المواد الواجب توافرها لتتم عملية البناء الضوئي
المواد الواجب توافرها لتتم عملية البناء الضوئي هي
- ضوء الشّمس.
- الماء.
- ثاني أكسيد الكربون.
لاستيعاب فكرة البناء الضوئي لا بد من توضيحها على أرض الواقع، فمثلاً عندما تشعر بالجوع تتناول وجبة خفيفة من الثلاجة صحيح؟ فماذا إذا شعر النبات بالجوع من أين يأتي بالطعام؟ وهذا هو دور عملية التمثيل الضوئي والتي من خلالها يتمكّن النبات من صُنع غذاءه وتخزينه.
وحتى يتمكّن النبات من القيام بعملية البناء الضوئي يجب أن يتوافر لديه مجموعة من المواد، “ضوء الشمس – ثاني أكسيد الكربون – الماء”، حيثُ يستمد الماء من التربة ويمتص الضوء، وثاني أكسيد الكربون من خلال ثغور الأوراق الدقيقة، لينتُج عن تلك العملية بعض التفاعلات ويتكوّن الجلوكوز اللازم لبقاء النبات على قيدِ الحياة.
معادلة عملية البناء الضوئي
6CO2 + 6H2O + Light energy → C6H12O6 (sugar) + 6O2
من خلال معادلة عملية البناء الضوئي نجد أنَّ النبات يحتاج لثاني أكسيد الكربون + الماء + الضوء لإتمام عملية البناء الضوئي بنجاح، إذ يتخلل ثاني أكسيد الكربون ثغور / ثقوب الأوراق والسيقان والفروع، فضلاً عن الماء والتي يستمدها من التربة وتكون الجذور المسؤولة عن تلك المهمة.
أمَّا عن ضوء الشمس فهو العنصر المسؤول عن إتمام التّفاعل الكيميائي لتكسير جزيئات ثاني أكسيد الكربون والماء، وإعادة تنظيمهما لتكوين “الجلوكوز” أي جزيئات السّكر وغاز الأكسجين، ليتغذى النبات على جزيئات السّكر ويُطلق الأكسجين من نفس الثقوب الموجودة بالأوراق والزّهور… وما إلى ذلك.[1]
شرح عملية البناء الضوئي للاطفال
تحدث عملية البناء الضوئي كي يتمكّن النبات من البقاء على قيدِ الحياة، إذ يقوم بتلك العملية لتصنيع الغذاء وتخزينه لمزيد من النّمو، وتحدث على نفس الخطوات التالية:
- لعملية التمثيل الضوئي تحتاج النّباتات إلى 3 عناصر “ماء – ضوء الشمس – ثاني أكسيد الكربون”.
- وبمجرّد حصول النّباتات على تلك المواد تبدأ في جمعها.
- فيتم امتصاص ثاني أكسيد الكربون من خلال ثغور الأوراق.
- وتمتص الجذور الماء لتمر عبر الساق وصولاً إلى الأوراق.
- كما تُمتص أشعة الشمس عن طريق الكلوروفيل “مادة كيميائيّة” موجودة في الأوراق.
- من ثمَّ تقوم أشعة الشمس بتقسيم جزيئات الماء إلى عنصري “الهيدروجين – الأكسجين”.
- ليتّحد الهيدروجين مع ثاني أكسيد الكربون مكونًا الجلوكوز، ويتم إخراج الأكسجين في الغلاف الجوي غير الثغور أيضًا.[2]
هل تحدث عملية البناء الضوئي في الظلام
نعم، قد تحدث عملية البناء الضوئي في الظلام بشرط توفّر ضوء اصطناعي مُعيّن مع أطوال موجيَّة مناسبة، وتَشتهر تلك التفاعلات التي تحدث في الظلام باسم “دورة كالفن”، وفيها يتم تخليق السّكر في التفاعل المظلم المستقل عن الضوء.[3]
مراحل عملية البناء الضوئي
- تفاعلات تعتمد على الضّوء.
- تفاعلات مُستقلة عن الضّوء / دورة كالفن.
تفاعلات تعتمد على الضّوء: كما يُوحي من اسمها فهي المرحلة الأولى والمُتعارف عليها من عملية البناء الضوئيّ، وتعتمد على ضوء الشمس الذي يمتصه الكلوروفيل ليتم تحويله إلى طاقة كيميائيَّة، وتحدث تلك العملية داخل البلاستيدات الخضراء، وينتُج عنها جزيئات الجلوكوز والأكسجين.
تفاعلات مُستقلة عن الضّوء / دورة كالفن: تُعرف التفاعلات المُستقلة عن الضّوء باسم دورة كالفن، ولا ترتبط عادةً بتوافر الضوء فقد تحدث خلال فترة الليل، وبالرّغم من أنّ تلك التفاعلات لا تستخدم الضّوء، إلا إنّها تحتاج للمُنتجات المعتمدة على التفاعلات الضوئيّة.[4]
أهمية البناء الضوئي
- تعود أهمية عملية البناء الضوئي في كونها المصدر الأول للأكسجين لجميع الكائنات الحيّة.
- يُساهم البناء الضوئي في دورة الكربون بين الأرض والنباتات والحيوانات.. وغيرها.
- تكون بمثابة علاقة تكافليّة بين كلاً من النباتات والحيوانات، وكذلك الحشرات.
- لها تأثير مباشر وغير مباشر على غالبية دورة الحياة على الأرض.
- تعتبر المصدر الأوليّ للطاقة للنباتات والأشجار.[5]
ما هي شروط حدوث عملية التركيب الضوئي
ضوء الشمس – الماء – ثاني أكسيد الكربون.
من شروط حدوث عملية التركيب الضوئي توافر 3 عناصر ضروريَّة، وهما “ضوء الشمس – الماء – ثاني أكسيد الكربون”، وبدون تلك المكونات لا تتم عملية البناء الضوئي، حيثُ تتطلّب العملية كلا العناصر لإنتاج سكر الجلوكوز وغاز الأكسجين.
من منتجات عملية البناء الضوئي
- جلوكوز.
- أكسجين.
تُعتبر أهم المُدخلات في عملية البناء الضوئيّ “الماء – غاز ثاني أكسيد الكربون – ضوء الشمس”، حيثُ تحدث مجموعة من التفاعلات الكيميائيَّة لينتُج عنها في النهاية “جزيئات الجلوكوز – غاز الأكسجين”، إذ يتعذىَ النبات ويُخزن بقيت الجزيئات لحين الحاجة إليها.[1]
ماهو الجزء الذي يقوم بعملية البناء الضوئي في النبات
البلاستيدات الخضراء.
تمتلك أوراق النبات نسيجًا متوسطيًا يضم مجموعة بلاستيدات خلوية وهي البلاستيدات الخضراء، حيثُ تحتوي على أصباغ الكلوروفيل، وتُمثّل تلك الأصباغ الجزء المسؤول عن امتصاص ضوء أشعة الشمس، وتحويل تلك الطاقة في عدة تفاعلات كيميائيَّة إلى جزيئات الجلوكوز والأكسجين.[6]
ينتج من عملية البناء الضوئي جلوكوز و
غاز الأكسجين.
كما ذكرنا آنفًا أنَّ عملية البناء الضوئي ينتُج عنها بعض المنتجات، والتي تفيد النبات وبقية الكائنات الحيّة، منها جزيئات السّكر “الجلوكوز” وهو مصدر الغذاء الأساسي للنباتات، وغاز الأكسجين الذي يُطلق في الغلاف الجوي مما يفيد الكائنات الحية في عملية التّنفّس.[1]