التمثيل الضوئي يعد مهما لجميع الكائنات الحية، حيث يوفر الأكسجين الذي يحتاجه معظم الكائنات الحية للبقاء على هذا الكوكب. توفر هذه العملية وسيلة لتبادل الغاز مع الغلاف الجوي. تستخدم النباتات ثاني أكسيد الكربون في عملية التمثيل الضوئي وتطلق الأكسجين في الهواء كواحدة من المنتجات. يعتبر التمثيل الضوئي أمرا بالغ الأهمية لوجود الغالبية العظمى من الحياة على الأرض. إنه الطريقة التي تجعل جميع الطاقة في المحيط الحيوي متاحة للكائنات الحية.
بالإضافة إلى ذلك، تعود معظم الأكسجين في الغلاف الجوي إلى عملية التمثيل الضوئي، وإذا توقفت عملية التمثيل الضوئي، فسيقل الطعام والمواد العضوية الأخرى على الأرض بشكل كبير، وستنقرض معظم الكائنات الحية، ويصبح الغلاف الجوي للأرض شبه فارغ من الأكسجين الغازي
تعريف التمثيل الضوئي
النباتات في كل مكان حولنا ، مما يفيدنا في العديد من الطرق الملموسة وغير الملموسة. يحدث التمثيل الضوئي في أي نظام بيئي مع النباتات. حيثما يكون موجودًا ، يشكل تكوين الأنواع النباتية الأساس لجميع أشكال الحياة الحيوانية ، البناء الضوئي هو العملية التي تنمو من خلالها النباتات وتزدهر ، وتمرر طاقتها إلى الحيوانات والبشر.
التمثيل الضوئي ، وهي العملية التي تحول بها النباتات الخضراء وبعض الكائنات الحية الأخرى طاقة الضوء إلى طاقة كيميائية ،أثناء عملية التمثيل الضوئي في النباتات الخضراء ، يتم التقاط الطاقة الضوئية واستخدامها لتحويل الماء وثاني أكسيد الكربون والمعادن إلى أكسجين ومركبات عضوية غنية بالطاقة .
التمثيل الضوئي هو عملية أساسية يتم القيام بها في جميع النباتات والطحالب والبكتيريا الزرقاء التي تحتوي على الكلوروفيل، حيث يستخدم النبات الضوء الشمس والماء وثاني أكسيد الكربون لإنتاج الغذاء
يتوقف التمثيل الضوئي على وجود الضوء الشمسي لتحفيز النباتات، فإذا لم يوجد ضوء شمسي، فلا يمكن للتمثيل الضوئي أن يحدث. وإذا لم تتنفس الكائنات الحية ثاني أكسيد الكربون، فستموت النباتات، ولن يتمكن أي شيء حي على الأرض من الحصول على الأكسجين اللازم للبقاء على قيد الحياة. ولهذا السبب، فإن التمثيل الضوئي يعد مهمًا للغاية للنباتات وجميع الكائنات الحية في هذا الكوكب.
أهمية التمثيل الضوئي للكائنات الحية
التمثيل الضوئي أمر هام للكائنات الحية، حيث يعتبر المصدر الرئيسي للأكسجين في الغلاف الجوي. بدون التمثيل الضوئي، لا يمكن حدوث دورة الكربون ولن تستمر الحياة التي تعتمد على الأكسجين، وسوف تموت النباتات. يستخدم النباتات والأشجار الخضراء عملية التمثيل الضوئي لإنتاج الطعام باستخدام ضوء الشمس وثاني أكسيد الكربون والماء في الغلاف الجوي. يعتبر التمثيل الضوئي المصدر الأساسي للطاقة. وأهمية التمثيل الضوئي في حياة الإنسان هي إنتاج الأكسجين. بدون عملية التمثيل الضوئي، لن يكون هناك كمية كافية من الأكسجين أو حتى عدم وجوده على هذا الكوك.
النباتات والطحالب والبكتيريا هي الكائنات الوحيدة التي تقوم بجمع ضوء الشمس واستخدامه لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى مواد عضوية. وثاني أكسيد الكربون هو أحد الملوثات الرئيسية للهواء. لذلك، الكائنات الحية الضوئية تعمل على الحفاظ على نظافة الهواء. وفي هذه العملية، تنتج الأكسجين الذي يشكل جزءا كبيرا من الهواء الذي نتنفسه. وبالتالي، كلما قلت النباتات، زادت كمية ثاني أكسيد الكربون غير المعاد تدويره وتقل إنتاجية الأكسجين. توفر النباتات أيضا الغذاء والألياف التي تستخدم في صناعة الملابس. وبدون عملية التمثيل الضوئي، لن نتمكن من الحفاظ على الحياة التي نعيشها .
أسباب أهمية التمثيل الضوئي
تقوم الحيوانات والنباتات بتجميع الدهون والبروتينات من الكربوهيدرات ، وبالتالي فإن الجلوكوز هو مصدر طاقة أساسي لجميع الكائنات الحية ، الأكسجين المنبعث مع بخار الماء ، كمنتج ثانوي ضوئي ، بشكل رئيسي من العوالق النباتية ، يوفر معظم الأكسجين الجوي الحيوي التنفس في النباتات والحيوانات .
تنتج الحيوانات ثاني أكسيد الكربون الذي يعتبر ضروريًا للنباتات. وبالتالي، يمكن اعتبار التمثيل الضوئي مصدر الحياة النهائي لمعظم النباتات والحيوانات، حيث يوفر مصدرًا للطاقة الضرورية لتشغيل جميع عمليات التمثيل الغذائي لديهم
- هي المصدر الأساسي للأوكسجين في الغلاف الجوي.
- يساهم في دورة الكربون بين الأرض والمحيطات والنباتات والحيوانات.
- يساهم في العلاقة التعاونية بين النباتات والبشر والحيوانات.
- يؤثر على معظم الحياة على الأرض سواء بشكل مباشر أو غير مباشر.
- كعملية الطاقة الأولية لمعظم الأشجار والنباتات.
كيف يعمل التمثيل الضوئي
يتألف التمثيل الضوئي من تفاعلين، تفاعل الضوء الذي ينتج الطاقة والتفاعل المظلم الذي يحول ثاني أكسيد الكربون إلى السكر.
يستخدم التمثيل الضوئي الطاقة الضوئية من الشمس وثاني أكسيد الكربون والماء في الغلاف الجوي لصنع الطعام للنباتات والأشجار والطحالب وحتى بعض البكتيريا ، يطلق الأكسجين كمنتج ثانوي ، الكلوروفيل في هذه الكائنات الحية ، والذي يساهم أيضًا في ألوانها الخضراء ، يمتص ضوء الشمس ويجمعه مع ثاني أكسيد الكربون لتحويل هذه المركبات إلى مادة كيميائية عضوية تسمى أدينوزين ثلاثي الفوسفات أمر حاسم ، ويعرف باسم “عملة الطاقة لجميع الحياة”
أثناء عملية التمثيل الضوئي، تستخدم النباتات الماء وثاني أكسيد الكربون والضوء لإنتاج السكر والأكسجين، وهذا مهم لأن جميع الكائنات الحية تحتاج إلى الأكسجين للبقاء على قيد الحياة.
باستخدام التعديلات النباتية مثل الطلاء الشمعي والأوراق السميكة في الظروف القاحلة، يمكن للنبات إجراء عملية التمثيل الضوئي حتى عندما يكون النبات تحت ضغط بيئي أو نقص في إمدادات المياه
الدور الهام لعملية التمثيل الضوئي
البناء الضوئي هو العملية التي يتم من خلالها امتصاص الطاقة الضوئية من الشمس وتحويلها إلى مركبات عضوية ، المركبات العضوية هي في الأساس أشكال مختلفة من السكر. يتم استقلابها ثم يتم استخراج الطاقة منها. ويمكن بعد ذلك استخدام هذه الأشكال من الطاقة من قبل الأنظمة البيولوجية مثلنا ، على سبيل المثال ، والحيوانات بشكل عام.
عملية التمثيل الضوئي لا تنتج فقط الأكسجين ولكنها تنتج أيضا الطاقة، ويتمثل الغرض الرئيسي لعملية التمثيل الضوئي في تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية وتخزينها للاستخدام في المستقبل. وعلى الرغم من أن هذه العملية ليست فعالة بشكل كبير وفقا لمعايير الهندسة البشرية ، فإنها تؤدي المهمة، وتحدث عملية التمثيل الضوئي في منطقة الخلايا التي تسمى البلاستيدات الخضراء
تنتج النباتات الطاقة بواسطة عملية التمثيل الضوئي منذ ملايين السنين، وهذه الطاقة هي مسؤولة عن الوقود الأحفوري (مثل الفحم والنفط والغاز) الذي يزود المجتمع الصناعي بالطاقة. في الماضي، زادت النباتات الخضراء والكائنات الصغيرة التي تتغذى على النباتات بسرعة أكبر من استهلاكها، وثمنت بقاياها في قشرة الأرض عن طريق الترسيب والعمليات الجيولوجية الأخرى.
– للأسف، تستهلك الحضارة الحديثة خلال بضعة قرون الفائض الناتج عن التمثيل الضوئي المتراكم على مدى ملايين السنين. ونتيجة لذلك، يتم إرجاع ثاني أكسيد الكربون الذي تمت إزالته من الهواء، وبالتالي يزداد تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض بوتيرة أسرع من أي وقت مضى في تاريخ الأرض. ومن المتوقع أن تكون لهذه الظاهرة آثار كبيرة على مناخ الأرض.