عملية البناء الضوئي

هل سمعت عن عملية البناء الضوئي؟

هل تريد أن تتعرف على مراحل عملية التركيب الضوئي؟

تابع مقالتنا هذه من مدونة علم حيث سنتعرف على عملية التمثيل الضوئي، وهو الاسم الشائع لهذه العملية التي تعتبر من العمليات الهامة لأنها تضمن استمرارية حياة النبات، وذلك بتصنيع الغذاء اللازم لها حيث أنها تحدث في النبات الأخضر وبالأخص في البلاستيدات الخضراء التي توجد في الأوراق، وتتم هذه العملية على مراحل عديدة متتالية، سنقوم بتوضيحها بالتفصيل في الفقرات القادمة تابع معنا عزيزي القارئ.

ماهي مراحل عملية البناء الضوئي؟

• امتصاص الضوء
• نقل الإلكترونات
• إنتاج جزيئات الطاقة
• تثبيت الكربون

امتصاص الضوء

يبدأ النبات بامتصاص الضوء من أشعة الشمس عن طريق مركبات الكلوروفيل التي ترتبط بالبروتينات الموجودة في أغشية الثايلاكويد في النباتات، وذلك حتى تتخلص من الإلكترونات، وتعمل على تكوين غاز الأكسجين O2.

ويتكون الكلوروفيل من حلقة بورفيرين متصلة بسلسلة هيدروكربونية طويلة جانبية تُساعده على ذلك، ويُمكن أن نعبر عن ذلك من خلال المعادلة الكيميائية المُمثلة له كالتالي :

-2H2O→ O2 + 4H+ + 4e

نقل الإلكترونات

يتم في هذه المرحلة انتقال الإلكترونات من مستقبل الإلكترون الأولي إلى مستقبل الإلكترون النهائي، وذلك بوجود الضوء، وتتم هذه المرحلة من مراحل عملية البناء الضوئي عبر سلسلة من جزيئات نقل الإلكترون التي توجد في غشاء الثايلاكويد.

يتم عن طريقه نقل +NADP إلى NADPH، أي أنّ نقل الإلكترونات مرتبط بحركة البروتينات لتجويف الثايلاكويد فيتدرج الأُس الهيدروجيني، ويُمكن أن نعبر عن المعادلة الكيميائية المُمثلة له كالتالي:

+ 2NADP+→ 2H+ + 2NADPH + O2

إنتاج جزيئات الطاقة

في هذه المرحلة من مراحل عملية البناء الضوئي يبدأ إنتاج جُزيئات الطاقة ATP، حيث تتحرك البروتونات من داخل غشاء الثايلاكويد إلى الخارج ، فتتكون الطاقة من هذه الحركة، وذلك من تفاعل جُزئيات ADP و Pi لتُصبح ATP، وهذه المرحلة تحتاج للضوء حتى تتم ويمكن أن نعبر عنها من خلال المعادلة الكيميائية :

ADP+ Pi → ATP

تثبيت الكربون

يتم في هذه المرحلة تثبيت الكربون دون الاعتماد مباشرة على ضوء الشمس حيث يمكن لهذه العملية أن تحدث في الظلام، ولكنها تعتمد على جزيئات الطاقة ATP وجُزيء +NADPH الذين نتجوا من مراحل عملية البناء الضوئي السابقة مع وجود ضوء الشمس.

تتم عملية تثبيت الكربون بالتفاعل بين 6 كربونات من ثاني أكسيد الكربون مع الماء بوجود جزيئات +NADPH و جزيئات الطاقة، ويُمكن أن نعبر عن المعادلة الكيميائية المُمثلة لهذه العملية كالتالي:

+6CO2+ + 12 NADPH+ + 18 ATP-4 + 12 H2O → C6H12O6 + 18 ADP-3 + 18 Pi-2 + 12 NADP+ + 6H

ما هي شروط حدوث عملية البناء الضوئي؟

تحدث عملية البناء الضوئي عندما تتوفر شروط عديدة حتى تتم بطريقة سليمة، وبالتالي إنتاج الطاقة وتحقيق النمو المستمر في النباتات، ومن أهم الشروط التي يجب أن تتوفر في هذه العملية هي :

• ضوء الشمس
• الماء
• غاز ثاني أكسيد الكربون

ضوء الشمس

يستخدم النبات الضوء لإنتاج سكر الجلوكوز الضروري لاستمرار حياتها، و يتم إنتاج هذا السكر من خلال تكسير جُزيئات الماء وجزيئات ثاني أُكسيد الكربون وإعادة ترتيبها، ويعد الضوء مهما جدا وخاصة في المراحل الثلاث الأولى امتصاص الضوء، ونقل الإلكترون، وإنتاج الطاقة.

الماء

يستخدم النبات الماء في صنع الغذاء والجذر هو الجزء المسؤول عن امتصاص المياه في النبات ، وتختلف كميات الماء التي تصل إلى النبات حسب البيئة الموجود فيها، فمثلا يحتاج النبات في البيئة الصحراوية لكميات قليلة مقارنة بالنبات الذي يعيش في البيئة المائية .

غاز ثاني أُكسيد الكربون

تقوم النباتات بامتصاص غاز ثاني أُكسيد الكربون من الهواء من خلال المسامات، وهي ثقوب صغيرة موجودة في الأوراق، والاغصان ، والورود، و الساق، والجذور، وتستخدمه في عملية البناء الضوئي لتثبيت الكربون في آخر مرحلة من هذه العملية.

اقرأ أيضاً: حكم عن الحياة

ما أهمية عملية البناء الضوئي؟

تكمن أهمية عملية التمثيل الضوئي في امتصاص ضوء أشعة الشمس، وامتصاص غاز ثاني أُكسيد الكربون والماء من الغلاف الجوي، وهذا ينعكس بالإيجاب على البيئة المُحيطة وعلى النبات نفسه، ويُمكن توضيح هذه الأهمية بالنُقاط الآتية:

• تعد هذه العملية مصدرا أساسيا لعنصر الأكسجين في الغلاف الجوي، لأنها تقوم بإنتاجه من إتمام مراحل العملية وإنتاج الطاقة.
• تُساهم عملية البناء الضوئي في إتمام دورة عنصر الكربون بين كوكب الأرض والبحار والمُحيطات، والحيوانات، والنباتات، وذلك لأهميتها في تثبيته في مرحلة من مراحلها.
• تُسهم هذه العملية باتمام العمليات التكافلية بين النباتات والانسان والحيوانات، حيث يقوم كل من الإنسان والحيوانات باستنشاق الأكسجين من الهواء الناتج من النباتات، وتمتص النباتات غاز ثاني أُكسيد الكربون من الهواء لتستخدمه في عملية التركيب الضوئي فتخفف التلوث في البيئة المُحيطة.
• تُؤثر عملية البناء الضوئي على حياة كوكب الأرض بشكل عام، لأنها تقوم بامتصاص غاز ثاني أُكسيد الكربون، وطرح غاز الأكسجين.
• تُعتبرعملية التمثيل الضوئي المصدر الأول والأساسي لإنتاج الطاقة في الأشجار والنباتات، الضرورية من أجل نموها وصنع غذائها.

وأخيراً أتمنى أن أكون قد وفقت في مقالتي عملية البناء الضوئي، أتمنى لك عزيزي القارئ الصحة والسعادة.