كيف تحدث عملية البناء الضوئي
الله سبحانه وتعالى خلق ملايين الكائنات الحية على هذه الأرض وتختلف هذه الكائنات ولا تتشابه مع بعضها. لقد وضع الله سبحانه وتعالى العديد من الاختلافات وتباين أنواعها ويتميز كل نوع بشكل وخصائص تميزه عن النوع الآخر ويعد هذا هو السر في التنوع البيولوجي الكبير الموجود على الأرض وتختلف طريقة التغذية لكل كائن على حدة بعضها يتغذى على المتسللين والحيوانات المفترسة ومن يكون متطفلا عليه ويعني ذلك أن جميع الكائنات يعتمد غذائها على نوع آخر من الكائنات الحية وهناك أيضا من يقوم بعملية صناعة غذائه بنفسه. لقد تم اكتشاف قدرة النبات على صناعة غذاءه حتى ينمو ويتطور عن طريق عملية تعرف باسم عملية البناء الضوئي.
كيفية حدوث البناء الضوئي
تتم العديد من العمليات الحيوية المهمة وتعد عملية البناء الضوئي إحدى هذه العمليات وتحدث في الطحالب و البيكتيريا المزرقة والخضراء والنباتات و من خلال هذه العملية يمكن الحصول على غذائهم حتى تنمو بشكل سليم، وذلك عن طريق تحويل الطاقة الكهرومغناطيسية إلى طاقة كيميائية، وإنتاج سكر الغلوكوز الذي يعد مصدر التغذية الرئيسية والأساسية لهذه الكائنات، ويتوفر غاز الأكسجين عن طريق امتصاصهم لغاز ثاني أكسيد الكربون أثناء العملية ، تحدث عملية البناء الضوئي بشروط وهي :
- توفير الماء بشكل أساسي حتى تتم عملية البناء الضوئي.
- غاز ثاني أكسيد الكربون مهم وضروري لإتمام عملية البناء الضوئي.
- مصدر الضوء الذي تحتاجه هذه الكائنات هي أشعة الشمس لذلك يجب توافرها كشرط أساسي.
البلاستيدات الخضراء تعد من أهم العوامل الواجب توافرها لإتمام عملية البناء الضوئية، حيث تحتوي على صبغة الكلوروفيل، وتوجد هذه البلاستيدات في الطحالب والنباتاب وبعض البكتيريا الخضراء والزرقاء.
كيف تتم عملية البناء الضوئي
بعد توفير المواد اللازمة لعملية البناء الضوئي يتسلل غاز ثاني أكسيد الكربون إلى فتحات صغيرة في ورق النباتات ويقوم بامتصاص المعادن والماء عن طريق جذوره حتى يصل إلى مصنع الغذاء (الورقة) وتستخدم طاقة الشمس في تحويل المدخلات و المواد إلى سكر .
وينقسم بواسطة الميتوكندريا إلى طاقة تستخدم في عملية الغذاء والنمو من خلال معادلة كيميائية ليست بسيطة ينتج عنها غاز الأكسجين أيضا ويتم إطلاقه من خلال الثقوب الصغيرة التي يدخل منا غاز ثاني أكسيد الكربون ويعني هذا اختلاف عملية البناء الضوئي عن التنفس. ويمكن أن يخزن السكر الناتج عن عملية البناء الضوئي في الثمار كي نستخدمه في آن آخر.
تعريف البناء الضوئي
عملية البناء الضوئي ماهي إلا عملية كيميائية تستخدم بواسطة النباتات، حيث تقوم النباتات بتحويل غاز ثاني أكسيد الكربون والماء وبعض المعادن إلى غاز أكسجين وكربوهيدرات ولا تحدث هذه العملية إلا في وجود أشعة الشمس اعتبارها مصدر مهم للطاقة حيث تمد النبتة بكل ما تحتاج من طعام حتى تنمو وتبقي حية، غذاء النباتات هو الغلوكوز الذي ينتج عن عملية البناء الضوئي ويعد كل من الماء والمعادن وغاز ثاني أكسيد الكربون مدخلات مستعملة لإنتاج الغلوكوز
وظائف أجزاء النبات
توجد عدة أنواع من النباتات على وجه الأرض مثل السرخسيات والشجيرات والأشجار والكروم والطحالب والأعشاب والنباتات الزهرية تعد أكثر الأنواع انتشارا يتكون النبات الزهري من الآتي :
- الجذر وهو الجزء الموجود تحت التربة.
- الجزء الداعم للنبات وهو الساق.
- الورقة: تتكون الورقة من العروق ومايسمى بنصل الورقة والعنق صاحب وظيفة ربط الورقة بالساق.
- الزهرة: وتتكون من السبلات والمتاع والبتلات والكربلة.
تعددت وظائف أجزاء النبات حيث يقوم الجذر بتثبيت النبات في التربة، وامتصاص الأملاح وتخزين الطعام. يقوم الساق بتوفير الدعم للنبات وتخزين وتصنيع الغذاء ونقل الأملاح والماء من الجذر إلى الأوراق.
وظيفة الأوراق تتمثل في امتصاص أشعة الشمس وتحرير غاز الأكسجين بعد ذلك يتحد غاز ثاني أكسيد الكربون مع الهيدروجين الناتج من الماء بمساندة بعض الأنزيمات حتى تتكون السكريات التي تتغذى عليها النباتات. تعد الزهرة هي الجزء المختص بعملية التكاثر الجنسي في النباتات.
العوامل المؤثرة في البناء الضوئي
يوجد عوامل ثلاث رئيسية، لها تأثيرها الكبير على عملية البناء الضوئي وهي :
- درجة الحرارة: زيادة درجة الحرارة تسرع من عملية البناء الضوئي ولكن بحد معين، إذا زاد يؤثر على عملية البناء بشكل سلبي مثل الاحتباس الحراري، و أثار الاحتباس الحراري في عملية البناء الضوئي وخيمة، وذلك لأن الزيادة المستمرة في درجة حرارة الغلاف الجوي لها تأثير سلبي على مختلف الأصعدة.
- شدة الضوء: وتتناسب طرديا مع عملية البناء الضوئي، فكلما زاد ضوء الشمس وكثافته أزادت عملية البناء الضوئي ولكن يحدث هذا إلى حد معين.
- غاز ثاني أكسيد الكربون وتركيزه الموجود بالغلاف الجوي يؤثر بشكل طردي على عملية البناء الضوئي، حيث تم عملية دمج الكربوهيدرات مع الكربون وبهذه الطريقة عملية البنا الضوئي تزيد بشكل سريع.
مراحل التمثيل الضوئي
- عملية التمثيل الضوئي تتم تنفيذها عن طريق البلاستيدات الخضراء حيث تمتص الطاقة القادمة من أشعة الشمس وتحولها إلى طاقة كيميائية، يثبت غاز ثاني أكسيد الكربون بداخل هذه البلاستيدات، وذلك لإنتاج ما يسمى بالغلوكوز من السكر وجزيئات ماء قليلة وغاز الأكسجين.
- عملية تمثيل البناء الضوئي لا تقتصر أهميتها على الكائن الحي فقط، بل تصل إلى النظام البيئي كُلََّه حيث يمتص غاز ثاني أكسيد الكربون من الجو وينتج غاز الأكسجين ويطلقه في الغلاف الجوي لعمل حالة من التوازن لتنفيذ عملية التمثيل
أهمية عملية البناء الضوئي
تتمثل أهمية هذه العملية في تزويد النباتات بكل ما يلزم من غذاء من أجل عملية النمو وإنتاج الثمار المفيدة التي يستخدمها الإنسان في الحياة ولولا وجود هذه العملية لما استطاع النبات توفير غذاءه وبذلك لا يحدث نمو له.
تحافظ هذه العملية أيضا على نسب متوازنة بين غاز ثاني أكسيد الكربون وغاز الأكسجين في الجو وأصبح هناك استهلاك كَمّيَّة كبيرة من الأكسجين نتيجة لوجود كثافة سكانية في العالم كُلََّه ونتيجة لزيادة نشاطات الإنسان ونتيجة لذلك يخرج الكثير من غاز ثاني أكسيد الكربون في الجو فلولا وجود عملية البناء الضوئي لهلك الإنسان والحيوان.
الفرق بين البناء الضوئي والتنفس الخلوي
يجهل الكثير من الأشخاص الفرق بين البناء الضوئي والتنفس الخلوي ؛ فالتنفس الخلوي من العمليات المهمة التي تحدث في العديد من الخلايا، وهي عملية بيوكيميائية تحرر الطاقات من الرابط الكيميائي الموجود في جزيئات الغذاء، وذلك من أجر الحفاظ عليها لعمليات الحياة الرئيسية و الفرق بين البناء الضوئي والتنفس الخلوي واضح .
تحدث عملية التنفس الخلوي ف الكائنات حقيقية النواة مثل الميتوكنداريا التي تعد الموقع الأساسي لأغلب التفاعلات الكيميائية داخل الخلية ويمكن أن تحدث عملية التنفس الخلوي في وجود غاز الأكسجين على عكس عملية البناء الضوئي ولا تتأثر بعدم وجوده.
عملية التنفس الخلوي تبدأ عند حدوث تحلل سكري، وتتكون من سلسلة تجمع عشرة تفاعلات كيميائية توجد في أغلب أنواع الخلايا وفي هذه الحالة يتحول الغلوكوز إلى جزأين مهمين حمض البيروفيك حيث يقع في السيتوبلازم الخاص بالخلية.
وإضافة إلى ذلك يتحول الثنائي المعروف بالنوكليوتيد الأدنين ويتم اختزاله وبعد حدوث هذه العملة تكون النتيجة هي الحصول على جزأين من الطاقة
رد مع اقتباس