ما هي العلاقة بين عمليتي البناء الضوئي والتنفس

كتابة: دعاء اشرف آخر تحديث: 15 ديسمبر 2020 , 00:06

تعريف عملية البناء الضوئي

هو العملية التي يتم من خلالها توليد الطاقة من الشمس والتي تقوم بها كلا من النباتات وبعض أنواع البكتيريا ، ويتم استخدام مادة الكلوروفيل من قبل النباتات لتحويل ضوء الشمس إلى طاقة [1] .

وكما يحدث في جسم الإنسان خلال عملية التنفس من استنشاق الأكسيد وإخراج ثاني أكسيد الكربون فيحدث ذلك في النباتات أيضا ولكن النبات يقوم بامتصاص ثاني أكسيد الكربون وينتج الأكسجين .

و مراحل عملية البناء الضوئي تكمن في الطريقة التي يتم فيها تحويل الطاقة الضوئية من الشمس الى طاقة كيميائية وتتم هذه العملية في ” البلاستيدات الخضراء ” ، وعن طريق الكلوروفيل .

ويمكن صياغة هذه العملية كيميائيا حيث تحتاج تلك العملية إلى 6 جزيئات من ثاني أكسيد الكربون ، مع 6 جزيئات من الماء ، مع العامل الأساسي وهو الضوء .

ويكون ناتج هذه العملية الكيميائية أكسجين وسكر ، وكل هذه العملية تتم بواسطة الكلوروفيل الأخضر والذي اكسب لونه انعكاس الضوء الأحمر والأخضر لذلك نرى لون النبات باللون الأخضر .

التنفس في الكائنات الحية

تتم عملية التنفس في الكائنات الحية ” دون النباتات ” عن طريق الجهاز التنفسي ، وذلك باستنشاق الأكسجين من الهواء وإمداده للدم وخلايا الجسم ، ويعتبر الأكسجين من اهم العناصر الغذائية التي تحتاجها الكائنات الحيه ولا تستطيع تلك الكائنات البقاء على قيد الحياه بدون أكسجين إلا لبضع دقائق فقط .

تعريف التنفس الخلوي

وبعد عمل بحث عن التنفس الخلوي  إتضح أن مراحل التنفس الخلوي في طريق تكسير الجلوكوز إلى حمض البيروفيك ، وبعدها يتم تأكسد حمض البيروفيك متحولا إلى ثاني أكسيد الكربون والماء ، وتتم هذه العملية في العصارة الخلوية لذلك يجب ملاحظة الفرق بين البناء الضوئي والتنفس الخلوي .

العلاقة بين التنفس والتمثيل الضوئي

ويكمن الاختلاف بينهم في مكان حدث كلا منهم ، حيث تتم عملية البناء الضوئي في النباتات وبعض أنواع البكتيريا ، إما التنفس فيحدث في باقي الكائنات الحيه .

والفرق الآخر بينهم هو احتياج ضوء الشمس ، فالبنات الضوئي لا يحدث إلا في وجود ضوء الشمس ، فينما التنفس لا يحتاج الى ضوء الشمس .

ولكن رغم هذا الاختلاف إلا إن هناك علاقة متبادلة بين العمليتين فالعمليتين يعملان في انسجام وتكامل تام ، حيث أن الكائنات الحيه تأخذ الأكسجين وتنتج ثاني أكسيد الكربون ، والنباتات تأخذ ثاني أكسيد الكربون وتنتج الأكسجين .

حيث البناء الضوئي والتنفس هم عمليتان تحتاج كلا منهما لعملية دورية من التفاعل الكيميائي الحيوي ، حيث يتطلب البناء الضوئي كلا من ثاني أكسيد الكربون والماء ، إما التنفس فيحتاج للجلوكوز والأكسجين .

وتتفاعل هذه المكونات معا في إنتاج الطاقة وتخزينها ، وتعتبر كلا من العمليتين معاكسه للأخرى فهم متناقضين في بعض النواحي ومكملان لبعضهم البعض .

و للإجابة على كيف تحدث عملية البناء الضوئي ؟ حيث الضوئي هو عملية كيميائية تحتاج لضوء الشمس كي تتم بنجاح ، حيث تعتمد النباتات على عملية البناء الضوئي من أجل صنع طعامها وتخزين الطاقة ، وتحدث هذه العملية من خلال الخلايا النباتية التي تحتوى على مادة الكلوروفيل .

وهو المادة صبغيه موجوده داخل أوراق النبات وهى أيضا التي تعطى النباتات لونها الأخضر ، ويعمل الكلوروفيل على امتصاص الطاقة الضوئية واستخدامها لإنتاج الكربوهيدرات من الماء وثاني اأسيد الكربون .

وتستخدم النباتات مادة الكربوهيدرات كمصدر فورى للطاقة والتي تساعد النبات على النمو وامتصاص باقي العناصر الغذائية ، وبعد إتمام هذه العملية يتم إنتاج الأكسجين وإطلاقه في الهواء .

ويقوم التفاعل الذي يحدث في البلاستيدات الخضراء بتحويل الضوء الناتج من الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية ، إما التنفس الخلوي فهو عملية تتم فيها أكسدة الطعام أو تكسير الروابط الكيميائية الموجودة في الجلوكوز وتحويلها إلى الماء وثاني أكسيد الكربون .

ويتم تخزين الطاقة الناتجة عن تلك العملية في شكل ATP ، ويتم استخدامها بواسطة الخلايا المستهلكة للطاقة ، فهي تعتبر من التفاعلات الخاصة بعملية الأيض على عكس عملية البناء الضوئي الذي يحدث في البلاستيدات الخضراء .

ويعمل التنفس الخلوي والذي يحدث في الميتوكوندريا على تحويل الجلوكوز إلى ماء وثاني أكسيد الكربون ، إما التمثيل الضوئي فهو يشبه التنفس فهو يتم فيه تفاعل ، وأكسدة ، واختزال للطاقة ، حيث يتم إنتاج الطاقة الخاصة بالتنفس من السكريات بعد عملية نقل الإلكترون المرتبط بالهيدروجين إلى الأكسجين .

والذي ينتج عنها الماء أيضا وتقوم الميتوكوندريا باستخدام تلك الطاقة الناتجة عن هذه العملية في صناعه ATP ، أما في عملية البناء الضوئي فتنعكس هذه العملية الكيميائية حيث لا تتشكل فيها الماء بل يتم نقل إلكترونات الماء إلى ثاني أكسيد الكربون .

ويم استخدام الطاقة لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى سكر ، ويحتاج البناء الضوئي إلى 686 كلاري من الطاقة وذلك لتحويل الإلكترونات كن الماء ويساعد الضوء في إمداد هذه العملية بالطاقة .

وفيما سبق تبن العلاقة بين عملية البناء الضوئي وعملية التنفس ،حيث كلا العمليتين يحتويان على سلسله من نقل الإلكترونات وكلاهما أيضا يأثران بشكل مباشر على تركيز الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في الهواء .

ونلاحظ أيضا أن هناك تشابه كبير بين دور الكلوروفيل في عملية البناء الضوئي ، والهيموغلوبين في عملية التنفس فكلاهما متشابهين عمليا ويختلفان فقط في أن الهيموجلوبين يحتوى على ذرة حديدة وهو أيضا الذي يحمل الأكسجين في الدم وذات صبغه حمراء ، أما الكلوروفيل فهو يحتوى على ذرة ماغنسيوم وذات صبغه خضراء .

ومن ذلك يتضح أن البناء الضوئي والتنفس الخلوي هما اهم واكثر المسارات البيوكيميائية الهامة للحياة ، فكلا العمليتين يحتويان على دورات ومراحل والكثير من الإنزيمات ، وبالرغم من وجود عدد كبير من التشابه بينهم إلا أن هناك الكثير من الاختلافات أيضا والتي تجعل منهما عمليتين متعاكستين .

الاختلاف بين عملية البناء الضوئي والتنفس

تقوم النباتات بإنتاج الأكسجين وهو الناتج الثانوي لعملية البناء الضوئي ، ونحن نحتاج للأكسجين للتنفس وتوليد ATP ، لذلك يعتبر البناء الضوئي والتنفس عمليتان مكملان لبعضهم ، وكلا من العمليتين لهم ردود فعل متشابهة وتحدث بطريقة خاصة بكل عملية  ولكن و  اختلاف عملية البناء الضوئي عن التنفس في بعض الأشياء  وهى [2]  :

  1.  يحدث البناء الضوئي في النباتات وبعض البكتيريا ، بينما التنفس يحدث في كافة الكائنات الحية .
  2.  تتم عملية البناء الضوئي في البلاستيدات الخضراء ، بينما تحدث عملية التنفس في الميتوكوندريا .
  3.  المواد المتفاعلة في البناء الضوئي هي ثاني أكسيد الكربون والماء والضوء ، إما التنفس فمواده المتفاعلة هي الاكسجين والجلوكوز .
  4.  يعتبر البناء الضوئي عملية ماصة للحرارة ، إما التنفس فهو عملية طاردة للحرارة .
  5.  يتطلب البناء الضوئي ضوء الشمس لنجاح العملية ، إما التنفس الخلوي فلا يحتاج لضوء الشمس فهو يحدث بشكل دائم .

نبّهني عن
guest
0 تعليقات
رد خطي
الإطلاع على كل التعليقات
زر الذهاب إلى الأعلى
0
نحب تفكيرك .. رجاءا شاركنا تعليقكx
()
x
إغلاق