اين تحدث عملية البناء الضوئي

عملية البناء الضوئي ، تتم عملية التمثيل الضوئي داخل النبات، حيث يتم تحويل الطاقة الضوئية إلى غذاء. تحدث هذه العملية بشكل رئيسي في الأوراق بسبب تعرضها للضوء بشكل أكبر. تقوم الأوراق بتحويل ضوء الشمس إلى مواد كيميائية يتم استخدامها لاحقًا. تمتص الأوراق ضوء الشمس من خلال البلاستيدات الخضراء الموجودة بكثرة على سطحها.

كما أنها تحتاج إلى توفير ثاني أكسيد الكربون للقيام بالعمليات الأولية لعملية التمثيل الضوئي، والذي يتم امتصاصه من خلال المسام الموجودة على سطح الأوراق والسيقان. إلا أن البلاستيدات الخضراء هي الجزء الأهم والأكبر المسؤول عن هذه العملية. يتم ترشيح الكلوروفيل، وهو الصبغة الخضراء المسؤولة عن عملية التمثيل الضوئي، إلى البلاستيدات الخضراء. يمتص الكلوروفيل كمية كبيرة جداً من ضوء الشمس مما يزود النبات بالطاقة اللازمة لتفاعلاته. عادة ما نرى ظلا أخضر اللون ويحدث ذلك بسبب انعكاس الضوء الأخضر لعدم قدرة الكلوروفيل على امتصاصه.

عملية البناء الضوئي

توجد البلاستيدات الخضراء في الجزء الداخلي من الأوراق وتحمي البشرة. وهي تتألف من عدد كبير من الأقراص المسطحة تسمى الثايلاكويدات، والتي تتكدس فوق بعضها البعض حتى تشكل الجرانا، وهي الأنسجة الداعمة للبلاستيدات الخضراء. هذه الأنسجة الداعمة، أو الجرانا، هي التي يتم فيها تصنيع الكلوروفيل.

ويتم التصنيع في الأوراق كالمعتاد، ونجد الكلوروفيل قليل جداً في أجزاء أخرى من النبات، وإذا كان موجوداً فهو بالتأكيد لا يقارن بالأوراق لأن الجزء الأكبر منها يتعرض لأشعة الشمس. إلا أنه من الممكن أن تحدث عملية التمثيل الضوئي في أجزاء أخرى وهذه العملية مظلمة وتتطلب الطاقة الكيميائية التي تم اكتسابها.

اقرأ أيضًا: التمر طعام الفقراء

بواسطة ضوء الشمس، الذي تم إنشاؤه في الأصل من الثايلاكويدات، تم تحويلها بعد ذلك إلى سكريات بسيطة يمكن للنبات استخدامها على الفور أو تخزينها لوقت لاحق، اعتمادًا على مقدار الطاقة التي يحتاجها النبات في الوقت الحالي. تحدث هذه التفاعلات أيضًا في أجزاء أخرى تسمى السدى. وسنرى أن عملية التمثيل الضوئي تختلف في طبيعتها من نبات إلى آخر. نجد أن النباتات الصحراوية نادراً ما تقوم بتخزين العناصر المطلوبة مثل ثاني أكسيد الكربون أو عنصر آخر ضروري لعملية التمثيل الضوئي وهذا ما يسمح لها باتباع أنظمة مختلفة حتى تتمكن من إكمال الإجراء بنجاح حتى في الحالات التي لا تستطيع فيها ذلك فتح المسام لامتصاص أشعة الشمس.

أنواع عمليات البناء الضوئي

• التمثيل الضوئي الأكسجيني.
• التمثيل الضوئي غير المؤكسد.

كما ذكرنا من قبل فإن عملية التمثيل الضوئي هي عملية تقوم بها النباتات أو الطحالب وبعض البكتيريا بهدف اكتساب الطاقة وتصنيع الغذاء، وذلك عن طريق تحويل ضوء الشمس والماء وثاني أكسيد الكربون إلى سكريات وأكسجين. هناك نوعان من عمليات البناء الضوئي: التمثيل الضوئي الأكسجيني والتمثيل الضوئي غير المؤكسد، كلتا العمليتين تتبعان نظامًا مشابهًا، لكن العملية الأكثر شيوعًا هي عملية التمثيل الضوئي الأكسجيني، والتي تحدث في النباتات والطحالب والبكتيريا الزرقاء، حيث تنتقل الطاقة الضوئية إلى الإلكترونات من خلال الماء الذي تم أخذه من جذور النبات إلى ثاني أكسيد. الكربون لإنتاج الكربوهيدرات اللازمة للنباتات. وبموجب هذه العملية يتم تقليل غاز ثاني أكسيد الكربون الناتج، ويتم استقبال أو فقدان الإلكترونات، وتأكسد الماء، وبعد ذلك يتم إنتاج غاز الأكسجين والكربوهيدرات معًا.

اقرأ أيضًا : مادة الإسفنجين

منتجات عملية التمثيل الضوئي

الجلوكوز هو السكر الذي يتم الحصول عليه من عملية التمثيل الضوئي ويستخدم للطاقة الجلوكوز هو السكر الذي تستخدمه النباتات والحيوانات وحتى الفطريات والطحالب للحصول على الطاقة وتخزينها بأشكال مختلفة حسب كل كائن حي. تنتج النباتات الجلوكوز من خلال عملية التمثيل الضوئي، وهي العملية التي تسمح للنباتات بالحصول على السكر من أجل النمو والتكاثر. كما أن الجلوكوز مهم لعمليات التنفس داخل الخلايا النباتية، ويساهم في حصول الإنسان والحيوان على الأكسجين. تقوم النباتات بتحويل ثاني أكسيد الكربون الموجود في الهواء إلى أكسجين، وهو مورد مهم للجميع. وبدون النباتات، سينخفض ​​إمداد الأكسجين بشكل كبير، وقد يكون من الصعب التنفس والبقاء على قيد الحياة. بالنسبة للنباتات، يلعب الجلوكوز دورًا مهمًا في تزويدها بالطاقة عندما يكون هناك نقص في الضوء. تقوم النباتات بتخزين الجلوكوز على شكل نشا في خلاياها، وتسمى هذه الخلايا الأميلوبلاست. وبدون الجلوكوز، لا يمكن للنباتات أن تنمو أو تتكاثر أو تقوم بالتنفس. بمعنى آخر، بدون الجلوكوز، لن تكون هناك نباتات.

بشكل عام، يحتاج كل كائن حي إلى الطاقة ويحصل عليها بطرق مختلفة وبخصائص مختلفة حسب تركيبه. وهناك نتائج لهذه العمليات تساهم في اكتساب الطاقة التي يستفيد منها الجسم. وقد تكون هذه الطاقة عبارة عن سكريات أو كربوهيدرات أو معادن أو أي نوع آخر من الطاقة يحتاجه الجسم. تحصل النباتات على الطاقة من خلال ضوء الشمس والتمثيل الضوئي، ويحصل الإنسان والحيوانات على الطاقة من خلال تناول الطعام. ومع ذلك، تحصل النباتات في الغالب على الغذاء من خلال امتصاص الجذور للمعادن الموجودة في التربة، ولكن العملية الرئيسية هي إنتاج الجلوكوز من خلال ضوء الشمس. يحصل النبات على الطاقة من خلال عمليتين: البناء الضوئي والتفاعل المستقل عن الضوء، حيث يتم إنتاج الجلوكوز الذي يستخدمه النبات للحصول على الطاقة.

تختلف الخلايا النباتية عن الخلايا الحيوانية في بعض الأشياء البسيطة. على سبيل المثال، تحتوي بعض أو كل الخلايا النباتية على بلاستيدات خضراء تسمى البلاستيدات الخضراء، والتي تحتوي على الصبغة الخضراء المعروفة باسم الكلوروفيل التي تمتص الضوء. بشكل عام، تتم عملية التمثيل الضوئي على مرحلتين. تعتمد المرحلة الأولى على وجود الضوء، أما المرحلة الثانية فتعتمد على الطاقة المكتسبة. في المرحلة الأولى من عملية التمثيل الضوئي، تمتص البلاستيدات الخضراء الضوء، ثم يتم تخزينه وتحويله إلى طاقة كيميائية. بعد ذلك، يتم تحويل تلك الطاقة إلى جزأين يتم استخدامهما في المرحلة الثانية من العملية، جزء واحد هو فوسفات نيكوتيناميد أدنين ثنائي النوكليوتيد، المعروف باسم NADPH، والجزء الآخر هو أدينوسين ثلاثي الفوسفات، المعروف باسم ATP. تُعرف المرحلة الثانية من عملية التمثيل الضوئي بعملية الاستجابة المستقلة للضوء، لأن ضوء الشمس ليس ضروريًا لحدوث هذه العملية. وفي هذه المرحلة تتشكل الجزيئات أثناء التفاعل لإنتاج الجلوكوز، وتساعد ذرات الهيدروجين NADPH في تكوين الجلوكوز، بينما توفر جزيئات ATP الطاقة اللازمة لهذا التكوين.

معادلة التمثيل الضوئي

• معادلة التمثيل الضوئي للأكسجين.
• معادلة التمثيل الضوئي غير المؤكسد.

على الرغم من أن عمليات التمثيل الضوئي معقدة ويصعب تفسيرها بصريًا، إلا أنه يمكن تلخيصها ببساطة من خلال المعادلات الكيميائية. ها هم:

معادلة التمثيل الضوئي للأكسجينتتحد مجموعة من جزيئات ثاني أكسيد الكربون مع 12 جزيءًا من الماء تحت تأثير ضوء الشمس، فتنتج جزءًا واحدًا فقط من الكربوهيدرات أو الجلوكوز، إلى جانب 6 جزيئات أكسجين و6 جزيئات ماء، ويتمثل ذلك في المعادلة التالية.

6CO2 + 12H2O + الطاقة الضوئية → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

معادلة التمثيل الضوئي غير المؤكسد: وهنا يحدث نفس الشيء كما في المعادلة الأولى، إلا أن الصيغة في هذه المعادلة هي واحدة وعامة، والحرف A في هذه المعادلة يعتبر متغيرا، بينما يمثل H2A المانح الذي يحمل الإلكترونات. وهذه هي المعادلة التوضيحية:

CO2 + 2H2A + الطاقة الضوئية ← [CH2O] + 2A + H2O