شارك:
شرح التركيب الضوئي
ال صيغة التمثيل الضوئي يشرح الطريقة التي تأخذ بها النباتات الطاقة من الشمس وتستخدمها لتحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى جزيئات ضرورية لنموها ، أي في الغذاء.
هنا ، العناصر التي تتدخل في البداية هي ثاني أكسيد الكربون والماء ، والتي يتم تحويلها بعد ذلك إلى الجلوكوز والأكسجين.
تتطلب هذه العملية إجراء تفاعلات كيميائية متعددة ، وبالتالي ، يمكن التعبير عنها في الصيغة الكيميائية التالية:
6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2
يحدث هذا التحول بفضل حدوث ضوء الشمس ، والذي يسمح للمصنع بتحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى العناصر الغذائية التي يحتاجها (الجلوكوز) والأكسجين الذي يتم إطلاقه كنفايات..
في المقابل ، تدخل العناصر الكيميائية التي تظهر في صيغة التمثيل الضوئي خلايا النبات وتتركها من خلال عملية نشر ، تعرف باسم التناضح ، والتي تسمح للمصنع بأخذ ثاني أكسيد الكربون من الهواء وإطلاقه ثم الأكسجين في نفسه.
وكذلك يتم امتصاص المركبات الهوائية وإطلاقها من خلال عملية التناضح. يتم التقاط ضوء الشمس بفضل وجود مادة كيميائية خضراء تسمى الكلوروفيل (بي بي سي ، 2014).
المعادلة الكيميائية لعملية التمثيل الضوئي
يمكن قراءة المعادلة الكيميائية لعملية التمثيل الضوئي كما يلي:
ثاني أكسيد الكربون + الماء (+ ضوء الشمس) → الجلوكوز + الأكسجين
من المهم أن نلاحظ أن هذا التحول ممكن فقط بفضل حدوث أشعة الشمس ، والتي يتم تضمينها في الصيغة بهذه الطريقة ، لأنها لا تشكل مادة في حد ذاتها.
من ناحية أخرى ، فإن طريقة صياغة هذه المعادلة كيميائياً ، ستكون عن طريق التوازن التالي:
6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2
حيث ثاني أكسيد الكربون = ثاني أكسيد الكربون ؛ H2O = ماء ؛ C6H12O6 = الجلوكوز ؛ O2 = الأكسجين (Helmenstine ، 2017).
عملية الجلوكوز
يتكون الجلوكوز من خليط من ذرات الكربون والهيدروجين والأكسجين. بمجرد تصنيعه من خلال عملية التمثيل الضوئي ، يمكن استخدامه بثلاث طرق مختلفة:
1 - يمكن تحويله إلى المواد الكيميائية اللازمة لنمو الخلايا النباتية ، مثل السليلوز.
2 - يمكن تحويله إلى نشاء ، جزيء تخزين لديه القدرة على تحويله مرة أخرى إلى جلوكوز ، في حالة احتياج النبات إليه.
3 - يمكن أن تتحلل أثناء عملية التنفس ، وتطلق الطاقة المخزنة في جزيئاتها.
المركبات الكيميائية
تحتاج النباتات إلى أخذ العديد من العناصر الكيميائية للبقاء على قيد الحياة وصحية. وأهمها الفحم والهيدروجين والأكسجين (السكينة ، 2017).
يتم أخذ الهيدروجين والأكسجين من الماء والتربة ، من ناحية أخرى ، يتم أخذ الكربون والأكسجين من ثاني أكسيد الكربون والأكسجين الموجود في الجو.
يستخدم الماء وثاني أكسيد الكربون في تصنيع الطعام أثناء عملية التمثيل الضوئي. الأكسجين ضروري لإطلاق طاقة الطعام أثناء عملية التنفس.
بالإضافة إلى هذه العناصر الأساسية الثلاثة المشار إليها في صيغة التمثيل الضوئي ، هناك مركبات معدنية أخرى تحتاجها جميع النباتات للنمو بطريقة صحية.
تمتص هذه الجذور بواسطة الأيونات الذائبة في ماء التربة. اثنان من هذه الأيونات المعدنية هما النترات والمغنيسيوم.
النترات ضروري لتصنيع الأحماض الأمينية أثناء عملية التمثيل الضوئي. الأحماض الأمينية ، بدورها ، هي التي تسمح بتصنيع البروتينات. من جانبها ، يعد المغنيسيوم ضروريًا لإنتاج الكلوروفيل (فيلوز ، 2017).
النباتات التي تتحول أوراقها بألوان مختلفة إلى الأخضر ، ربما تمر بمرحلة من نقص المعادن ولن تتم عملية التمثيل الضوئي بنجاح.
خلايا الأوراق
النباتات ، مثل جميع الكائنات الحية في العالم ، تحتاج إلى إطعام نفسها. لهذا السبب ، يستخدمون عملية التمثيل الضوئي لتحويل المركبات الكيميائية مثل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى الجلوكوز الذي يحتاجونه لتنمو وتتطور خلاياهم..
بنفس الطريقة ، فإن عملية التمثيل الضوئي هذه قابلة للتطبيق فقط بفضل عمل الخلايا الموجودة في أوراق النباتات ، حيث تسمح مادة تسمى الكلوروفيل بتخزين طاقة الشمس واستخدامها لتحويل المركبات الكيميائية المأخوذة من الهواء..
الكلوروفيل غني بالبلاستيدات الخضراء والإنزيمات التي تسمح لخلايا الأوراق بالتفاعل أثناء عملية التمثيل الضوئي (Matalone، 2017).
أجزاء من الخلية
تتكون الخلية من أجزاء متعددة تلعب دورًا أساسيًا في عملية التمثيل الضوئي. بعض هذه الأجزاء هي التالية:
- البلاستيدات الخضراء: تحتوي على الكلوروفيل والإنزيمات الضرورية للتفاعل الكيميائي لعملية التمثيل الضوئي.
- النواة: تحتوي على الحمض النووي مع المعلومات الوراثية للنبات الذي تستخدمه الإنزيمات أثناء عملية التمثيل الضوئي..
- الغشاء الخلوي: هو الحاجز القابل للنفاذ الذي ينظم مرور الغازات والماء على حد سواء للدخول والخروج من الخلية.
- الفراغ: يسمح للخلية بالبقاء ثابتة.
- السيتوبلازم: هو المكان الذي يتم فيه تصنيع بعض الأنزيمات والبروتينات المستخدمة خلال العملية الكيميائية لعملية التمثيل الضوئي..
العوامل التي تحد من التمثيل الضوئي
هناك ثلاثة عوامل يمكن أن تحد من التفاعل الكيميائي لعملية التمثيل الضوئي: شدة الضوء ، وتركيز ثاني أكسيد الكربون ودرجة الحرارة.
شدة الضوء
عندما لا يكون هناك ما يكفي من الضوء ، لا يمكن للنبات إجراء عملية التمثيل الضوئي بكفاءة ، ولا يهم وجود كمية كافية من الماء وثاني أكسيد الكربون في البيئة.
لذلك ، فإن زيادة شدة الضوء ستزيد على الفور من سرعة عملية التمثيل الضوئي.
تركيز ثاني أكسيد الكربون
في بعض الأحيان تكون العملية الكيميائية لعملية التمثيل الضوئي محدودة بسبب تركيز ثاني أكسيد الكربون في الهواء. حتى لو كان هناك الكثير من أشعة الشمس والماء ، لا يمكن للنبات إجراء عملية التمثيل الضوئي دون وجود ما يكفي من ثاني أكسيد الكربون في الهواء.
درجة الحرارة
عندما تكون درجة الحرارة منخفضة للغاية ، تتم عملية التمثيل الضوئي ببطء أكثر. بنفس الطريقة ، لا يمكن للنباتات القيام بعملية التمثيل الضوئي عندما تكون درجة الحرارة مرتفعة للغاية.
مراجع
- (2014). العلم. تم الاسترجاع من كيف تصنع النباتات الطعام: bbc.co.uk.
- Helmenstine، A. M. (Ferbuary 13، 2017). ThoughtCo. تم الاسترجاع من المعادلة الكيميائية المتوازنة لعملية التمثيل الضوئي؟: thinkco.com.
- Matalone، S. (2017). كوم. تم الاسترجاع من معادلة كيميائية متوازنة لعملية التمثيل الضوئي: study.com.
- (2017). التعليم الضوئي. تم الاسترجاع من عملية التمثيل الضوئي للأطفال: photoynthesiseducation.com.
- فيلوز ، ل. (24 أبريل 2017). Sciencing. استرجاع من ما هي الكواشف من التمثيل الضوئي؟: sciencing.com.