפחמימות הנוצרות בפוטוסינתזה (ליצירתן דרוש בנוסף גם מקור חנקן).
חומצות גרעין: תפקידן הוא התרבות התאים והתפקוד שלה. חומצות אלו מכילות פחמימות. חומצות הגרעין בנויות ממעין שרשרת של חלקים הנקראים נוקלאוטידים. כל אחד מהנוקלאוטידים הוא בעל בסיס חנקני הקשור לסוכר חמש פחמני הקשור לזרחה. מקורו של הסוכר הוא בתהליך הפוטוסינתזה.
פוטוסינתיזה סינתטית.
החוקר האיטלקי ג'אקומו סיאמייקן ניבא ב-1912 כי אנרגיה סולארית יכולה לשמש כפתרון לבעיית אנרגיה עתידית. לאור החזון של סיאמייקן, ניתן לתאר יצירת מערכת סינתטית לאספקת אנרגיה מאור השמש, בהסתמכות על עקרונות הפוטוסינתזה שמתרחשת בטבע, כיצירת עלה סינתטי. מערכת כזו יכולה לנצל את אנרגיית השמש ובעזרתה להפיק אנרגיה חלופית – גז מימן, תוך ניצול מקור מים קיים וללא השקעת אנרגיה נוספת מעבר לאנרגיית השמש.
מתוך חקירת מנגנון הפוטוסינתזה נמצא שהתהליך מתחיל בשלב ראשון מפירוק מים לחמצן ומימן מולקולריים לפי המנגנון הבא :
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2 הנוסחה הכללית של הפוטוסינתזה
(1) חמצון מים
(2) חיזור פרוטונים
(3) סה"כ התגובה הכוללת
במערכת פוטוסינתיזה סינתטית אנו צריכים לתכנן תהליך אפקטיבי שבו :
1) יכול להיקלט פוטון באמצעות מולקולה שקולטת צבע - "כרומופור"
2) ייווצר מצב שבו המטען מופרד, באמצעות העברת האלקטרון מזרז החמצון לזרז חיזור.
3)ייצברו שני אלקטרונים ברציפות בזרז החיזור, שישמשו לחיזור של שני הפרוטונים, למימן מולקולארי.
4)תתאפשר התחדשות הכרומופור בהעברת אלקטרון מזרז החמצון.
5) אחרי העברת ארבעה אלקטרונים מזרז החמצון אל זרז החיזור, זרז החמצון יוכל להתחדש על ידי העברה של ארבעה אלקטרונים, משתי מולקולות של מים, ליצור מולקולה אחת של חמצן מולקולארי (O2) וארבעה פרוטונים.
חמצון המים
בשביל לפתח מערכת יעילה של פוטוסינתזה סינתטית, שתפיק H2, שנוצר כתוצאה מחיזור של הפרוטונים המתקבלים בעת חמצון מים (H2O), יש לפתח תחילה – לפי הנ"ל - זרזים לפירוק המים, בתהליך אלקטרוכימי. זרזים כאלה ינסו לדמות את זרז החמצון הנמצא בצמח, מתוך הנחה שדמיון מבני יוביל לדמיון באופן הפעולה.
ה- הוא הזרז בצמח שבעזרתו מתרחש חמצון המים. ה-OEC הוא קומפלקס המורכב מ-4 אטומי מנגן (Mn), אטום סידן (Ca) ואטומי חמצן מגשרים, בעל הנוסחה הכימית Mn4O5Ca.
עקרון הפעולה לפיו ה-OEC מזרז חמצון המים נחקר באופן מעמיק, והדעה הנפוצה היא שה-OEC עובר במעגל דרך חמישה שלבים של חמצון, שמסומנים ב: S0 – S4, כך ש S0 מייצג את "מצב המנוחה" של הזרז, שהוא המצב המחוזר ביותר (דרגת החמצון הנמוכה ביותר של המנגן – +3) ו-S4 מייצג המצב המחומצן ביותר (דרגת חמצון+5 ).
צמחי רפואה
זימל
דוד גרין
נשיא מדינת ישראל
נְשִׂיא מְדִינַת יִשְׂרָאֵל הוא ראש המדינה של מדינת ישראל. מאחר שישראל היא דמוקרטיה פרלמנטרית, בה סמכויות הרשות המבצעת נתונות בידי הממשלה, ממלא נשיא המדינה תפקידים אשר בעיקרם הם ייצוגיים וטקסיים. מוסד הנשיאות נחשב למבטא את אחדות העם, והנשיא מכונה לעיתים "האזרח מספר 1". נשיא המדינה נבחר על-ידי הכנסת לכהונה בת שבע שנים, שלאחריה הוא לא יכול להיבחר בשנית. נשיא המדינה הוא מבעלי התפקידים היחידים בישראל שמחזיקים מתוקף תפקידיו בדגל רשמי, הנקרא נס הנשיא.
תפקידיו, סמכויותיו ודרך בחירתו של נשיא המדינה מוגדרים ב, אשר נחקק ב-1964.
תפקידיו וסמכויותיו של הנשיא.
סמכויותיו של נשיא המדינה הן בעיקרן טקסיות וסמליות, דוגמת חתימה על חוקים שנחקקו בכנסת, הסמכת שגרירים מטעם המדינה, קבלת כתבי האמנתם של שגרירים ממדינות זרות וחתימה על אמנות בין ישראל לבין מדינות אחרות. ואולם, הנשיא הוא לא המאשר את החוקים והאמנות, וחתימתו על מסמך טעונה חתימת קיום מטעם הממשלה. נשיא המדינה הוא הראשון בסדר הקדימה הממלכתי, והוא מייצג את המדינה כלפי חוץ.
לנשיא המדינה נתונות מספר סמכויות מעשיות, שהבולטת בהן היא סמכות החנינה של כל עציר, נאשם או אסיר, וכן הסמכות להקל בכל עונש שהטיל בית משפט על כל אדם. לרוב יתייעץ הנשיא עם נציגי משרד המשפטים לפני הפעלת סמכותו זו, אך לעיתים הוא נקלע ללחצים פוליטיים וחברתיים עזים, שבגינם ישחרר אסירים מסוימים, כגון יהודים שהורשעו בטרור ומחבלים פלסטינים במסגרת עסקאות חילופי שבויים.
תפקיד נוסף הנתון בידי נשיא המדינה לפי הוא הטלת מלאכת הרכבת הממשלה על אחד מחברי הכנסת לאחר שהתקיימו בחירות לכנסת או לאחר שהממשלה התפטרה או נפלה. לפני שנשיא המדינה מטיל את מלאכת הרכבת הממשלה על חבר כנסת, עליו להתייעץ עם סיעות הכנסת ולקבל מהן המלצה למועמד לראש הממשלה. נשיא המדינה לא מחויב להטיל את הרכבת הממשלה על חבר הכנסת שהמליצו עליו הכי הרבה חברי כנסת, אלא על מי שלפי דעתו יש לו הסיכוי הגבוה ביותר להרכיב ממשלה. סמכות זו ניתנת לראשי מדינה ברוב רובן של הדמוקרטיות הפרלמנטריות, ויש בה שיקול דעת מסוים.
נשיא המדינה ממנה את השופטים, לאחר שנבחרו בוועדה לבחירת שופטים, ואת נגיד בנק ישראל לפי המלצת הממשלה. סמכות המינויים ניתנה לנשיא כדי לסמל את עצמאותם של המתמנים מן הכנסת והממשלה.
מעבר לתפקידים החוקתיים של נשיא המדינה, מאפשר לו מעמדו ליזום מיזמים חברתיים שונים ולגייס בעבורם כספי תרומות. כמו נשיאים אחרים בעולם, גם נשיאי ישראל הקימו קרנות מלגות לתמיכה במיזמים ציבוריים שהנשיא המכהן הופקד על ניהולן (כמו סיוע לבעלי מוגבלויות ולאנשי מדע ומחקר). בשנת 2011 קבע מבקר המדינה מיכה לינדנשטראוס כי הנשיא דאז משה קצב חרג מהניהול התקין של כספי בית הנשיא והנהיג הפקרות תקציבית, בזבז את ההון של קרנות אלה והביא לסגירתן.
דיני הנשיאות.
בחירת הנשיא.
כל אזרח ישראלי כשיר לכהן כנשיא. הצעת מועמד לנשיא המדינה צריכה להיות מוגשת ליושב-ראש הכנסת, בהסכמת המועמד בכתב ובצירוף תמיכתם של עשרה חברי הכנסת לפחות בחתימתם, ועד שבועיים לפני מועד הבחירות. כל חבר הכנסת רשאי לתמוך במועמד אחד בלבד. שבוע לפני מועד הבחירות צריך יושב-ראש הכנסת לפרסם את רשימת המועמדים בבחירות המתקרבות.
הכנסת בוחרת את נשיא המדינה בהצבעה חשאית, בישיבה מיוחדת שנערכת לצורך עניין זה בלבד. מזכיר הכנסת קורא בשמותיהם של כל חברי הכנסת לפי סדר ה-א"ב של שמות המשפחה, וכל חבר כנסת בתורו נכנס מאחורי פרגוד עץ מיוחד המוצב במליאת הכנסת, מכניס פתק עם שם המועמד למעטפה, ואז משלשל את המעטפה לקלפי העשויה עץ. לאחר שהצביעו כל חברי הכנסת, מתכנסים חברי ועדת הקלפי (שחברים בה היושב-ראש ועוד שלושה חברי כנסת) בלשכת יושב-ראש הכנסת וסופרים את הקולות.
המועמד שקיבל את קולותיהם של רוב חברי הכנסת - הוא הנבחר. אם אין מועמד כזה - עורכים הצבעה חוזרת ובה מועמדים לבחירה שני המועמדים שקיבלו את המספרים הגדולים ביותר של קולות. המועמד שקיבל את מספר הקולות הגדול ביותר הוא הנבחר.