ما هي العملية التي تحدث في النباتات تستخدم فيها طاقة الشمس لانتاج الغذاء

العملية التي تحدث في النباتات تستخدم فيها طاقة الشمس لانتاج الغذاء

عملية البناء الضوئي

هي العملية التي تحدث في النباتات تستخدم فيها طاقة الشمس لانتاج الغذاء

.

عملية البناء الضوئي أو التمثيل الضوئي، هي واحدة من أهم العمليات الحيوية التي تحدث في جميع النباتات الخضراء وتقوم من خلالها بتحويل الطاقة الضوئية المستمدة من ضوء الشمس إلى طاقة كيميائية من أجل إنتاج غاز الأكسجين اللازم لبقائها والمركبات العضوية الأخرى، وخلال هذه العملية بجانب استخدام الضوء يتم استخدام باقي نواتج البناء الضوئي وهما  الماء وثاني اكسيد الكربون ثم تحويلهما بعد ذلك إلى المركبات العضوية الغنية بالطاقة اللازمة لبقاء النباتات الخضراء على قيد الحياة بجانب غاز الأكسجين اللازم لتنفس باقي الكائنات الحية.

أهمية البناء الضوئي

أهمية البناء الضوئي



لا تتمثل فقط كمصدر للغذاء والطاقة للنباتات الخضراء التي تقوم بها، بل لها دور أكبر وأشمل من ذلك من خلال المحافظة على الحياة بصورة عامة على وجه الأرض لباقي الكائنات الحية،


تقوم معظم النباتات الخضراء بإطلاق غاز الأكسجين الناتج عن عملية البناء الضوئي الأساسي للتنفس كوكب الأرض فإذا توقفت النباتات عن هذه العملية فلن يكون هناك أي أكسجين على سطح الكوكب أو أي نواتج مركبات عضوية أخرى، وستكون البكتيريا هي الكائنات الوحيدة القادرة على العيش على سطح هذا الكوكب.

التفاعل الكيميائي لعملية البناء الضوئي

• عملية الأكسدة.

• عملية الاختزال.

عملية الأكسدة:

هي إزالة الإلكترونات من الجزيئات.

عملية الاختزال:

هي إضافة الإلكترونات إلى الجزيئات.

وتعتبر عملية البناء الضوئي عبارة عن أكسدة واختزال من الناحية الكيميائية، في هذه العملية الكيميائية يكون الضوء هو المنشط أو المحفز الأساسي لها، ويحدث بشكل أساسي عمليتين من والاختزال حيث أن الأكسدة تعني إزالة الإلكترونات من الجزيئات بينما يعني الاختزال إضافة الإلكترونات إلى الجزيئات، فنجد أن ما يحدث في عملية البناء الضوئي للنباتات الخضراء، يستخدم الضوء كعامل محفز من أجل أن تتأكسد المياه (H2O) ويتم إنتاج غاز الأكسجين (O2) فإن التمثيل الضوئي هو عملية أكسدة واختزال يتم تنشيطها بالضوء و (تشير الأكسدة إلى إزالة الإلكترونات وأيونات الهيدروجين (H +) والإلكترونات منها، يتم إطلاق غاز الأكسجين في الهواء لباقي الكائنات الحية الأخرى، أما بالنسبة لأيونات الهيدروجين وباقي الإلكترونات يتم أكسدتها بواسطة الضوء وتتحول إلى ثاني أكسيد الكربون (CO2) الذي تستخدمه النباتات في عملية التنفس، ثم يتم تحويل باقي الإلكترونات وأيونات الهيدروجين إلى مواد عضوية أخرى من خلال استخدامها في تحويل النترات والكبريتات إلى مجموعات الأمينية، هذه المجموعات تعتبر الأساس في بناء البروتينات الأساسية للنباتات الخضراء، وأيضًا سيكون هناك العديد من المركبات العضوية الأخرى التي تعتبر كناتج من عملية البناء الضوئي ومنها الكربوهيدرات وتحديدًا النشا وسكر السكروز كناتج مباشر من عملية البناء الضوئي وهي مصادر أساسية لتوفير الطاقة اللازمة للنباتات الخضراء. [1]

أين تقع عملية البناء الضوئي في النباتات الخضراء

تقع عملية البناء الضوئي في النباتات الخضراء وبالتحديد في

البلاستيدات الخضراء وذلك عن طريق مادة الكلوروفيل،


وتعتبر البلاستيدات الخضراء هي موقع التمثيل الضوئي الأساسي بحيث يحدث جزء كبير من تفاعلات التمثيل الضوئي في الغشاء الداخلي داخلها حيث تحتوي البلاستيدات الخضراء على عدد كبير من هذه الأغشية الداخلية والتي يكون لها دور أساسي في زيادة فعالية البناء الضوئي، وتكون متراكمة بشكل دائري فوق بعضها البعض من أجل زيادة قوة البناء الضوئي. [2]

مراحل البناء الضوئي

• التفاعلات المعتمدة على الضوء.

• التفاعلات المستقلة عن الضوء.

يحدث التمثيل الضوئي على مرحلتين أساسيتين داخل البلاستيدات الخضراء وهما مرحلتين متتاليتين كالآتي:

التفاعلات المعتمدة على الضوء:

في هذا النوع من التفاعلات المعتمدة على الضوء، تقوم مادة الكلوروفيل الموجودة في البلاستيدات الخضراء وامتصاص الطاقة الصادرة من ضوء الشمس ثم بعد ذلك يتم تحويل هذه الطاقة إلى طاقة كيميائية مخزنة لاستخدامها في التفاعلات الكيميائية في التفاعلات المستقلة عن الضوء للحصول على المركبات العضوية.

التفاعلات المستقلة عن الضوء:

ولكن في هذا النوع من التفاعلات المستقلة للضوء، يتم استغلال الطاقة الكيميائية الناتجة عن التفاعلات الضوئية والتي تم تخزينها بصورة مباشرة أثناء التفاعلات المعتمدة على الضوء، ثم بعد ذلك يتم استخدام ثاني أكسيد الكربون لتجميع جزيئات السكر من أجل إنتاج الطاقة اللازمة للنباتات الخضراء.

لذلك يعتبر كلا التفاعلين المعتمدة على الضوء والمستقلة عمليتين مندمجتين بحيث لا يمكن فصلهما عن بعضهما البعض ويعتمدان بشكلً أساسي على الضوء، برغم أن التفاعلات المستقلة قد لا تحتاج بشكلٍ أساسي على طاقة ضوء الشمس إلا أنه لا يمكن تنشيط الأنزيمات المسؤولة عن تفاعلاتها إلا بنواتج التفاعلات المعتمدة على ضوء الشمس حيث تستخدم هذه التفاعلات جزيئات معينة تقوم بنقل الطاقة إلى التفاعلات المستقلة عن الضوء وتسمى جزيئات ناقلات الطاقة ِثم تعود بعد تفريغها مرة أخرى إلى التفاعلات المعتمدة على الضوء لنقل الطاقة مرة أخرى إليها، لذلك تعتبر مرحلتِي التفاعلات المعتمدة والمستقلة عن الضوء مرتبطة ببعضها البعض بشكلٍ أساسي لاكتمال عملية البناء الضوئي. [3]ِ