كيف تحدث عملية البناء الضوئي

كيف تتم عملية البناء الضوئي؟ وسنذكر أيضًا تعريف عملية التمثيل الضوئي، وما هي مراحل عملية التمثيل الضوئي، وما هي أهم فوائد عملية التمثيل الضوئي. وسنذكر أيضًا أنواع عمليات البناء الضوئي. كل هذه المواضيع يمكنك العثور عليها في مقالتنا.

كيف تتم عملية التمثيل الضوئي؟

1- تتطلب عملية التمثيل الضوئي في النباتات مزيجًا من ثاني أكسيد الكربون والماء والطاقة الضوئية. تبدأ عملية التمثيل الضوئي دائمًا عندما يتم امتصاص الطاقة من الضوء بواسطة بروتينات تسمى مراكز التفاعل، والتي تحتوي على أصباغ الكلوروفيل الخضراء. في النباتات، يتم الاحتفاظ بهذه البروتينات داخل عضيات تسمى البلاستيدات الخضراء.
2- يتم الحصول على ثاني أكسيد الكربون أيضًا من الهواء الذي يدخل إلى الأوراق عن طريق الثغور وينتشر إلى الخلايا التي تحتوي على الكلوروفيل. أما الماء فيتم امتصاصه من التربة باستخدام جذور النباتات، ومن ثم يتم استخدام الطاقة الموجودة في الضوء لتحويل هذه المواد إلى سكر.
3- ويتم ذلك عن طريق تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى جلوكوز والذي يتم تكسيره بواسطة الميتوكوندريا إلى طاقة يمكن استخدامها للنمو والغذاء. وكل هذا يحدث من خلال تفاعلات كيميائية معقدة للغاية، وسيتم إنتاج الأكسجين من هذه التفاعلات كعنصر يخرج من هذه العملية.

تعريف عملية التمثيل الضوئي

يمكن تعريف عملية التمثيل الضوئي على أنها مجموعة معقدة من التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الأجزاء الخضراء من النباتات
تتفاعل بعض المواد الخام مثل ثاني أكسيد الكربون والماء في وجود الضوء وبعض المواد العضوية (الكلوروفيل) لتكوين العناصر الغذائية اللازمة لنمو النبات.

مراحل عملية البناء الضوئي

1- الضوء

ومن اسم المرحلة ندرك أن ضوء الشمس عامل أساسي لحدوث هذه المرحلة، فيحدث خلال ساعات النهار.
يستغل النبات ضوء الشمس ويحوله إلى طاقة كيميائية بداخله.
تمتص ورقة النبات الخضراء ضوء الشمس، مما يسمح لجميع أجزاء النبات باستقباله.
يؤدي امتصاص النبات للماء إلى انحلال جزيئات الماء، مما يسمح لغاز الهيدروجين بالتفاعل مع فوسفات نيكوتيناميد أدنين ثنائي النوكليوتيد (NADP+).
وبعد حدوث هذا التفاعل، يطلق النبات غاز الأكسجين من خلال أوراقه.
يقوم المصنع بتخزين الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) لاستخدامه لاحقًا.
2- دورة كالفين

وتكتمل هذه المرحلة بعد اختفاء ضوء الشمس وحلول الظلام، حيث يكمل النبات مرحلة التمثيل الضوئي.
ونجد أن ما يميز هذه المرحلة هو كثرة حدوث التفاعلات الكيميائية داخل المصنع، وذلك باستخدام غاز ثاني أكسيد الكربون مع ثلاثي فوسفات الأدينوسين (ATP) والذي كان مخزناً سابقاً في المرحلة الأولى.
وفي النهاية يقوم النبات بإنتاج الجلوكوز الذي يتحول إلى مواد أخرى يستخدمها النبات للحصول على غذائه المكون من البروتينات أو الكربوهيدرات.

فوائد عملية التمثيل الضوئي

1- يساهم في العلاقة التكافلية بين النبات والإنسان والحيوان.
2- هو المصدر الأساسي للأكسجين في الجو .
3- يساهم في دورة الكربون بين الأرض والمحيطات والنباتات والحيوانات.
4- يؤثر بشكل مباشر أو غير مباشر على معظم أشكال الحياة على الأرض. 5- يعد بمثابة عملية الطاقة الأساسية لمعظم الأشجار والنباتات.

أنواع عمليات البناء الضوئي

1- هناك نوعان من عمليات التمثيل الضوئي (التمثيل الضوئي الأكسجيني والتمثيل الضوئي غير الأكسجيني)، وكلتا العمليتين متشابهتان إلى حد كبير في المبادئ. التمثيل الضوئي الأكسجيني هو الأكثر شيوعًا، ويحدث في الطحالب والبكتيريا الزرقاء والنباتات.
2- أثناء عملية التمثيل الضوئي الأكسجيني تنتقل الطاقة الضوئية من الماء إلى ثاني أكسيد الكربون من أجل إنتاج الكربوهيدرات، وأثناء عملية النقل يتم تقليل ثاني أكسيد الكربون بسبب اكتساب الإلكترونات؛ تحدث أكسدة الماء أيضًا بسبب فقدان الإلكترونات، وفي النهاية يتم إنتاج كل من الكربوهيدرات والأكسجين
وتكمن أهمية عملية التمثيل الضوئي الأكسجيني في موازنة عملية التنفس عن طريق استهلاك ثاني أكسيد الكربون الناتج عن عمليات التنفس التي تقوم بها الكائنات الحية وإعادة تكوين الأكسجين في الغلاف الجوي.
وتستخدم عملية التمثيل الضوئي غير المؤكسجة جزيئات أخرى غير الماء للحصول على الإلكترونات، وتحدث هذه العملية عادة في البكتيريا مثل “بكتيريا الكبريت الخضراء والبكتيريا الأرجوانية” الموجودة في البيئات المائية.
3-التمثيل الضوئي غير المؤكسد سمي بهذا الاسم لأنه لا ينتج الأكسجين. حيث أن الإخراج يعتمد على الجزيء الذي يتبرع بالإلكترون، على سبيل المثال (تستخدم العديد من البكتيريا غاز كبريتيد الهيدروجين، الذي تنبعث منه رائحة البيض الفاسد؛ وتنتج الكبريت الصلب كمنتج ثانوي).
4- كلا النوعين من “التمثيل الضوئي الأكسجيني” التمثيل الضوئي غير الأكسجيني “معقد للغاية ومتعدد الخطوات، ويمكن تلخيص العملية في شكل معادلات:-
5- (6 جزيئات ثاني أكسيد الكربون + 12 جزيء ماء + 6 جزيئات أكسجين + 6 جزيئات ماء) “أوكسجين”
(الطاقة الضوئية + ثاني أكسيد الكربون + كبريتيد الهيدروجين) “غير أكسجين”.