شرح عملية البناء الضوئي للأطفال. سنتحدث عن أهمية عملية البناء الضوئي وما هي معادلة عملية البناء الضوئي. العوامل المؤثرة على عملية التمثيل الضوئي. كل هذه المواضيع ستجدها في مقالتنا.
شرح عملية البناء الضوئي للأطفال
1- مرحلة امتصاص ضوء الشمس، والتي تتم من خلال امتصاص الكلوروفيل لأشعة الشمس وتحويلها من طاقة ضوئية إلى طاقة كيميائية، وفصل الإلكترونات عن الماء، ليتم إطلاق غاز الأكسجين، ونقل الإلكترونات المنفصلة من خلال العمليات الكيميائية المختلفة.
2- مرحلة تحويل طاقة الشمس الضوئية إلى طاقة كيميائية. وتعرف هذه المرحلة بمرحلة التفاعل الكيميائي الضوئي، حيث يؤدي امتصاص الكلوروفيل لأشعة الشمس إلى إثارة الإلكترونات الموجودة فيه إلى مستويات طاقة أعلى من أجل إنتاج إنزيم NADPH، وإطلاق جزيئات الطاقة، وانبعاث الأكسجين.
3- مرحلة إنتاج الجلوكوز . تُعرف هذه المرحلة بمرحلة رد الفعل المظلم أو دورة كالفين. وفي هذه المرحلة لا يستخدم النبات الضوء، بل يستقبل إنزيم NADPH والطاقة المنتجة سابقاً في مرحلة الضوء، ومن خلال وجود ثاني أكسيد الكربون يتم إنتاج الجلوكوز.
أهمية عملية التمثيل الضوئي
1- بالنسبة للإنسان، فإن عملية التمثيل الضوئي تخلق الغذاء في النباتات، ومن ثم يتغذى الإنسان على هذا النبات بالإضافة إلى إنتاج الأكسجين.
2- تشكل النباتات مركبات عضوية مهمة يتم بناؤها من سكر الجلوكوز الذي يذوب جزء منه في الماء ليتحول إلى عصير ينتقل إلى جميع أجزاء النبات عن طريق أنسجة اللحاء.
3- تحافظ البيئة على التوازن البيئي من خلال استخدام ثاني أكسيد الكربون وإنتاج الأكسجين وتقليل ظاهرة الاحتباس الحراري.
معادلة عملية البناء الضوئي
1- تتم عملية التمثيل الضوئي من خلال الطاقة الضوئية القادمة من الشمس، والتي تسبب سلسلة من التفاعلات الكيميائية بين ثاني أكسيد الكربون والماء، لتكوين الجلوكوز (السكر البسيط) والأكسجين كنواتج نهائية لعملية التمثيل الضوئي. يمكن التعبير عن العملية الإجمالية بثاني أكسيد الكربون + الماء + الطاقة الضوئية → الجلوكوز + الأكسجين
2- يتطلب التفاعل وجود الكلوروفيل، وهو صبغة خضراء موجودة في جميع الكائنات الحية التي يمكنها إجراء عملية التمثيل الضوئي. تلعب البلاستيدات الخضراء دورًا مهمًا في التقاط الطاقة من ضوء الشمس الوارد ونقلها إلى المركبات الكيميائية المشاركة في عملية التمثيل الضوئي. في الخلايا النباتية، توجد البلاستيدات الخضراء في عضيات تسمى البلاستيدات الخضراء. تتم جميع عمليات التمثيل الضوئي في النباتات داخل البلاستيدات الخضراء، والتي تتركز في الخلايا الحاجزة للورقة.
3- تستمر عملية التمثيل الضوئي من خلال سلسلة من الخطوات، حيث يدخل الماء إلى النبات عبر الجذور وينتقل إلى الأوراق. يدخل ثاني أكسيد الكربون إلى الأوراق من خلال مسام صغيرة تسمى الثغور، ثم تلتقط البلاستيدات الخضراء الطاقة من ضوء الشمس داخل البلاستيدات الخضراء. ثم تؤدي هذه الطاقة إلى سلسلة من التفاعلات الكيميائية بين ثاني أكسيد الكربون والماء وتحوله إلى جلوكوز وأكسجين.
4- يتم بعد ذلك إطلاق الأكسجين الناتج عن عملية التمثيل الضوئي في الهواء كفضلات وقد يحرق النبات بعض الجلوكوز فورًا للحصول على الطاقة اللازمة للقيام بالأنشطة الخلوية. يمكن تحويل بعض جزيئات الجلوكوز إلى سكريات أخرى مثل الفركتوز أو السكروز أو ربطها معًا لتكوين السليلوز، وهو كربوهيدرات ضروري لبناء وإصلاح جدران الخلايا. يرتبط معظم الجلوكوز الناتج في عملية التمثيل الضوئي معًا لتكوين النشا، وهو أيضًا كربوهيدرات معقدة تخزنها النباتات في أنسجتها وتتحلل إلى جزيئات الجلوكوز عندما تحتاج إلى الطاقة.
العوامل المؤثرة على عملية التمثيل الضوئي
1- الضوء: إن شدة ضوء الشمس والأشعة التي تصدرها، وكثافة تلك الأشعة، تتناسب طرديا مع عملية التمثيل الضوئي، أي أنه كلما أصبحت إضاءة أشعة الشمس أقوى، كلما زادت معها عملية التمثيل الضوئي، ولكن فالأمر يعتمد على شدة معينة للضوء، وإلا فإنه ينعكس ويضر بعملية التمثيل الضوئي.
2- غاز ثاني أكسيد الكربون: هناك تأثير ناتج عن تركيز غاز ثاني أكسيد الكربون الموجود في الجو بنسبة حوالي (0.04%) وله علاقة مباشرة بينه وبين عملية التمثيل الضوئي، حيث يتحد الكربون مع الكربوهيدرات و وبالتالي يزداد معدل عملية التمثيل الضوئي بشكل ملحوظ وسريع.
3- درجة الحرارة: تساهم درجات الحرارة المرتفعة في تسريع عملية التمثيل الضوئي، ولكن ذلك يتوقف على حد معين، وبعد ذلك تتأثر العملية سلباً عند مرورها، مما يدل على تأثيرات الاحتباس الحراري في عملية التمثيل الضوئي.