البناء الضوئي - Photosynthesis

ما هي عملية البناء الضوئي؟

عمليّة البناء الضوئي: هي إحدى العمليات الحيوية الضرورية التي تحول الطاقة الضوئية الى طاقة كيميائية تحدث في النباتات والطحالب والبكتيريا الخضراء المزرقّة، حيث يتمّ توفير المواد اللازمة لإنتاج الغذاء، وتُسمّى أيضاً عملية التمثيل الضوئي .

تحدث عملية البناء الضوئي في الأجزاء الخضراء من النبات والطحالب ونوع من أنواع البكتيريا يُسمّى البكتيريا الخضراء المزرقّة، وتُعد جميعها ذاتية التغذية لإنها تقوم على صنع غذائها بنفسها عن طريق عملية البناء الضوئي المسؤولة عن صناعة غذاء النبتة وهو سكر الجلوكوز. يعد الضوء هو المصدر الرئيسي للطاقة على سطح الأرض إذ تقوم النباتات على امتصاصة بواسطة صبغة الكلوروفيل الخضراء الموجودة في البلاستيدات الخضراء والتي تعد إحدى مكونات الخلية النباتية.

تعتبر عملية البناء الضوئي أساس الحياة على سطح الأرض، اذ تعمل على توفير الغذاء والأكسجين للكائنات الحية على سطح الارض.

أین تتم عملیة البناء الضوئي؟

البلاستيدات الخضراء: هي عضيات ذات غشاء مزدوج توجد في خلايا النباتات والطحالب. البلاستيدات هي المسؤولة عن تصنيع وتخزين المواد الغذائية. غالبًا ما تحتوي على أصباغ تستخدم في التمثيل الضوئي وأنواع مختلفة من الأصباغ التي يمكن أن تغير لون الخلية.

صبغة الكلوروفيل: هي عبارة عن مواد عضوية توجد في البلاستيدات الخضراء تقوم على امتصاص أشعة الشمس وتحويلها من طاقة ضوئية إلى طاقة كيميائية من أجل إتمام عملية البناء الضوئي.

تتم عملية البناء الضوئي في الخلايا النباتية الموجودة في أوراق النبتة لاحتوائها على البلاستیدات الخضراء التي تحتوي على صبغة الكلوروفیل، وهي المادة المسؤولة عن إعطاء اللون الأخضر للنبتة، فظهور أوراق النبتة باللون الأخضر هذا يشير إلى احتوائها على الكثير من صبغة الكلوروفيل.

لدى أوراق النباتات مساحة كبيرة لزيادة كمية ضوء الشمس التي يمكنهم امتصاصها، وهي أيضاًرقيقة، مما يسمح بالانتشار السهل للغازات داخل وخارج الورقة. ويوجد لدى أوراق النبات عروق (نسيج الخشب واللحاء) للسماح بنقل الماء والأيونات المعدنية والجلوكوز (الغذاء).

ما هي المواد المتفاعلة اللازمة لإتمام عملية البناء الضوئي؟

• أشعّة الشمس: حيث يوفر ضوء الشمس الطاقة اللازمة لحدوث عملية البناء الضوئي.
  
• الماء: تمتص خلايا الجذور الشعرية (root hair cells) الماء وتنقله إلى الورقة بواسطة أوعية نسيج الخشب (the xylem vessels).
  
• غاز ثاني أكسيد الكربون (CO2): يدخل ثاني أكسيد الكربون من خلال الثغور (stomata) على الجانب السفلي من الورقة.
  

ما هي نواتج عملية البناء الضوئي؟

• غاز الأكسجين: يتم تحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى أكسجين (يكون الأكسجين على شكل منتج غير مفيد للنبتة فيتم إطلاقه مرة أخرى في الهواء)، يتم إطلاق الأكسجين من خلال الثغور (stomata) على الجانب السفلي من الورقة.
  
• الماء.
  
• سكر الجلوكوز (الغذاء): وهو مصدر الطاقة للنبات، ويتم نقله حول النبات في أوعية اللحاء (phloem vessels).
  

معادلة عملية البناء الضوئي:

يمكننا تمثيل معادلة البناء الضوئي بالكلمات كما يلي:

ثاني أكسيد الكربون + ماء + ضوء + كلوروفيل = سكر + أوكسجين + طاقة

ويمكننا تمثيلها بالرموز كما يلي:

CO₂ + 12 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ + 6 H₂O

وهنا رسم توضيحي لعملية البناء الضوئي:

أهمية عملية البناء الضوئي:

البناء الضوئي مهم للكائنات الحية لأنه المصدر الأول للأكسجين في الغلاف الجوي. بدون عملية البناء الضوئي، لا يمكن أن تحدث دورة الكربون، ولن تنجو الحياة التي تتطلب الأكسجين وتموت النباتات. تستخدم النباتات والأشجار الخضراء عملية البناء الضوئي لإنتاج الغذاء من ضوء الشمس وثاني أكسيد الكربون والماء في الغلاف الجوي، ضوء الشمس هو مصدرها الأساسي للطاقة. أهمية البناء الضوئي في حياتنا هو الأكسجين الذي تنتجه هذه العملية. بدون عملية البناء الضوئي، لن يكون هناك سوى القليل من الأكسجين على الكوكب. تشمل أسباب أهمية عملية البناء الضوئي ما يلي:

• إنها المصدر الأول للأكسجين في الغلاف الجوي.
  
• تساهم في دورة الكربون بين الأرض والمحيطات والنباتات والحيوانات.
  
• تساهم في العلاقة التكافلية بين النباتات والبشر والحيوانات.
  
• تؤثر بشكل مباشر أو غير مباشر على معظم الحياة على الأرض.
  
• إنها بمثابة عملية الطاقة الأولية لمعظم الأشجار والنباتات.