مستخدم:بلعرب اليعربي/ملعب

التمثيل الضوئي

التعريف :

التركيب الضوئي عملية إنتاج الطعام التي تحدث في النباتات الخضراء وهي الوظيفة الأساسية لأوارق النباتات. تستخدم النباتات الخضراء الطاقة من الضوء، لتركيب ثاني أكسيد الكربون مع الماء، لصنع السكر، والمركبات الكيميائية الأخرى. وكل طعامنا يأتي من هذا النشاط الهام المتمثل في تحويل الطاقة في النباتات الخضراء. وفي هذه العملية يتم تحويل طاقة الضوء إلى طاقة كيميائية تخزن في الطعام الذي تنتجه النباتات الخضراء. وتأكل الحيوانات النباتات، ونأكل نحن المنتجات الحيوانية وكذلك النباتات.

يمتص خِضَابْ أخضر يسمى اليَخضُوْر (الكلوروفيل) الضوء المستخدم في التركيب الضوئي. وتحتوي كل خلية إنتاج طعام في ورقة النبات على اليَخضُوْر في جسيمات صغيرة تسمى حبيبات اليَخضُوْر. وفي حبيبات اليَخضُوْر تتسبب طاقة الضوء في تفتيت الماء المسحوب من التربة وتحويله إلى هيدروجين وأكسجين في سلسلة من الخطوات المعقدة. ويمتزج الهيدروجين مع ثاني أكسيد الكربون الموجود في الهواء، مكونين سكراً بسيطاً. ويتم إطلاق الأكسجين من جزئيات الماء أثناء العملية. ومن السكر، بالإضافة إلى النيتروجين، والكبريت، والفوسفور، من التربة، يمكن للنباتات الخضراء أن تُنتج النشا، والدهن، والبروتين، والفيتامينات، ومركبات معقدة أخرى ضرورية للحياة. ويوفر التركيب الضوئي الطاقة الكيميائية المطلوبة لإنتاج هذه المركبات.

وهناك أنواع من البكتيريا والطحالب يمكنها أن تحفظ طاقة الضوء وتستعملها لصنع الطعام. تحتوي بكتيريا التركيب الضوئي، على سبيل المثال، على اليخضور في جسيمات دقيقة تسمى الخلايا الملونة. وفي هذه الخلايا تتحد مركبات غير الماء بثاني أكسيد الكربون لتكوّن سكرًا. ولا ينطلق عن هذا غاز الأكسجين.

وتحوِّل النباتات الخضراء ثاني أكسيد الكربون والماء إلى غذاء وأكسجين. و"تحرق" النباتات والحيوانات الطعام بتوحيده مع الأكسجين لإطلاق الطاقة للنمو وغيره من النشاطات. هذه العملية التي تدعى التنفس، هي عكس التركيب الضوئي. فالأكسجين يُستهلك، وينتج ثاني أكسيد الكربون والماء. ثم تستخدم النباتات ثاني أكسيد الكربون مع الماء لإعطائنا طعامًا أكثر وأكسجين. وتحافظ دورة عملية التركيب الضوئي والتنفس على التوازن الطبيعي في الأرض لثاني أكسيد الكربون والأكسجين.

نضرةالعامة :

المعادلة العامة للتمثيل الضوئي، هي:

6 CO2(gas) + 12 H2O(liquid) + photons → C6H12O6(aqueous) + 6 O2(gas) + 6 H2O(liquid) ثاني أكسيد الكربون + ماء + طاقة ضوئية → گلوكوز + أكسجين + ماء تمثل المعادلة في النصوص الكيميائية التمهيدية بالشكل المبسط التالي:[6]

6 CO2(غاز) + 6 H2O(سائل) + الفوتونات → C6H12O6(مائي) + 6 O2(غاز)

في النباتات :

6 CO2 + 12 H2O → C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O 2 H2O + 2 NADP+ + 2 ADP + 2 Pi + light → 2 NADPH + 2 H+ + 2 ATP + O2 [7] من أشهرها، استخدام النباتات للطاقة الكيميائية لتثبيت ثاني أكسيد الكربون إلى كربوهيدرات ومركبات عضوية أخرى عن طريق التفاعلات الضوئية. المعادلة العامة لتثبيت ثاني أكسيد الكربون (يشار إليها أحيانأً بتقليل الكربون) في النباتات الخضراء، هي:

3 CO2 + 9 ATP + 6 NADPH + 6 H+ → C3H6O3-phosphate + 9 ADP + 8 Pi + 6 NADP+ + 3 H2O [7]

العوامل:

هذه هي العوامل الثلاث الرئيسية التي تؤثر على التمثيل الضوئي والعديد من العوامل البديهية. العوامل الثلاث الرئيسية هم:

تشعيع وطول الموجة الضوء تركيز ثاني أكسيد الكربون درجة الحرارة.

* شدة الضوء (التشعيع)، طول الموجة ودرجة الحرارة مستويات ثاني أكسيد الكربون والتنفس الضوئي ملخص مبسط: 2 گليوكات + ATP → 3-phophoglycerate + ثاني أكسيد الكربون + ADP +NH3 .

الكائنات الحيّة خلق الله عزّ وجلّ على هذه الأرض الملايين من الكائنات الحية، إلا أنّ هذه الكائنات ليست متشابهة مع بعضها البعض بل إنّها مختلفة عن بعضها، فقد وضع الله عزوجل الكثير من الاختلافات والفروقات بين أنواعها، فكلّ نوع منها له شكل وخصائص وصفات تميّزه عن غيره من باقي الأنواع، فهذا هو سر التنوع الحيوي الهائل الموجود على الأرض، وتعتبر طريقة التغذية من الأمور التي تختلف من كائن حيّ لآخر، فمنها ما يتغذى مفترساً غيره من الكائنات أو متطفلاً عليها، أي أنّ أغلب الكائنات الحية تعتمد في غذائها على أنواع كائنات أخرى، إلا أنّ منها ما يستطيع تصنيع غذاؤه بنفسه ضمن عملية تدعى عملية البناء الضوئي، فما هي عملية البناء الضوئي؟ وكيف تتم؟ هذا ما سنتعرف عليه من خلال مقالنا هذا.[١] عمليّة البناء الضوئيّ في هذا الكون الواسع تتمّ العديد من العمليات الحيوية الهامّة، والتي تعتبر عملية البناء الضوئي إحداها، فهي عملية تتم في النباتات والطحالب والبكتيريا الخضراء المزرقة، بحيث تقوم بتصنيع غذاؤها من خلال هذه العملية حتى تنمو بالشكل السليم، وذلك من خلال قيامها بتحويل الطاقة الكهرومغناطيسية القادمة من الشمس إلى طاقة كيميائية، لإنتاج سكر الغلوكوز وهو الغذاء الأساسيّ لهذه الكائنات، كما تقوم بامتصاص غاز ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي أثناء هذه العملية لتطلق غاز الأكسجين بدلاً منه إلى الغلاف الجوي.حتى تتم عملية البناء الضوئي لا بد من توفر بعض الشروط، وهي كالآتي:[٢] توفّر غاز ثاني أكسيد الكربون. الماء عنصر ضروري ومهم لحدوث عملية البناء البناء الضوئي. وجود أشعة الشمس، فهي مصدر الضوء الذي تحتاجه هذه الكائنات حتى تقوم بعملية البناء الضوئي. لا ننسى أن أهمّ عامل يجب توفره حتى تتم هذه العملية هو البلاستيدات الخضراء التي تحتوي على صبغة الكلوروفيل، وتوجد البلاستيدات الخضراء في خلايا النباتات والطحالب وفي بعض أنواع البكتيريا والتي تدعى البكتيريا الخضراء المزرقة. مراحل عمليّة البناء الضوئيّ تتمّ عمليّة البناء الضوئيّ من خلال قيام البلاستيدات الخضراء بامتصاص الطاقة الضوئية القادمة من الشمس ومن ثم تحويلها إلى طاقة كيميائية، لتقوم بعد ذلك بتثبيت غاز ثاني أكسيد الكربون داخل البلاستيدات الخضراء نفسها، لينتج من هذه العملية سكر الغلوكوز وغاز الأكسجين وبضع جزيئات من الماء، وفي ما يلي المعادلة الكيميائية التي توضح كيفية حدوث البناء الضوئي:[٣] CO2+ H2O+ Sun light+ Chlorophyll H2O+ O2+ C6H12O6 لا تقتصر أهمّيّة البناء الضوئيّ على الكائن الحيّ نفسه بل إنّها تمتدّ إلى النظام البيئيّ المحيط كونها تمتصّ غاز ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي لتقوم بهذه العمليّة، كما أنّها تنتج غاز الأكسجين الذي تطلقه إلى الغلاف الجويّ، ممّا يخلق حالة من التوازن بين هذين الغازين في الغلاف الجويّ.[٣]