اين تحدث عملية البناء الضوئي

تحدث عملية البناء الضوئي في تراكيب تسمى

تحدث عملية تكوين الضوء في هياكل تسمى البلاستيدات الخضراء

تتم عملية البناء الضوئي داخل النبات حيث يتم تحويل الطاقة الضوئية إلى غذاء. تحدث هذه العملية بشكل رئيسي في الأوراق نظرا لتعرضها بشكل كبير للضوء. تقوم الأوراق بتحويل ضوء الشمس إلى مواد كيميائية يتم استخدامها لاحقا. تمتص الأوراق ضوء الشمس من خلال البلاستيدات الخضراء الموجودة بكثرة على سطحها. كما تحتاج أيضا إلى توفير ثاني أكسيد الكربون لتنفيذ العمليات الأولية للبناء الضوئي والذي يتم امتصاصه من خلال المسام على سطح الأوراق والسيقان. ومع ذلك، البلاستيدات الخضراء هي الجزء الأهم والأكبر المسؤول عن هذه العملية. يتم تصفية الكلوروفيل، الصبغة الخضراء المسؤولة عن البناء الضوئي، داخل البلاستيدات الخضراء. يقوم الكلوروفيل بامتصاص كمية كبيرة جدا من ضوء الشمس مما يمنح النبات الطاقة اللازمة لتفاعلاته. عادة ما نرى ظلا أخضرا ويحدث ذلك بسبب انعكاس الضوء الأخضر نظرا لعدم قدرة الكلوروفيل على امتصاصه.

تتواجد البلاستيدات الخضراء في الجزء الداخلي من الأوراق وتقوم بحماية البشرة وتتكون من عدد كبير من الأقراص المسطحة والتي تُسمى ثايلاكويدات، تكون متواجدة بشكل متكدس فوق بعضها البعض حتى تُشكل الجرانا وهي الأنسجة الداعمة للبلاستيدات الخضراء، وتلك الأنسجة الداعمة أو الجرانا هي التي يتم تصنيع الكلوروفيل فيها، ويتم التصنيع في الأوراق بشكل معتاد وقليل جدًا ما نجد الكلورفيل في أجزاء أخرى من النبات وأن وجد فالطبع لا يقارن بالأوراق لأنها أكبر جزء معرض لضوء الشمس، ولكم من الممكن حدوث بناء ضوئي في أجزاء أخرى وتكون تلك العملية المظلمة والتي تحتاج إلى الطاقة الكيميائية التي تم اكتسابها من قبل من خلال ضوء الشمس والتي تم إنشاؤها في الأصل من الثايلاكويدات، ثم بعد ذلك تم تحويلها إلى سكريات بسيطة التركيب يمكن للنبات استخدامها في الحال أو تخزينها لوقت لاحق، وذلك يكون معتمد على مدى احتياج النبات للطاقة في الوقت الراهن، تحدث تلك التفاعلات أيضًا في أجزاء أخرى تُسمى السُدى، سوف نرى أن عملية البناء الضوئي تختلف في طبيعتها من نبات إلى أخرى فنجد أنه في نباتات الصحراء نادرًا ما تخزن العناصر المطلوبة مثل ثاني أكسيد الكربون أو مكون أخر ضروري لعملية البناء الضوئي وهذا الذي يسمح لهم باتباع أنظمة مختلفة حتى يتمكنوا من إتمام العملية بنجاح وذلك حتى في الحالات التي لا يستطيعون فيها فتح المسام لكي يمتصوا ضوء الشمس.

أنواع عمليات البناء الضوئي

• البناء الضوئي الأكسجيني.
• البناء الضوئي الغير مؤكسد.

كما ذكرنا من قبل أن عملية البناء الضوئي هي عملية يقوم بها النبات أو الطحالب وبعض من البكتيريا بهدف اكتساب الطاقة وتصنيع الغذاء، وذلك من خلال تحويل ضوء الشمس والماء وثاني أكسيد الكربون إلى سكريات، وأكسجين، وهناك نوعان من عمليات البناء الضوئي وهما البناء الضوئي للأكسجين والبناء الضوئي الغير مؤكسد، كلًا من العمليتين يتم اتباعهم بنظام متشابه ولكن العملية الأكثر شيوعًا هي عملية البناء الضوئي الأكسجيني والتي تكون في النباتات والطحالب والبكتيريا الزرقاء، وفيها يتم نقل الطاقة الضوئية للإلكترونات من خلال الماء الذي تم أخذه من جذور النبات إلى ثاني أكسيد الكربون بهدف إنتاج الكربوهيدرات اللازمة للنباتات وفي ظل هذه العملية يتم تقليل غاز ثاني أكسيد الكربون الناتج واستقبال الإلكترونات أو فقدها، وتأكسد الماء، وبعد ذلك يتم إنتاج غاز الأكسجين والكربوهيدرات معًا.

نواتج عملية البناء الضوئي

الجلوكوز هو السكر الذي يتم الحصول عليه من عملية التمثيل الضوئي والذي يستخدم للحصول على الطاقة

الجلوكوز هو السكر الذي يستخدمه النباتات والحيوانات وحتى الفطريات والطحالب للحصول على الطاقة وتخزينه في أشكال مختلفة وفقا لكل كائن. النباتات تنتج الجلوكوز عن طريق البناء الضوئي، وهي العملية التي تسمح للنباتات بالحصول على السكر للنمو والتكاثر. الجلوكوز أيضا مهم لعمليات التنفس داخل خلايا النباتات، ويساهم في الحصول على الأكسجين للإنسان والحيوان. النباتات تحول ثاني أكسيد الكربون من الهواء إلى أكسجين، وهذا يعتبر مصدرا هاما للجميع. بدون النباتات، سينقص إمدادات الأكسجين بشكل كبير، وقد يكون من الصعب التنفس والبقاء على قيد الحياة. بالنسبة للنباتات، فإن الجلوكوز يلعب دورا هاما في تزويدها بالطاقة عندما يكون هناك نقص في الضوء. يقوم النباتات بتخزين الجلوكوز على شكل نشا في خلاياها، وتسمى هذه الخلايا بـ amyloplasts. بدون الجلوكوز، لا يمكن للنباتات النمو أو التكاثر أو القيام بعمليات التنفس. بمعنى آخر، بدون الجلوكوز، لن يكون هناك نباتات.

وبشكل عام، يحتاج كل كائن حي إلى الطاقة ويحصل عليها بطرق مختلفة وخصائص مختلفة وفقا لتكوينه. توجد نتائج لهذه العمليات تساهم في اكتساب الطاقة التي تفيد الجسم. قد تكون هذه الطاقة عبارة عن سكريات أو كربوهيدرات أو معادن أو أي نوع آخر من الطاقة المطلوبة للكائن. يحصل النبات على الطاقة من خلال ضوء الشمس وعملية التمثيل الضوئي، ويحصل الإنسان والحيوانات على الطاقة من خلال تناول الطعام. ومع ذلك، في الغالب تحصل النباتات على الطعام من خلال امتصاص الجذور للمعادن الموجودة في التربة، ولكن العملية الرئيسية هي إنتاج الجلوكوز من خلال ضوء الشمس. يحصل النبات على الطاقة من خلال عمليتين هما التمثيل الضوئي والتفاعل المستقل للضوء، حيث يتم إنتاج الجلوكوز الذي يستخدمه النبات للحصول على الطاقة.

تختلف الخلايا النباتية عن الخلايا الحيوانية في بعض الأشياء الطفيفة. على سبيل المثال، تحتوي خلايا النباتات أو بعضها على بلاستيدات خضراء تسمى البلاستيدات الخضراء، وهي التي تحتوي على الصبغة الخضراء المعروفة بالكلوروفيل التي تقوم بامتصاص الضوء. وبشكل عام، يتم إجراء عملية البناء الضوئي على مرحلتين. تعتمد المرحلة الأولى على وجود الضوء، بينما تعتمد المرحلة الثانية على الطاقة المكتسبة. في المرحلة الأولى من البناء الضوئي، يتم امتصاص الضوء من خلال البلاستيدات الخضراء، ثم يتم تخزينه وتحويله إلى طاقة كيميائية. بعد ذلك، يتم تحويل تلك الطاقة إلى جزئين يستخدمان في المرحلة الثانية من العملية، وهما جزء النيكوتيناميد أدينين ثنائي النوكليوتيد فوسفات المعروف بـ NADPH، والجزء الآخر هو الأدينوزين ثلاثي الفوسفات، المعروف بـ ATP. أما المرحلة الثانية من عملية البناء الضوئي، فتعرف بعملية الاستجابة المستقلة عن الضوء، وذلك لأن الضوء الشمسي ليس ضروريا لحدوث هذه العملية. في هذه المرحلة، يتم تكوين الجزيئات أثناء التفاعل لإنتاج الجلوكوز، وتساعد ذرات الهيدروجين من نوع NADPH في تكوين الجلوكوز، بينما توفر جزيئات ATP الطاقة اللازمة لهذا التكوين.

معادلة البناء الضوئي

• معادلة البناء الضوئي للأكسجين.
• معادلة البناء الضوئي غير المؤكسد.

على الرغم من أن عمليات البناء الضوئي معقدة ويصعب شرحها بطريقة بصرية، إلا أنه يمكن تلخيصها بشكل مبسط من خلال المعادلات الكيميائية، وإليك هي:

معادلة البناء الضوئي للأكسجين: تتحد مجموعة من جزيئات ثاني أكسيد الكربون مع 12 جزيء من الماء تحت تأثير ضوء الشمس، حيث يتم إنتاج جزء واحد فقط من الكربوهيدرات أو الجلوكوز، مع 6 جزيئات منالأكسجين و6 جزيئات من الماء، ويتم تمثيل ذلك في المعادلة التالية

6CO2 + 12H2O + الطاقة الضوئية → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

معادلة البناء الضوئي غير المؤكسد: هنا يحدث نفس الأمر كما في المعادلة الأولى، باستثناء أن الصيغة في هذه المعادلة تكون واحدة وعامة، ويعتبر الحرف A في هذه المعادلة متغيرًا، بينما يمثل H2A المتبرع الذي يحمل الإلكترونات. وهنا هي المعادلة التوضيحية:

ثاني أكسيد الكربون + 2H2A + طاقة خفيفة ← [CH2O] + 2A + H2O