كيف تتم عملية البناء الضوئي .. مراحل البناء الضوئي

بواسطة:
كيف تتم عملية البناء الضوئي .. مراحل البناء الضوئي

كيف تتم عملية البناء الضوئي

لا يخفى عن أحد معرفة أن النباتات الطبيعية تعتمد على نفسها في تصنيع غذائها من خلال عملية البناء الضوئي ولمعرفة كيف تتم عملية البناء الضوئي تابعونا في السطور التالية من موقع مخزن المعلومات.

أوجد المولى ـ عز وجل ـ على هذه الأرض مئات الملايين من الكائنات الحية التي تختلف في أحجامها، أشكالها، طبيعتها، تغذيتها … فهي شديدة الاختلاف فيما بينها ولذلك الأمر حكمة من الخالق الله ـ عز وجل ـ فلكل نوع من النباتات الاختلافات والفروق بين الأنواع الأخرى ولكل منها خصائصه ومميزاته التي تجعله مختلفاً عن غيره، ليكون ذلك الأمر هو سر التنوع الحيوي الهائل المتواجد على سطح الأرض.

وتمثل طريقة التغذية إحدى الأمور التي تجعل الكائنات الحية مختلفة عن الأخرى، فهناك الكائنات المفترسة التي تتغذى على غيرها من الكائنات، أو الكائنات المتطفلة على الكائنات الأخرى، كما أنه توجد أيضا بعض الكائنات التي تتمكن من صنع غذائها بنفسها ضمن عملية البناء الضوئي التي نستعرضها لكم تفصيلاً في السطور التالية.

  • تستخدم النباتات عملية البناء الضوئي لصنع المواد الغذائية اللازمة لاستمرارها  في الحياة، حيثُ تمثل عملية البناء الضوئي عملية كيميائية ليست بسيطة بل معقدة إلى حد كبير، حيثُ يتطلب حدوث التمثيل الضوئي في النباتات الطبيعية وجود مزيج من غاز ثاني أكسيد الكربون والطاقة الضوئية (ضوء الشمس) والمياه حيثُ أنه دوماً ما تبدأ عملية البناء الضوئي عند حدوث امتصاص للطاقة من الضوء بواسطة البروتينات المُسماة بـ “مراكز التفاعل” والتي تحتوي في داخلها على أصباغ مادة الكلوروفيل الخضراء، وذلك لتقوم النباتات  بالاحتفاظ بهذه النباتات في داخلها داخل العضيّات المُسماة بـ “البلاستيدات الخضراء” إضافةَ إلى الحصول على غاز ثاني أكسيد الكربون من الهواء الواصل إلى الأوراق الخضراء عبر الثغور، لينتشر إلى خلايا النبات التي تحتوي على مادة الكلوروفيل.
  • بينما يتم امتصاص المياه من التربة الطينية باستخدام جذور النباتات، ليتم بعد ذلك استخدام الطاقة الموجودة في الضوء ليتم تحويل هذه المواد إلى سكر، وذلك عبر تحويل غاز ثاني أكسيد الكربون إلى مادة الجلوكوز، والذي يُقسم بواسطة الميتوكوندريا إلى طاقة جديدة يُمكن استخدامها في عملية الغذاء والنمو، وتحدث العملية السابقة بأكملها من خلال حدوث عدة تفاعلات كيميائية شديدة الدقة والتعقيد، لينتج من التفاعلات الحادثة سابقاً غاز الأكسجين كعنصر ناتج من عملية البناء الضوئي.

تعريف عملية البناء الضوئي

  • تُعرف عملية البناء الضوئي Photosynthesis بكونها عملية حيوية تستخدمها الكائنات الحية وخاصةً النباتات لتحويل الطاقة الضوئية المستمدة من الشمس إلى طاقة كيميائية يُمكن أن يتم إطلاقها لاحقاً لتقوم بتغذية الكائنات الحية ومساعدتها على القيام بأنشطتها الحيوية ، ويتم اختزان هذه الطاقة الكيميائية الناتجة عن عملية البناء الضوئي في جزيئات الكربوهيدرات مثلها كالسكريات التي يتم تصنيعها باستخدام المياه وثاني أكسيد الكربون.
  • وأوضح العلماء أم عملية البناء الضوئي وطريقة القيام بها تختلف من نبات إلى آخر، فلكل نوع من النباتات طريقته الخاصة في تنفيذ عملية البناء الضوئي، ولكن العامل المشترك الأكيد بين جميع النباتات أثناء قيامها بعملية البناء الضوئي هو أنه ينتج عن هذه العملية إطلاق غاز الأكسجين كعامل ناتج من عملية التمثيل الضوئي.
  • ويُعد التمثيل الضوئي العامل الأكثر مسئولية حول إنتاج مخزون غاز الأكسجين في الغلاف الجوي لكوكب الأرض والمحافظة على استقراره، بالإضافة إلى توفيره لغالبية الطاقة اللازمة لاستمرار الحياة على سطح الأرض.

العوامل المؤثرة على عملية البناء الضوئي

أوضح علماء النبات أنه يوجد ثلاثة عوامل أساسية  يُمكنها أن تقلل من معدل التمثيل الضوئي للنباتات والكائنات الحية بوجه عام على كوكب الأرض، والتي تتمثل في:

أولا: شدة الضوء Light Intensity

  • فمن المثبت علمياً أنه بدون وجود كمية مناسبة من ضوء الشمس لا يُمكنن للنباتات القيام بعملية البناء الضوئي بالسرعة الملائمة، حتى إذا كان هناك توفير لكميات مناسبة من المياه وغاز ثاني أكسيد الكربون، إلا أنه زيادة نسبة الضوء تؤدي لزيادة معدل التمثيل الغذائي في عملية البناء الضوئي.

ثانياً: درجة الحرارة Temperature

  • في حال انخفاض درجات الحرارة بشكل كبير ليكون الجو بارد جداً سينخفض بشدة معدل التمثيل الضوئي، ولن تتمكن النباتات من القيام بعملية البناء الضوئي، كما أنه في حال ارتفاع درجات الحرارة بشكل كبير سيكون الأمر ننفسه لن تستطيع النباتات القيام بعملية التمثيل الضوئي.

ثالثاً: تركيز غاز ثاني أكسيد الكربون Carbon Dioxide Concentration

  • في حالة عدم توافر النسبة المطلوبة من غاز ثاني أكسيد الكربون اللازمة لأداء عملية البناء الضوئي لن يتمكن النبات من القيام بها حتى في حالة توافر الكثير من الضوء والمياه.

تأثير عملية البناء الضوئي على لون النباتات

  • يُمكننا من الجانب العلمي إرجاع حقيقة اكتساب النباتات الموجودة من حولنا في الطبيعة للون الأخضر على أنه يتواجد داخل أوراق النباتات خلايا (ميسوفيل) وهي تلك الخلايا التي تحوي بداخلها البلاستيدات الخضراء، حيث يتم حدوث عملية التمثيل الضوئي في داخل هياكل النباتات التي تتضمن مادة الكلوروفيل، ويقوم الكلوررفيل بامتصاص الطاقة الضوئية الموجودة لكافة الألوان في الطبيعة عدا اللون الأخضر، وذلك ليتم استخدامه في عملية التمثيل الضوئي، لينعكس اللون الخضر المتبقي على النباتات مما يؤدي لاكتسابها للون الأخضر المميز للطبيعة.

مراحل عملية البناء الضوئي

  • يُمكننا اختصار مراحل عملية البناء الضوئي في النباتات في الطبيعة في أنه يتم تنفيذ عملية التمثيل الغذائي من خلال البلاستيدات الخضراء التي تقوم بامتصاص الطاقة الضوئية الصادرة من الشمس إلى كوكب الأرض، ثم تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية، ثم يتم تثبيت مخزون غاز ثاني أكسيد الكربون داخل البلاستيدات الخضراء بالنبات، ليتم إنتاج عنصر الجلوكوز من السكر بالإضافة إلى غاز الأكسجين وبعض الذرات القليلة من المياه ، وقد وضع العلماء المعادلة الكيميائية التالية لتوضيح كيفية حدوث عملية البناء الضوئي
  • CO2 + H2O + الطاقة الضوئية من الشمس + مادة الكلوروفيل H2O + O2 + C6H12O6

ولا تقتصر أهمية حدوث عملية البناء الضوئي على الكائن الحي نفسه، بل تمتد أهميتها إلى النظام البيئي المحيط بنا حيثُ تقوم النباتات بامتصاص غاز ثاني أكسيد الكربون من الجو لتنفيذ عملية التمثيل الضوئي، بالإضافة إلى إنتاجه لغاز الأكسجين الذي يُطلق في الغلاف الجوي مما يساعد على خلق حالة من التوازن البيئي بين وجود هذين الغازين في الغلاف الجوي لكوكب الأرض.

لنكون بذلك أعزائنا القراء قد عرضنا لكم تفصيلاً كيف تتم عملية البناء الضوئي، مراحل عملية البناء الضوئي، العوامل المؤثرة على عميلة البناء الضوئي وللمزيد من الموضوعات العلمية تابعونا في موقع مخزن المعلومات.