ما مصدر الماء المستخدم في عملية صنع الغذاء في النبات

كيف تحصل النباتات على الماء

تحصل النباتات على الماء من خلال عدة طرق، حيث تجذب جذور النبات الرطوبة من التربة إلى أجزاء مختلفة من النبات حسب الحاجة، وعندما يتوفر للنبات كل الماء الذي يحتاجه، يفرز الماء الزائد عبر الأوراق، ثم يتبخر هذا الماء. وتسمى هذه العملية “النتح”، وتضمن أن دورة مستمرة من الماء تنتقل في جميع أنحاء النبات

في حين أن النباتات تحصل على معظم مياهها عن طريق نظام الجذر، إلا أن بعض النباتات تحصل على الماء من الندى أو الضباب المتجمع على أوراقها. تسحب هذه العملية المعروفة باسم التناضح الماء من خلال الأوراق وتوزعه على المناطق الجافة في النبات.

يتم جمع الماء بشكل أساسي من خلال جذور النباتات، ويتم امتصاصه في أجزاء أخرى من النبات، ويرتفع الماء عن طريق الجذع الذي يحمل العناصر الغذائية التي تحافظ على صحة النبات. يحافظ الماء أيضًا على النبات بالكامل ثابتًا ومستقيمًا، وبدون ماء كافٍ، يصبح النبات مرنًا أو يذبل.

مصدر الماء المستخدم في عملية صنع الغذاء في النبات

يتضح من ما سبق أن التربة هي المصدر الأساسي للماء المستخدم في تغذية النباتات، ويتم الحصول عليها من خلال ري الأرض وامتصاصها عن طريق الجذور كما تم شرحه في الفقرة السابقة.

كيف تحصل النباتات على الغذاء

تحتاج النباتات، مثل الكائنات الحية الأخرى، إلى طاقة لتغذية أنشطتها الخلوية، والمصدر الوحيد لهذه الطاقة هو الطعام. ومع ذلك، قد يتساءل البعض كيف تنتج النباتات الطعام

الإجابة البسيطة هي أن النباتات تصنع طعامها من خلال عملية تسمى التمثيل الضوئي، وتشمل هذه العملية ثلاث مكونات رئيسية: الماء والضوء وثاني أكسيد الكربون. تستخدم هذه المكونات لإنتاج السكريات القابلة للتخزين، ويحول التمثيل الضوئي الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية

يستخدم النبات جزيئات ثاني أكسيد الكربون وجزيئات الماء لإنتاج جزيئات الكربوهيدرات، وعندما يحتاج النبات إلى الطاقة، يستخدم السكر الذي يخزنه النبات في خلاياه كمصدر للطاقة

كيف تحدث عملية التمثيل

تحتوي ورقات النباتات الخضراء على فتحات صغيرة على سطح الأوراق (عادة على الجانب السفلي) تسمى الثغور، تتيح كل ثغرة وصول ثاني أكسيد الكربون وخروج الأوكسجين، في نفس الوقت يتم امتصاص الماء من جذور النبات ونقله عبر الأوعية الخشبية إلى الأوراق

في نفس الوقت، يساعد صبغة الكلوروفيل الموجودة في بروتينات البلاستيدات الخضراء في امتصاص الطاقة من ضوء الشمس، ويستخدم الضوء الشمسي في تحليل جزيئات الماء بالتفاعل الضوئي، حيث يتم تحويلها إلى أيونات الأكسجين والهيدروجين، ويتم دمج أيونات الهيدروجين مع ثاني أكسيد الكربون الممتص من الهواء لتكوين الجلوكوز (جزيء سكر بسيط)

يتم إطلاق الأكسجين مرة أخرى في الهواء كمنتج ثانوي لعملية التمثيل الضوئي ، ويستخدم النبات الجلوكوز المخزن للقيام بأنشطة الخلايا المختلفة مثل النمو والتكاثر والتنفس على سبيل المثال لا الحصر ، وعادة تتم عملية التمثيل الضوئي على مرحلتين ، أي المراحل المعتمدة على الضوء والمستقلة عن الضوء.

أين تحدث عملية التمثيل الضوئي

تحدث عملية التمثيل الضوئي داخل الخلايا النباتية الفردية ، داخل الخلايا توجد بنى فرعية مختلفة تعرف باسم العضيات ، وتحدث عملية التمثيل الضوئي في العضيات المعروفة باسم البلاستيدات الخضراء ، تحتوي البلاستيدات الخضراء على صبغة الكلوروفيل ، بالإضافة إلى البروتينات والضروريات الأخرى للتفاعل الكيميائي.

تم العثور على الكلوروبلاست في أجزاء مختلفة من النبات الأخضر مثل السيقان والسبالات، وخاصة في الأوراق، حيث تبدأ النباتات النابتة حديثًا عملية التمثيل الضوئي في المجموعة الأولى من الأوراق الحقيقية التي تنمو بعد الإنبات.

العوامل المؤثرة في التمثيل الضوئي

يمكن أن تتأثر عملية التمثيل الضوئي بعدد من العوامل وتشمل هذه:

• شدة الضوء

الكمية من الضوء التي تصل لأوراق النبات لها تأثير كبير على معدل إنتاج الغذاء، عموما كلما زادت شدة الضوء، زاد معدل التمثيل الضوئي في النباتات، ومن ناحية أخرى، عندما تكون شدة الضوء منخفضة، سيرتفع معدل التمثيل الضوئي أيضا، ولهذا السبب يمكن لبعض النباتات فقط أن تنمو في بيئات مظللة، بينما يحتاج البعض الآخر إلى أشعة الشمس الكاملة.

• تركيز ثاني أكسيد الكربون

يعد ثاني أكسيد الكربون عنصرًا حيويًا في عملية التمثيل الضوئي، وعندما يرتفع تركيزه يزيد معدل التمثيل الضوئي بشكل متناسب.

في ظروف جودة الهواء الطبيعية، يتراوح تركيز ثاني أكسيد الكربون بين 300 و 400 جزء في المليون. إذا تجاوز التركيز هذا النطاق، يزداد التمثيل الضوئي بشكل كبير، والعكس صحيح في بيئة تفتقر إلى ثاني أكسيد الكربون.

• درجة الحرارة المحيطة

لكي تحدث عملية التمثيل الضوئي على النحو الأمثل ، يجب أن تكون درجة الحرارة ضمن النطاق المناسب لتفاعلات الخلايا ، بالنسبة للعديد من النباتات ، تتراوح درجة الحرارة المثلى لعملية التمثيل الضوئي بين 75 درجة فهرنهايت – 95 درجة فهرنهايت (حوالي 25 درجة مئوية – 35 درجة مئوية) ، ويمكن أن تؤثر درجات الحرارة خارج هذا النطاق على التمثيل الغذائي للخلايا وتقلل من معدلات تخليق النبات للجلوكوز من ضوء الشمس.

• توافر المياه

يُعد الماء عنصرًا حيويًا في عملية التمثيل الضوئي حيث يعمل كمصدر لجزيئات الهيدروجين المستخدمة في تخليق الجلوكوز، ونقص الماء يؤثر على عمليات التمثيل الضوئي بشكل سلبي.

• تلوث الهواء

يمكن للتلوث أن يؤثر بشكل كبير على عملية التمثيل الضوئي، إذا استقرت جزيئات التلوث على أوراق النبات، فإنها يمكن أن تسد فتحات الثغور على الأوراق، وهذا يمكن أن يؤدي إلى تقليل امتصاص ثاني أكسيد الكربون اللازم لتخليق الجلوكوز

لماذا تحتاج النباتات عملية التمثيل الضوئي

أثناء عملية التمثيل الضوئي، تحول النباتات الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية يمكن للكائنات الحية استخدامها. تمتص النباتات الماء من التربة وثاني أكسيد الكربون من الهواء لإنتاج السكريات. كما تطلق النباتات الأكسجين أيضًا كمنتج ثانوي أثناء عملية التمثيل الضوئي.

لماذا تحتاج النباتات التنفس الخلوي

أثناء عملية التنفس الخلوي، تستخدم النباتات الأكسجين لتحليل منتجات تحلل السكر في الميتوكوندريا في الخلايا النباتية، وتطلق هذه العملية المزيد من الطاقة وثاني أكسيد الكربون والماء.