ما هو التركيب الضوئي وسوف نتحدث عن أهمية التركيب الضوئي معادلة التركيب الضوئي مراحل عملية التركيب الضوئي تجدون كل تلك الموضوعات من خلال مقالنا هذا
ما هو التركيب الضوئي
التمثيل الضوئي هو العملية التي تقوم من خلالها النباتات الخضراء وبعض الكائنات الحية الأخرى بتحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية، حيث أثناء عملية التمثيل الضوئي في النباتات الخضراء يتم التقاط الطاقة الضوئية واستخدامها لتحويل الماء وثاني أكسيد الكربون والمعادن إلى أكسجين ومركبات عضوية غنية بالطاقة. سيكون من المستحيل المبالغة في تقدير أهمية التمثيل الضوئي في الحفاظ على الحياة على الأرض، إذا توقف التمثيل الضوئي فسرعان ما سيكون هناك القليل من الطعام أو المواد العضوية الأخرى على الأرض، حيث ستختفي معظم الكائنات الحية وبمرور الوقت سيصبح الغلاف الجوي للأرض خاليًا تقريبًا من الأكسجين الغازي، إذ أن الكائنات الحية الوحيدة القادرة على الوجود في ظل هذه الظروف هي البكتيريا المُصنّعة كيميائيًا، والتي يمكنها الاستفادة من الطاقة الكيميائية لبعض المركبات غير العضوية وبالتالي لا تعتمد على تحويل الطاقة الضوئية.
أهمية التركيب الضوئي
1-التمثيل الضوئي مهم للكائنات الحية لأنه المصدر الأول للأكسجين في الغلاف الجوي، بدون التمثيل الضوئي ، لا يمكن أن تحدث دورة الكربون ، ولن تستمر الحياة التي تتطلب الأكسجين وستموت النباتات ، تستخدم النباتات والأشجار الخضراء عملية التمثيل الضوئي لصنع الطعام من ضوء الشمس وثاني أكسيد الكربون والماء في الغلاف الجوي ، هو المصدر الأساسي للطاقة ، أهمية التمثيل الضوئي في حياة الإنسان هو الأكسجين الذي تنتجه ، بدون عملية التمثيل الضوئي ، لن يكون هناك القليل من الأكسجين أو عدم وجوده على هذا الكوكب.
2-النباتات والطحالب والبكتيريا هي الكائنات الوحيدة التي يمكنها حصاد ضوء الشمس واستخدام الطاقة لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى مواد عضوية ، ثاني أكسيد الكربون هو أحد ملوثات الهواء الرئيسية ، لذا فإن الكائنات الحية الضوئية تحافظ على نظافة الهواء ، في هذه العملية ، ينتجون الأكسجين ، الذي يشكل جزءًا كبيرًا من الهواء الذي نتنفسه ، لذا فإن النباتات الأقل تعني إعادة تدوير أقل لثاني أكسيد الكربون وإنتاج أقل للأكسجين ، تعطينا النباتات أيضًا طعامًا وأليافًا لصناعة الملابس وبدون التمثيل الضوئي ، لن نتمكن من الحفاظ على الحياة التي نعيشها .
معادلة التركيب الضوئي
1-يحدث البناء الضوئي عن طريق الطاقة الضوئية من الشمس التي تُسبب سلسلة من التفاعلات الكيميائية بين ثاني أكسيد الكربون والماء، مكونة الجلوكوز (السكر البسيط) والأكسجين كنواتج نهائية للبناء الضوئي. يمكن التعبير عن العملية الشاملة على النحو التالي ثاني أكسيد الكربون + ماء + طاقة ضوئية ← غلوكوز + أكسجين
2-يتطلب التفاعل وجود مادة اليخضور (الكلوروفيل)، وهو مادة صبغية خضراء توجد في جميع الكائنات الحية التي يمكن أن تخضع لعملية البناء الضوئي. ويؤدّي اليخضور دورًا مهمًا في التقاط الطاقة من ضوء الشمس الوارد ونقلها إلى المركّبات الكيميائية المشاركة في عملية البناء الضوئي. يوجد اليخضور في الخلايا النباتية في عُضيّات تُسمى البلاستيدات الخضراء. وتتم جميع عمليات البناء الضوئي في النباتات داخل البلاستيدات الخضراء التي تتركز في الخلايا الحاجزية الأوراق.
3-يستمر البناء الضوئي من خلال سلسلة من الخطوات، حيث يدخل الماء إلى النبات من خلال الجذور وينتقل إلى الأوراق. ويدخل ثاني أكسيد الكربون إلى الأوراق من خلال مسام صغيرة تُسمى الثغور، ثم يلتقط اليخضور الطاقة من أشعة الشمس داخل البلاستيدات الخضراء وتؤدي هذه الطاقة بعد ذلك إلى سلسلة من التفاعلات الكيميائية بين ثاني أكسيد الكربون والماء وتحويلها إلى غلوكوز وأكسجين.
4-يعد ذلك يتم إطلاق الأكسجين الناتج عن عملية البناء الضوئي في الهواء كمنتج نفايات وقد يحرق النبات بعض الغلوكوز على الفور للحصول على الطاقة لتشغيل الأنشطة الخلوية. يمكن تحويل بعض جزيئات الغلوكوز إلى سكريات أخرى مثل الفركتوز أو السكروز أو يتم ربطها معًا لتكوين السليلوز، وهو كربوهيدرات ضرورية لبناء وإصلاح جدران الخلايا. يرتبط معظم غلوكوز المنتج في عملية البناء الضوئي معًا لتكوين النشاء، وهو كربوهيدرات معقدة أيضًا تخزنه النباتات في أنسجتها وتقسمه إلى جزيئات غلوكوز عندما تحتاج إلى طاقة.
مراحل عملية التركيب الضوئي
1-تجميع الطاقة
عندما يضرب شعاعٌ من أشعة الشمس نباتًا أخضر مورق تبدأ عندها عملية التركيب الضوئي حيث أنّ الخطوة الأولى تحدث في البلاستيدات الخضراء للخلايا النباتية، إذ يتم امتصاص الفوتونات الضوئية بواسطة صبغة الكلوروفيل التي تبدو خضراء اللون، لأنّها لا تمتص الأمواج الخضراء بل تعكسها بدلًا من ذلك.
تأخذ النباتات ثاني أكسيد الكربون من خلال مسامها (الفتحات المجهرية الموجودة في الأنسجة) لاستخدامه في عملية التركيب الضوئي، بينما تقوم بإطلاق الأوكسجين في الهواء المحيط بها.
2-تحويل الطاقة الضوئية
بعد امتصاص الطاقة الضوئية من أشعة الشمس يحول النبات هذه الطاقة إلى شكلٍ من أشكال الطاقة الكيميائية التي تستخدم لتغذية خلايا النبات، فأثناء التفاعلات التي تعتمد على الضوء تنشط الإلكترونات وتنفصل عن جزيئات الماء تاركةً الأوكسجين كمنتجٍ ثانويٍّ، حيث أنّ إلكترونات الهيدروجين في جزيء الماء تنتقل إلى مركز التفاعل في جزيء كلوروفيل.
3-مركز التفاعل
يمر الإلكترون على طول سلسلة النقل بمساعدة إنزيم ATP، وتنقل الطاقة من الإلكترونات إلى الأدينوسين ثلاثي الفوسفات ATP ويخفض فوسفات ثنائي نيوكليوتيد الأدنين وأميد النيكوتين NADPH والتي تسمى بعملية انتشار الطاقة للخلايا.
4-تخزين الطاقة الضوئية
تعرف المرحلة الأخيرة من عملية التركيب الضوئي بإسم دورة Calvin-Benson حيث يستخدم النبات ثاني أكسيد الكربون الموجود في الهواء والماء الموجود في التربة لتحويل الـ ATP والـ NADPH، إذ أنّ التفاعلات الكيميائية التي تشكل دورة Calvin-Benson تحصل في البلاستيدات الخضراء، فهذه المرحلة من عملية التركيب الضوئي لا تعتمد على الضوء حتى أنه من الممكن أن تحدث في الليل.
