جميع الكائنات الحية تحتاج إلى الطاقة لتعيش. يأخذون هذه الطاقة من الطعام. ولكن، هل سبق لك أن رأيت النباتات تأكل الطعام؟ ثم كيف يحصلون على طاقتهم؟ تحصل النباتات على طاقتها من خلال عملية تسمى التمثيل الضوئي والتي تسمح لها بصنع طعامها. تابع القراءة لمعرفة المزيد حول هذا الموضوع المثير للاهتمام.
في هذا الدرس سنتعرف على ما يلي
التمثيل الضوئي هو عملية تقوم من خلالها الخلايا الضوئية بتحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية، والتي تستخدم لتغذية الأنشطة الخلوية. فهو يأخذ البلاستيدات الخضراء من خلال أصباغ مثل الكلوروفيل أ، والكلوروفيل ب، والكاروتين، والزانتوفيل.
تعتمد جميع النباتات الخضراء وعدد قليل من الكائنات الحية ذاتية التغذية على عملية التمثيل الضوئي لاستخدام ثاني أكسيد الكربون والماء وضوء الشمس لتصنيع العناصر الغذائية. الأكسجين هو المنتج الثانوي لعملية التمثيل الضوئي.
تمامًا مثل النباتات الخضراء، تقوم بعض الكائنات الحية الأخرى أيضًا بعملية التمثيل الضوئي. وتشمل هذه بدائيات النوى مثل البكتيريا الأرجوانية والبكتيريا الزرقاء وبكتيريا الكبريت الخضراء.
يمكن إظهار تفاعل البناء الضوئي على النحو التالي:
التمثيل الضوئي ضروري لوجود جميع أشكال الحياة على الأرض. ويلعب دورا هاما في السلسلة الغذائية. فهو يسمح للنباتات بتكوين غذائها، مما يجعلها منتجة أساسية.
يقوم التمثيل الضوئي أيضًا بإطلاق الأكسجين في الغلاف الجوي. تحتاج معظم الكائنات الحية إلى الأكسجين للبقاء على قيد الحياة.
تتم عملية التمثيل الضوئي في البلاستيدات الخضراء في النباتات والطحالب الخضراء المزرقة. تحتوي جميع الأجزاء الخضراء من النبات، بما في ذلك السيقان الخضراء والأوراق الخضراء والكأسيات، على البلاستيدات الخضراء.
توجد البلاستيدات الخضراء فقط في الخلايا النباتية وتقع داخل خلايا الميزوفيل في الأوراق.
في عملية التمثيل الضوئي، يتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع الماء ليشكلا منتجين، هما الأكسجين والجلوكوز. هذا هو رد فعل ماص للحرارة.
على عكس النباتات، لا تنتج جميع البكتيريا الأكسجين كمنتج ثانوي لعملية التمثيل الضوئي. تسمى البكتيريا التي لا تنتج الأكسجين كمنتج ثانوي لعملية التمثيل الضوئي بكتيريا التمثيل الضوئي غير المؤكسجة. تسمى البكتيريا التي تنتج الأكسجين كمنتج ثانوي لعملية التمثيل الضوئي بكتيريا التمثيل الضوئي الأكسجينية.
هناك أربعة أنواع مختلفة من الأصباغ الموجودة في الأوراق:
على المستوى الخلوي، تتم عملية التمثيل الضوئي في عضيات الخلية التي تسمى البلاستيدات الخضراء. تحتوي هذه العضيات على صبغة خضراء اللون تسمى الكلوروفيل، وهي المسؤولة عن اللون الأخضر المميز للأوراق.
من الناحية الهيكلية، تتكون الورقة من سويقات والبشرة والصفيحة. تستخدم الصفيحة لامتصاص ضوء الشمس وثاني أكسيد الكربون أثناء عملية التمثيل الضوئي.
تتم عملية التمثيل الضوئي على مرحلتين:
يمكن اختزال المعادلة الكيميائية في التفاعل الضوئي لعملية البناء الضوئي إلى:
2H2O + 2NADP + 3ADP + 3Pi = O2 + 2NADPH + 3ATP
المعادلة الكيميائية للتفاعل المظلم هي
3CO2 + 6NADPH + 5H2O + 9ATP = G3P + 2H + 6NADP + 9ADP +8Pi
(حيث G3P هو جليسرالديهايد-3-فوسفات)
