محتويات
تفيد عملية البناء الضوئي للنبات في انتاج
تفيد عملية البناء الضوئي للنبات في انتاج الأكسجين.
تعتبر عملية البناء الضوئي من أهم مصادر إنتاج الاكسجين ضمن الغلاف الجوي، وهي هامة لكافة الكائنات الحية على الأرض. فإذا لم تحدث عملية البناء الضوئي، لن تحدث دورة الكربون، وبالتالي لن يبقى أي كائن حي على الأرض.
كما تعتمد عملية البناء الضوئي على ضوء الشمس من أجل إنتاج الاكسجين من خلال استخدام غاز ثاني أكسيد الكربون والماء، إضافة إلى اعتمادها الأساسي على البلاستيدات الخضراء الحاوية لصبغة الكلوروفيل.
كذلك فإنها توفر غاز الاكسجين الضروري لبقاء الكائنات الحية ضمن الغلاف الجوي، إلى جانب استهلاك غاز ثاني أكسيد الكربون من الجو. الأمر الذي يساهم في تخفيف ظاهرة الاحتباس الحراري.
إلى جانب ذلك فإن تفاعلات عملية البناء الضوئي لا تعتمد على وقت محدد، على اعتبار أن التفاعل أخذ حاجته من ضوء الشمس خلال النهار. إذ يمكن للنبات أن يخزن المواد الناتجة عن التفاعل واستخدامها وقت الحاجة.[1]
ماذا يمتص النبات في عملية البناء الضوئي
خلال عملية البناء الضوئي يمتص النبات غاز ثاني أكسيد الكربون والماء من الهواء والتربة، من ثم يتأكسد الماء داخل الخلية النباتية، وهذا يدل على فقدانه للإلكترونات أما انخفاض ثاني أكسيد الكربون يدل على اكتسابه إلكترونات.
بعد ذلك يتحول الماء إلى أكسجين وثاني أكسيد الكربون إلى جلوكوز، من ثم يطلق النبات الاكسجين في الهواء، ويخزن الطاقة ضمن جزيئات الجلوكوز.
يحدث البناء الضوئي من عدة تفاعلات يعتمد بعضها على الضوء، والبعض الآخر يعتمد على الظلام. فالنباتات التي تحدث تفاعلات البناء الضوئي بالاعتماد على الضوء، تكون ضمن البلاستيدات الخضراء، وهو الجزء الذي توجد به أصباغ الكلوروفيل.
في حين تحدث تفاعلات الظلام للبناء الضوئي في سداة البلاستيدات الخضراء. إذ يتم إحداث عدة تفاعلات تنقل إلى أجزاء من الخلية، بما فيها الميتوكوندريا التي تتفكك لإنتاج جزيئات حاملة للطاقة.
يستخدم في عملية البناء الضوئي
غاز ثاني أكسيد الكربون.
الذي يدخل في عملية البناء الضوئي، حيث يمتص النبات خلال عملية البناء الضوئي غاز ثاني أكسيد الكربون وأشعة الشمس من خلال ثغور الأوراق، ومع إحداث جملة من التفاعلات تتحول الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية.
كما يعمل النبات على امتصاص غاز ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي خلال عملية البناء الضوئي. إذ يعتمد على جزء في عملية النمو، في حين يستخدم الجزء الآخر في التنفس. حيث يقوم النبات بتفكيك السكريات من ثم تحويلها إلى طاقة.
إلى جانب ذلك فإن ارتفاع نسبة ثاني أكسيد الكربون في الجو، يجعل النباتات تتبع نمط غي معتاد. فمثلًا قد تزداد سماكة أوراقها التي تسبب زيادة الآثار الناجمة عن تغير المناخ مثل الاحتباس الحراري، وذلك بفعل انخفاض فعاليتها بعزل الكربون الموجود بالغلاف الجوي.[2]
ينتج من عملية البناء الضوئي جلوكوز و
الاكسجين.
ينتج عن عملية البناء الضوئي جزيئات السكر(الجلوكوز)، الذي تعتبر مصدر الغذاء للنباتات. حيث تقوم الميتوكوندريا في خلايا النبات بالتنفس الخلوي لتكسير الجلوكوز وتحويله إلى شكل من أشكال الطاقة. كما يتحول الجلوكوز إلى سكريات تترك الورقة عبر اللحاء، من ثم تنتقل إلى بعض أجزاء النبات لاستخدامها كطاقة.
إضافة إلى ذلك ينتج عن البناء الضوئي الاكسجين الذي يتم إطلاقه في الغلاف الجوي، والذي يعتبر ضروريًا لبقاء الكائنات الحية على قيد الحياة. كما يعد الاكسجين بمثابة مخلفات ثانوية لعملية البناء الضوئي،
فعلى الرغم من استخدام ذرات الهيدروجين الموجودة بجزيئات الماء في عملية البناء الضوئي، إلا أن جزيئات الاكسجين تخرج بصورة غاز أكسجين الضروري للنبات للقيام بالتنفس الخلوي. كما تستعمل التفاعلات المستقلة عن الضوء في عملية البناء الضوئي انزيمات لتفتيت جزيئات ثاني أكسيد الكربون والحصول على الجلوكوز.[3]
مراحل عملية البناء الضوئي
- المرحلة الضوئية.
- مرحلة اللاضوئية (دورة كلفن).
قسم عملية البناء الضوئي إلى مرحلتين أساستين هما:
المرحلة الضوئية: في هذه المرحلة يعتمد النبات على الضوء في عملية البناء الضوئي. حيث تدخل أشعة الشمس عبر النسيج الوسطي إلى ما يعرف بالبلاستيدات الخضراء، التي تحتوي على غشاء الثايلاكويدات الذي يوجد به صبغة الكلوروفيل التي تعمل على امتصاص الضوء وأشعة الشمس. من ثم تبدأ التفاعلات الكيميائية بالحدوث داخل البلاستيدات الخضراء، بعد تسرب الضوء إلى الثايلاكويد وامتصاص الكلوروفيل للضوء وتحويله إلى مركبين للطاقة.
مرحلة اللاضوئية (دورة كلفن): هذه المرحلة من عملية البناء الضوئي لا تعتمد على الضوء. إذ يتم استعمال جزيئات الطاقة الناتجة عن مرحلة اعتماد النبات على الضوء في تثبيت غاز ثاني أكسيد الكربون. إضافة إلى إنتاج جزيئات السكر ثلاثية الكربون وتفاعلها لإنتاج الجلوكوز. وبذلك تتم عملية البناء الضوئي التي يتحول بها غاز الاكسجين والضوء إلى غذاء للنبات.[4]
ما هي معادلة عملية البناء الضوئي
ثاني أكسيد الكربون + الماء + ضوء الشمس = أكسجين + جلوكوز.
تحتاج عملية البناء الضوئي إلى 6 جزيئات من غاز ثاني أكسيد الكربون، وو12 جزيء من الماء، ليتم إنتاج 6 جزيئات من الأكسجين، وجزيء واحد من الجلوكوز، إضافة إلى 6 جزيئات من الماء.
كما تعتبر عملية البناء الضوئي العملية التي تستخدم فيها النباتات ثاني أكسيد الكربون والماء وضوء الشمس لإنتاج الاكسجين والطاقة، التي تساعد في إبقاء الكائنات الحية على قيد الحياة. فالناتج النهائي لعملية البناء الضوئي هو تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية، من خلال تحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى جلوكوز واكسجين.
إلى جانب ذلك تؤدي عملية البناء الضوئي لتحويل ثاني أكسيد الكربون العامل الأساسي في عملية البناء إلى مركبات عضوية كالسكر. كذلك إطلاق الاكسجين كناتج ثانوي عن عملية البناء الضوئي الذي يحافظ على الحياة ويحقق التوازن ضمن الغلاف الجوي.[5]
العوامل المؤثرة في البناء الضوئي
- الضوء
- ثاني أكسيد الكربون
- درجة الحرارة
تتأثر عملية البناء الضوئي ببعض العوامل الرئيسية وهي:
الضوء: تتأثر شدة ضوء الشمس وكثافته ردًا مع عملية البناء الضوئي، فكلما ازداد ضوء الشمس، ازداد البناء الضوئي. لكن في بعض الحالات التي يتجاوز فيها الأمر الحد المطلوب، يؤثر ذلك سلبًا على عملية البناء الضوئي.
ثاني أكسيد الكربون: تتأثر عملية البناء الضوئي بنسبة تركيز ثاني أكسيد الكربون في الجو، حيث يدمج الكربون مع الكربوهيدرات، وبذلك يزداد معدل الناء الضوئي بسرعة كبيرة.
درجة الحرارة: إن زيادة درجات الحرارة تساهم في تسريع عملية البناء الضوئي، لكن في بعض الأحيان يكون لذلك تأثير سلبي على عملية البناء الضوئي. كما يدل ذلك على آثار الاحتباس الحراري في عملية البناء.[5]
