معادلة عملية البناء الضوئي وأهميتها

تساهم معادلة عملية التمثيل الضوئي في التكافل بين الإنسان والحيوان والنبات فهي من المعادلات الحيوية التي تعود بفائدة كبيرة على حياة الكائنات الحية ، وتتم هذه العملية في أوراق النباتات الخضراء. إذا تم استيفاء الشروط التي تساعد على إكمال هذه العملية ، فسنعرض لك معادلة ، وشرح عملية التمثيل الضوئي وأهميتها وجميع القضايا المتعلقة بها على موقع موجز مصر.

معادلة التمثيل الضوئي هي عملية مهمة تحدث في النباتات الخضراء حيث يتم تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية ، وتبدأ عملية التمثيل الضوئي بالأوراق الخضراء التي تلتقط الطاقة الضوئية وتستخدمها في عملية التمثيل الضوئي.

يمكنك أيضًا فحص: مراحل عملية التمثيل الضوئي وأهميتها وخصائصها للنبات.

ما هي عملية التمثيل الضوئي؟

يتم تحييد عملية التمثيل الضوئي على أوراق النباتات الخضراء ، حيث تستخدم النباتات ضوء الشمس والماء والغازات في الهواء لإنتاج الجلوكوز ، وهذا ما يسمى التمثيل الضوئي.

عملية التمثيل الضوئي ، أو التمثيل الضوئي ، أو التمثيل الضوئي ، هي عملية تقوم بها النباتات الخضراء وبعض الكائنات الحية لتحويل الطاقة الضوئية إلى ضوء الشمس ، ويتم استخدامها لتحويل الماء وثاني أكسيد الكربون إلى أكسجين وبعض المركبات العضوية الأخرى اللازمة لذلك. إعطاء النباتات الطاقة اللازمة لبقائها ووجودها.

تتم عملية توليد الضوء ليس فقط بواسطة النباتات ، ولكن أيضًا عن طريق الطحالب وأنواع أخرى من البكتيريا ، وتنقسم عملية التمثيل الضوئي إلى نوعين رئيسيين:

  • هذا هو النوع الأكثر شيوعًا لعملية التمثيل الضوئي الأكسجين.
  • التمثيل الضوئي غير المؤكسج هو النوع الذي تستخدمه البكتيريا لإنتاج إلكترونات مانحة بدلاً من الأكسجين.

يتم إجراء التمثيل الضوئي غير المؤكسد بواسطة أنواع معينة من البكتيريا ، مثل البكتيريا الأرجواني وبكتيريا الكبريت الأخضر ، والتي توجد بكثرة في الموائل المائية.

يمكنك أيضًا أن ترى: كيف تنمو النباتات وتتكاثر؟ والمعرفة حول نمو النبات

معادلة التمثيل الضوئي

لكي تحدث معادلة التمثيل الضوئي ، يجب أن تكون المواد المتفاعلة موجودة ويتم تمثيل معادلة التمثيل الضوئي على النحو التالي:

6) CO2 + 12H2O -> C6H12O6 + 6O2 + 6H2O)

يتم أخذ ستة جزيئات من ثاني أكسيد الكربون (CO2) واثني عشر جزيءًا من الماء (H2O) ، ويتم إنتاج جزيء واحد من سكر الجلوكوز (C6H12O6) وستة جزيئات من الأكسجين (O2) وستة جزيئات من الماء (H2O).

توضح المعادلة أعلاه أن الماء مادة متفاعلة وفي نفس الوقت نتيجة للتفاعل ، وبسبب استهلاك اثني عشر جزيء ماء وإنتاج ستة جزيئات ماء ، يمكن تبسيط معادلة التمثيل الضوئي على النحو التالي:

(6CO2 + 6H2O ——> C6H12O6 + 6O2)

دليل على التمثيل الضوئي

هناك دليل على تكوين التمثيل الضوئي في الغلاف الجوي للأرض يؤكد اكتمال هذه العملية:

  • نظرًا لأن المصدر الرئيسي لإنتاج الأكسجين في الغلاف الجوي هو التمثيل الضوئي ، فإن وجود الأكسجين في الغلاف الجوي هو دليل قوي على التمثيل الضوئي.
  • تؤدي عملية التمثيل الضوئي إلى تحويل السكر في أوراق النباتات إلى نشا ، وهو دليل على اكتمال عملية التمثيل الضوئي.
  • انخفاض نسبة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.

آلية عمل التمثيل الضوئي

تعتبر عملية التمثيل الضوئي من أهم العمليات التي تحدث في أوراق النبات الأخضر وتتمثل آلية عملها في الآتي:

  • يدخل غاز ثاني أكسيد الكربون من خلال مسام أوراق النبات ، ويتم امتصاص الماء من التربة عن طريق جذور النبات ، ويمر عبر الشعيرات في أوعية خشبية ويصل إلى الأوراق.
  • تلعب أصباغ الكلوروفيل والكاروتينات الموجودة في أغشية الثايلاكويد للبلاستيدات الخضراء الدور الأكثر أهمية في عملية التمثيل الضوئي لأنها تمتص ضوء الشمس عند طول موجي معين وتعكس الأشعة غير الممتصة ، وبالتالي تقسم جزيئات الماء إلى هيدروجين وأكسجين من خلال طاقة الضوء الممتصة. .
  • يستخدم الهيدروجين من جزيئات الماء وثاني أكسيد الكربون الممتص من الهواء لإنتاج الجلوكوز ، وهو مصدر الطاقة اللازمة للنمو والتطور.

يمكنك أيضًا فحص: أنواع النباتات الصحراوية وتكيفها مع البيئة.

الشروط التي يجب أن تتحقق من أجل حدوث عملية التمثيل الضوئي

هناك العديد من العوامل والشروط التي يجب تلبيتها لحدوث عملية التمثيل الضوئي ، ومن بين العوامل التي تؤثر على التمثيل الضوئي ، نقدم ما يلي:

درجة الحرارة

تستخدم الكائنات الحية الهرمونات والإنزيمات لتحفيز المعادلات التي تحدث داخلها ، وتحتاج هذه الإنزيمات إلى درجة حرارة مناسبة لتعمل بكفاءة ودقة ، ودرجات حرارة مناسبة للنباتات تصل في المتوسط ​​من 10 إلى 20 درجة مئوية ، وتختلف هذه النسبة حسب طبيعية النباتات.

في درجات الحرارة المنخفضة للغاية ، لا تستطيع الإنزيمات القيام بعملها ، مما يؤدي إلى فشل عملية التمثيل الضوئي أو تقليل تكوينه ، وفي درجات الحرارة المرتفعة يتم تدمير هذه الإنزيمات وتعطيلها تمامًا ، مما يؤدي في النهاية إلى التمثيل الضوئي.

ضوء الشمس أو الضوء

نظرًا لأن الضوء هو العامل الرئيسي لعملية التمثيل الضوئي وتلقي ضوء الشمس من خلال أصباغ الكلوروفيل الموجودة في النباتات ، فإن النباتات تحتاج إلى كميات مختلفة من ضوء الشمس مقارنة بالنباتات الأخرى ، لذلك تختلف احتياجات النباتات وفقًا لنوعها. اوراق خضراء.

لهذا السبب ، عندما تتعرض النباتات الخضراء لأشعة الشمس ، يزداد معدل إتمام عملية التمثيل الضوئي ، وإذا تعرضت لأشعة الشمس عالية الكثافة ، فإنها يمكن أن تلحق الضرر بخلايا النبات وتحترق ، لذلك تحتاج النباتات إلى ضوء الشمس بنسب مختلفة.

غاز ثاني أكسيد الكربون

إن وجود ثاني أكسيد الكربون مع الماء يلبي احتياجات النباتات لإنتاج الجلوكوز ، لذلك يجب أن يكون معدل ثاني أكسيد الكربون معتدلاً ، فهو يضر بالنبات ويعطل عملية التمثيل الضوئي.

لكن زيادة نسبته يمكن أن يؤثر فقط على قدرة الجزيئات على المعالجة بشكل أسرع.

كمية الماء

الماء هو أساس الحياة للنباتات الخضراء ولكل الكائنات الحية ، فإذا كان الماء موجودًا بكميات معتدلة ، فإن عملية الضوء تكون كاملة ، ويؤدي انخفاض المياه إلى تعطيل وإتلاف إكمال العمليات الحيوية للنباتات ، وزيادة في كمية المياه للنباتات يتسبب في تلف النباتات.

مراحل عملية التمثيل الضوئي

تعتبر النباتات كائنات ذاتية التغذية في جميع أنحاء العالم ، وتحدث عملية التمثيل الضوئي في الغالب في أوراق النباتات الخضراء وخاصة في الطبقة الوسطى من الأوراق (ميسوفيل).

يحدث أيضًا على سطح أوراق النبات بواسطة مجموعات من المسام التي تسمح بدخول ثاني أكسيد الكربون حتى عملية التمثيل الضوئي وتفاعل من خطوتين:

ردود الفعل لا تعتمد على الضوء

يمكن أن تتم عملية التمثيل الضوئي بدون ضوء ، وهذا ما يسمى “دورة كالفين”. في هذا التفاعل ، يتم استخدام جزيئات الطاقة ATP و NADPH الناتجة عن التفاعلات المعتمدة على الضوء باستخدام غاز ثاني أكسيد الكربون ، كما أنها تنتج ثلاثة جزيئات من سكر الكربون .

عندما تتحد هذه الجزيئات لتكوين الجلوكوز ، تحدث عملية التمثيل الضوئي ، حيث يتم تحويل الأكسجين وضوء الشمس إلى مغذيات تستفيد منها النباتات.

ردود الفعل المعتمدة على الضوء

تحدث عملية التمثيل الضوئي خلال النهار في تفاعل يعتمد على الضوء يحدث مع اختراق الضوء من الأنسجة الوسيطة “البلاستيدات الخضراء”. يوجد داخل البلاستيدات الخضراء مركبات شبيهة بالقرص تسمى ثايلاكويدات وداخل هذا الغشاء يوجد صبغة الكلوروفيل. متخصص في عملية امتصاص أشعة الشمس.

تحدث معظم التفاعلات الكيميائية داخل البلاستيدات الخضراء وفي جميع أجزائها المختلفة ، وعندما يدخل الضوء الثايلاكويد في تفاعلات تعتمد على الضوء ، يمتص الكلوروفيل الصبغة ويجذبها ويحولها إلى مركبين للطاقة:

  • الأول هو ATP ، وهو جزء من تخزين الطاقة.
  • المركب الثاني ، NADPH ، هو المركب الذي يحمل الإلكترونات وينقلها ، ويتحول الماء إلى أكسجين في هذه المرحلة.

يمكنك أيضًا فحص: مراحل الانقسام الفتيلي في الخلية النباتية

أهمية التمثيل الضوئي

تعتبر عملية التمثيل الضوئي من أهم العمليات الحيوية التي تقوم بها النباتات لصنع طعامها دون مساعدة خارجية ، ولا تقتصر أهمية التركيب الضوئي على حصول النباتات على العناصر الغذائية ، بل لها فوائد عديدة. أهمها:

  • التمثيل الضوئي هو المصدر الرئيسي لإنتاج الأكسجين في الغلاف الجوي الذي يساعد جميع الكائنات الحية على العيش.
  • تعتبر عملية التمثيل الضوئي مهمة وضرورية لوجود جميع أشكال الحياة ولها دور مهم في السلسلة الغذائية التكافلية بين النباتات والحيوانات والبشر.
  • يوفر النباتات التي تعتبر طعامًا عضويًا لتستخدمه الحيوانات والبشر.
  • يساهم في إنتاج الأخشاب والمطاط والنباتات والزيت من النباتات الخضراء.
  • يساعد التمثيل الضوئي في تحقيق التوازن بين تركيز ثاني أكسيد الكربون والنفايات الصناعية الضارة التي تؤثر على صحة الكائنات الحية.

يمكنك أيضًا أن ترى: كيف تصنع النباتات طعامها؟ وماذا تثق في هذا؟

قدمنا ​​لكم معادلة عملية التمثيل الضوئي وأهمية تكوينها لجميع الكائنات الحية ومراحل تكوينها وناقشنا وتحدثنا عن الشروط التي يجب توافرها لاستكمال عملية التمثيل الضوئي. عن كل ما يتضمن هذا الموضوع ونتمنى أن نكون الأفضل لك.

محمد عبد العزيز

كاتب مستقل منذ عام 2007، اجد ان شغفي متعلق بالكتابة ومتابعة كافة الاحداث اليومية، ويشرفني ان اشغل منصب المدير التنفيذي ورئيس التحرير لموقع موجز مصر.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى