معادلة عملية البناء الضوئي وأهميتها

معادلة عملية البناء الضوئي وأهميتها

تساعد معادلة عملية التمثيل الضوئي في إدراك العلاقة التكافلية بين الإنسان والحيوان والنبات ، لأنها من المعادلات البيولوجية المهمة المفيدة لحياة الكائنات الحية ، وتحدث هذه العملية في أوراق النباتات الخضراء. شروط إتمام هذه العملية لذلك سوف نعرض لكم عملية التمثيل الضوئي للمعادلة من خلال موقع إيجي بريس ، وسوف نشرح أهميتها وكافة الأمور المتعلقة بها.

معادلة التمثيل الضوئي

معادلة التمثيل الضوئي هي إحدى العمليات الهامة التي تحدث في النباتات الخضراء ، حيث يتم تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية ، وعندما تلتقط الأوراق الخضراء الطاقة الضوئية وتستخدمها في عملية التمثيل الضوئي ، يبدأ التمثيل الضوئي.

يمكنك أيضًا عرض: المراحل المختلفة لعملية التمثيل الضوئي وأهميتها للنباتات وخصائصها

ما هي عملية التمثيل الضوئي؟

تتم عملية التمثيل الضوئي بشكل متوازن على أوراق النباتات الخضراء ، لذلك تستخدم النباتات ضوء الشمس والماء والغاز في الهواء لإنتاج الجلوكوز ، وهذا ما يسمى بعملية التمثيل الضوئي.

التمثيل الضوئي أو التمثيل الضوئي أو التمثيل الضوئي هي العملية التي تقوم من خلالها النباتات الخضراء وبعض الكائنات الحية بتحويل الطاقة الضوئية إلى ضوء الشمس ، والتي تُستخدم لتحويل الماء وثاني أكسيد الكربون إلى أكسجين وبعض المركبات العضوية الأخرى التي تحتاجها النباتات للبقاء على قيد الحياة ، وتزويدها بالطاقة. يخرج.

لا تتم عملية البناء الخفيف بواسطة النباتات فحسب ، بل تحدث أيضًا في الطحالب وأنواع أخرى من البكتيريا ، وتنقسم عملية التمثيل الضوئي إلى نوعين أساسيين هما:

• التمثيل الضوئي الهوائي ، وهو نوع أكثر شيوعًا من الأنواع الأخرى.
• التمثيل الضوئي اللاهوائي هو النوع الذي تستخدمه البكتيريا لإنتاج إلكترونات متبرع بها بدلاً من الأكسجين.

يتم إجراء عملية التمثيل الضوئي بنقص الأكسجة بواسطة بعض أنواع البكتيريا ، مثل البكتيريا الأرجواني وبكتيريا الكبريت الأخضر ، والتي تتواجد بكثرة في الموائل المائية.

يمكنك أيضًا التحقق من: كيف تنمو النباتات وتتكاثر؟ومعلومات عن نمو النبات

معادلة التمثيل الضوئي

من أجل إجراء عملية التمثيل الضوئي ، يجب أن تكون المواد المتفاعلة متاحة. معادلة التمثيل الضوئي هي كما يلي:

6) CO2 + 12H2O —-> C6H12O6 + 6O2 + 6H2O)

أنتج ستة جزيئات من ثاني أكسيد الكربون (CO2) واثني عشر جزيءًا من الماء (H2O) وجزيء واحد من الجلوكوز (C6H12O6) وستة جزيئات من الأكسجين (O2) وستة جزيئات من الماء (H2O).

توضح المعادلة أعلاه أن الماء عبارة عن مادة متفاعلة ومنتج تفاعل. نظرًا لاستهلاك اثني عشر جزيء ماء وإنتاج ستة جزيئات ماء ، يمكن تبسيط معادلة التمثيل الضوئي إلى:

(6CO2 + 6H2O ——> C6H12O6 + 6O2)

دليل على التمثيل الضوئي

هناك دليل على حدوث عملية التمثيل الضوئي في الغلاف الجوي للأرض ، مما يؤكد اكتمال هذه العملية ، وهي:

• إن وجود الأكسجين في الغلاف الجوي دليل قوي على وجود عملية التمثيل الضوئي ، والتي تعد المصدر الرئيسي للأكسجين المنتج في الغلاف الجوي.
• ينتج عن عملية التمثيل الضوئي تحويل السكريات الموجودة في أوراق النبات إلى مواد نشوية ، وهو دليل على اكتمال عملية التمثيل الضوئي.
• محتوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي منخفض.

آلية التمثيل الضوئي

يعتبر التمثيل الضوئي من العمليات المهمة لأوراق النباتات الخضراء ، وتتمثل آلية عملها في الآتي:

• يدخل ثاني أكسيد الكربون من خلال مسام أوراق النبات ، ويتم امتصاص الماء عن طريق جذور النبات من التربة ، ثم ينتقل من الشعيرات الدموية إلى الأواني الخشبية ويصل إلى الأوراق.
• تلعب أصباغ الكلوروفيل والكاروتينات الموجودة في غشاء ثايلاكويد البلاستيدات الخضراء الدور الأكثر أهمية في عملية التمثيل الضوئي ، لأنها تمتص أطوال موجية معينة من ضوء الشمس وتعكس الضوء غير الممتص ، حيث تعمل الطاقة الضوئية الممتصة على تحلل جزيئات الماء إلى هيدروجين وأكسجين.
• يتم استخدام الهيدروجين الناتج عن جزيئات الماء وغاز ثاني أكسيد الكربون الممتص من الهواء لإنتاج الجلوكوز ، وهو مصدر للطاقة لنمو النبات وتطوره.

يمكنك أيضًا عرض: أنواع النباتات التي تعيش في الصحراء وخصائص تكيفها مع البيئة

الشروط التي يجب أن تتحقق من أجل حدوث عملية التمثيل الضوئي

هناك العديد من العوامل والشروط التي يجب توافرها لاستكمال عملية التمثيل الضوئي ، ونلخص العوامل التي تؤثر على التمثيل الضوئي على النحو التالي:

درجة الحرارة

تستخدم الكائنات الحية الهرمونات والإنزيمات لتحفيز المعادلات التي تحدث بداخلها ، وتحتاج هذه الإنزيمات إلى درجة حرارة مناسبة لتعمل بشكل فعال وصحيح ، وتبلغ درجة الحرارة المناسبة للنباتات في المتوسط ​​من 10 إلى 20 درجة مئوية ، وتختلف هذه النسبة باختلاف طبيعة النبات.

في درجات حرارة منخفضة للغاية ، لا يمكن للإنزيمات أن تعمل ، مما يؤدي إلى فقدان أو تقليل عملية التمثيل الضوئي ، ولكن في درجات الحرارة المرتفعة ، سيتم تدمير هذه الإنزيمات وتدميرها تمامًا ، مما يؤثر على سرعة التمثيل الضوئي.

ضوء الشمس أو الضوء

تختلف احتياجات النباتات من نوع لآخر ، فكل نبات يحتاج إلى نسبة مختلفة من ضوء الشمس عن النباتات الأخرى ، ويعتبر الضوء أحد العوامل المهمة في عملية التمثيل الضوئي ، حيث تمتص النباتات ضوء الشمس في الأوراق الخضراء من خلال صبغة الكلوروفيل الموجودة.

لذلك عندما تتعرض النباتات الخضراء لأشعة الشمس ، فإن معدل اكتمال عملية التمثيل الضوئي سيزداد ، وإذا تعرضت لأشعة الشمس عالية الكثافة ، فسوف تتلف خلايا النبات وتحترق ، لذلك تحتاج النباتات إلى نسب مختلفة من ضوء الشمس.

غاز ثاني أكسيد الكربون

إن وجود غاز ثاني أكسيد الكربون والماء يلبي احتياجات النباتات لإنتاج الجلوكوز ، لذلك يجب أن تكون نسبة ثاني أكسيد الكربون معتدلة ، فكلما زاد محتوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، زاد معدل التمثيل الضوئي. على عكس العوامل الأخرى ، لأن سيؤدي زيادتها إلى تلف النباتات وانقطاع التمثيل الضوئي.

لكن زيادته ستؤثر فقط على قدرة الجزيء على المعالجة بشكل أسرع.

حجم المياه

الماء هو أساس النباتات الخضراء وجميع أشكال الحياة البيولوجية. إذا كان هناك كمية مناسبة من الماء ، تكون عملية التمثيل الضوئي قد اكتملت. سيؤدي تقليل المياه إلى إكمال عمليات الحياة النباتية وتدميرها ، كما أن نقص المياه لزيادة النباتات يمكن أن يتسبب أيضًا في حدوث أضرار.

مراحل عملية التمثيل الضوئي

تعتبر النباتات ذاتية التغذية في جميع أنحاء العالم ، ويحدث التمثيل الضوئي بشكل رئيسي في أوراق النباتات الخضراء ويحدث في الطبقة الوسطى من الأوراق (الميزوفيل).

هناك أيضًا مجموعات من المسام على سطح أوراق النبات ، مما يسمح بدخول ثاني أكسيد الكربون حتى تحدث عملية التمثيل الضوئي ، والتي تستمر من خلال مرحلتين من التفاعل:

تفاعل غير معتمد على الضوء

يمكن أن تحدث عملية التمثيل الضوئي بدون ضوء. تسمى “دورة كالفين”. في هذا التفاعل ، يتم استخدام جزيئات الطاقة ATP و NADPH الناتجة عن التفاعلات المعتمدة على الضوء. لذلك ، يستخدمون ثاني أكسيد الكربون وينتجون أيضًا سكريات ثلاثية الكربون . الجزيئية.

ترتبط هذه الجزيئات أيضًا وتشكل الجلوكوز ، حيث يخضع لعملية التمثيل الضوئي ، حيث يتم تحويل الأكسجين وضوء الشمس إلى طعام يمكن للنباتات الاستفادة منه.

التفاعل المعتمد على الضوء

يحدث التمثيل الضوئي خلال النهار من خلال تفاعل يعتمد على الضوء يدخل “البلاستيدات الخضراء” للنسيج الوسيط. القدرة على امتصاص أشعة الشمس.

تحدث معظم التفاعلات الكيميائية أيضًا داخل البلاستيدات الخضراء وجميع أجزائها المختلفة. عندما يدخل الضوء إلى الثايلاكويد في تفاعل يعتمد على الضوء ، فإن صبغة الكلوروفيل تمتصه وتسحبه وتحوله إلى مركبين للطاقة:

• الأول هو ATP ، والذي يرتبط بعملية تخزين الطاقة.
• أما المركب الثاني NADPH فهو مركب يحمل الإلكترونات وينقلها ، وفي هذه المرحلة يتحول الماء إلى أكسجين.

يمكنك أيضًا عرض: مراحل الانقسام الخيطي في الخلايا النباتية

أهمية التمثيل الضوئي

تعتبر عملية التمثيل الضوئي من أهم العمليات الحياتية للنباتات لصنع الغذاء لأنفسهم دون مساعدة خارجية ، ولا تقتصر أهمية التمثيل الضوئي على النباتات التي تحصل على الغذاء ، وهذه العملية ستجلب العديد من الفوائد ، أهمها الأتى:

• التمثيل الضوئي هو المصدر الرئيسي للأكسجين في الغلاف الجوي ، ويساعد جميع الكائنات الحية على البقاء على قيد الحياة.
• التمثيل الضوئي مهم وضروري لوجود جميع أشكال الحياة ، ويلعب دورًا مهمًا في السلسلة الغذائية التكافلية بين النباتات والحيوانات والبشر.
• النباتات التي يقدمونها هي طعام عضوي للحيوانات والبشر.
• يساعد النباتات الخضراء على إنتاج الأخشاب والمطاط والأعشاب والزيوت.
• يساعد التمثيل الضوئي في تحقيق التوازن بين تركيز ثاني أكسيد الكربون والنفايات الصناعية الخطرة ، والتي يمكن أن تؤثر على صحة الكائنات الحية.

يمكنك أيضًا التحقق من: كيف تصنع النباتات طعامها؟ على ماذا تعتمد؟

لقد أوضحنا لك معادلة عملية التمثيل الضوئي ، وأهمية حدوثها لجميع الكائنات الحية ، والمراحل التي تحدث فيها.