أهمية التمثيل الضوئي للكائنات الحية
التمثيل الضوئي مهم لجميع الكائنات الحية لأنه يوفر الأكسجين الذي تحتاجه معظم الكائنات الحية من أجل البقاء على هذا الكوكب ، توفر العملية وسيلة لتبادل الغاز مع الغلاف الجوي ، تأخذ النباتات ثاني أكسيد الكربون لعملية التمثيل الضوئي وتطلق الأكسجين كأحد المنتجات في الهواء
أهمية 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.
مراحل عملية البناء الضوئي
عندما تقوم مادة الكلوروفيل بامتصاص أشعة الشمس فإن الإلكترون يكتسب طاقة تعمل على تحفيزه لتساعده على الانتقال إلى جزيء آخر، عندها يسمى هذا الإلكترون المُستقبِل الرئيسي، ويعتبر جزيء الكلوروفيل في هذه الحالة متأكسداً؛ لأنه خسر إلكتروناً ويمتلك شحنة موجبة، وتتسبب عملية التنشيط الضوئي للكلوروفيل في تقسيم جزيئات الماء ونقل الطاقة إلى (ATP)، والحد من نيكوتيناميد الأدينين الفوسفات ثنائي النوكليوتيد (NADP)، وتتضمن العملية الكيميائية على ما يلي: تفاعلات التكثيف وهي المسؤولة عن تقسيم جزيئات الماء، بما في ذلك الفسفرة (إضافة مجموعة فوسفاتية إلى مركب عضوي). تفاعلات الأكسدة / الاختزال (الأكسدة) التي تنطوي على نقل الإلكترون. أما عملية البناء الضوئي فتمر في مرحلتين: التفاعلات التي تعتمد على الضوء، وهي سلسلة من التفاعلات التي تعتمد على الضوء والتي تحدث في الجرانة، وتتطلب الطاقة المباشرة للضوء لصنع جزيئات ناقلة الطاقة التي تستخدم في العملية الثانية على النحو الآتي: الطاقة الضوئية المحصورة بالكلوروفيل لصنع الـ ATP. في الوقت نفسه ينقسم الماء إلى أكسجين وأيون هيدروجين وإلكترونات حرة (2H2O –> 4H+ + O2 + 4e- (photolysis). تتفاعل الإلكترونات بعد ذلك مع الجزيء الناقل فتغيره من حالته المؤكسدة (NADP +) إلى حالته المنخفضة (NADPH) حسب المعادلة (+NADP+ + 2e- + 2H+ –> NADPH + H). تفاعلات مستقلة غير معتمدة على الضوء المستقل، وهي عبارة عن سلسلة من التفاعلات الخفيفة التي تحدث في سدادة البلاستيدات الخضراء عندما تستخدم منتجات تفاعل الضوء (ATP و NADPH) لصنع الكربوهيدرات من ثاني أكسيد الكربون، في البداية يتم تكوين جليسرالديهيد 3 فوسفات (جزيء ذرة 3-carbon).
شرح عملية البناء الضوئي
شرح التمثيل الضوئى
التمثيل الضوئي وهي عملية حيوية هامة تحدث في النباتات , الطحالب و البكتيريا الخضراء المزرقة .
و العناصر اللازمة لحدوثها : الماء ، الضوء ، ثاني أكسيد الكربون .
أهميتها : 1- إنتاج الأكسجين اللازم لعملية التنفس . 2- الحفاظ على ثبات O2 ، CO2 في الجو . 3- إنتاج مواد عضوية معقدة من مواد غير عضوية أولية بسيطة .
آلية البناء الضوئي :
تتضمن عملية البناء الضوئي سلسلة من التفاعلات الكيميائية ، يتم فيها امتصاص الطاقة الضوئية وتحويلها إلى طاقة كيميائية تختزن في المركبات العضوية . تشمل عملية البناء الضوئي مرحلتين متميزتين تبعاً لحاجتهما للضوء ولكنهما مرتبطتان ببعضهما :
المرحلة الأولى : التفاعلات الضوئية : يتم فيها امتصاص الطاقة الضوئية بوساطة جزيء الكلوروفيل في الثايلاكويدات وتحويلها إلى طاقة كيميائية تختزن مؤقتاً في جزيئات غنية بالطاقة .
المرحلة الثانية : التفاعلات اللاضوئية : تستخدم الجزيئات الغنية بالطاقة في بناء مركبات سكر ثلاثية الكربون بإضافة ثاني أكسيد الكربون الجوي في سلسلة من تفاعلات تشكلحلقة كالفن ويتم في هذه المرحلة خزن الطاقة في السكريات والمركبات العضوية الأخرى الناتجة منها.مع ملاحظةأن التفاعلات الضوئية تحتاج للضوء و التفاعلات اللاضوئية لا تحتاج للضوء ، وتعتمد على نواتج التفاعلات الضوئية .
التفاعلات الضوئية :تضم نوعين من التفاعلات ، لا حلقية و حلقية . أ- التفاعلات الضوئية اللاحلقية :- يوجد نظامان لإمتصاص الطاقة الضوئية في البلاستيدات الخضراء – يتكون كل نظام من (200 – 300) جزيء كلوروفيل وعوامل ناقلة للإلكترونات . – النظام الضوئي الأول يمتص موجات الضوء بطول (700) نانومتر . – النظام الضوئي الثاني يمتص موجات الضوء بطول (680) نانومتر .
يعمل هذان النظامان عملاً متكاملاً لامتصاص الطاقة الضوئية ، إذ تمتص جزيئات الكلوروفيل وبعض الأصباغ المساعدة في كل نظام الطاقة الضوئية وتركزها وتنقلها إلى جزيء كلوروفيل خاص في كلا النظامين يسمى مركز التفاعل والذي يعد الجزيء الوحيد في كل نظام ضوئي القادر على إطلاق إلكترونات مهيجة ( غنية بالطاقة ) بسبب امتصاصها الطاقة الضوئية .
المقالة الرئيسية: تمثيل ضوئي
ملخص للتفاعلات الضوئية اللاحلقية :
1- تمتص جزيئات الكلوروفيل في النظام الضوئي الأول موجات الضوء بطول (700) نانومتر وتنقلها إلى مركز التفاعل مؤدية إلى إطلاق إلكترونات مهيجة (غنية بالطاقة) ويحدث فقد للإلكترونات . 2- تمتص جزيئات الكلوروفيل في النظام الضوئي الثاني موجات الضوء بطول (680) نانومتر, وتنقلها إلى مركز التفاعل مؤدية إلى إطلاق إلكترونات مهيجة ويحدث تحلل للماء
3- الإلكترونات المهيجة والتي يفقدها النظام الضوئي الثاني تنتقل بوساطة سلسلة نقل الإلكترون إلى النظام الضوئي الأول لتعويض الإلكترونات المفقودة .
ملاحظة : أثناء إنتقال الإلكترونات بين النظام الثاني والأول في سلسلة نقل الإلكترون يتم بناء جزيئات ATP أدينوسين ثلاثى الفوسفات.
4- الإلكترونات المهيجة والبروتونات الناتجة من تحلل الماء يستقبلها مركب ناقل للهيدروجين +NADP فيتحول إلى شكل مختزل هو NADPH .
نواتج التفاعلات الضوئية اللاحلقية : 1- إطلاق غاز الأكسجين . 2- تكوين مركب ATP ، NADPH بكميات متساوية .
ب- التفاعلات الضوئية الحلقية :- سميت هذه التفاعلات بالحلقية لأن الإلكترونات المهيجة من النظام الضوئي الأول بفعل الطاقة الضوئية تعود مرة أخرى إلى مركز التفاعل الذي انطلقت منه مروراً بسلسلة نقل الإلكترون . – ينتج من هذه التفاعلات ATP فقط .
التفاعلات اللاضوئية ( حلقة كالفن ) :- تحدث هذه التفاعلات في منطقة اللُحمة (الستروما) بوجود الأنزيمات والمواد اللازمة .
– يتطلب حدوث هذه التفاعلات وجود ATP ، NADPH الناتجين من التفاعلات الضوئية . – تشتمل حلقة كالفن سلسلة من التفاعلات تبدأ ب السكر الخماسي ربيولوز ثنائي الفسفات .
معادلة البناء الضوئي للصف الخامس
تفاعلات البناء الضوئي
تفاعلات البناء الضوئي
البناء الضوئى Photosynthesis
يطلق العلماء مصطلح التمثيل الضوئى أو التمثيل الكلوروفيلى وجميع هذه المصطلحات تؤدى إلى معنى واحد وهو عملية احتجاز الطاقة capturing energy حيث تقوم معظم النباتات والطحالب وبعض أنواع البكتيريا باحتجاز الطاقة الضوئية Light energy وتحويلها أولاً إلى طاقة كهربائية ثم إلى طاقة كيميائية مختزنة فى بعض المركبات الضوئية.
تعتبر هذه العملية أهم عملية فى الحياة لأن ناتج هذه العملية هو المقوم الرئيس لجميع الكائنات الحية لأنه بدون تلك العملية لا نعدمت الحياة.
1- العناصر اللازمة لعملية البناء الضوئى
لعلك توصلت سابقاً إلى أن المعادلة الآتية تعبر عن مجمل عملية البناء الضوئى فى الكائنات الحية حقيقة النواة :
وتبين هذه المعادلة المعروفة بمعادلة ماير Mayer المواد الداخلة فى التفاعل ، والمواد الناتجة منه ، وشروط حدوثه .
2- تركيب البلاستيدة الخضراء
درست سابقاً أن من أكثر أنواع البلاستيدات انتشاراً البلاستيدات الخضراء ، وهى عضيات خلوية تتم فيها عملية البناء الضوئى .
فما تركيب البلاستيدة الخضراء ؟ وكيف يتلاءم تركيبها مع وظيفتها ؟
تحاط البلاستيدة الخضراء بغشاءين : أحدهما خارجى ، والآخر داخلى ، وينظم الغشاءان انتقال المواد من البلاستيدة وإليها ، ويوجد نظام آخر من صفائح غشائية مرتبة على شكل أكياس مسطحة تدعى الثايلاكويدات thylakoids تترتب فوق بعضها على هيئة أقراص، لتشكل الجرانا grana ومفردها جرانم granum ، وتنتظم هذه الأقراص بطريقة تسمح لها بامتصاص الحد الأقصى من الضوء .
وتحتوى أغشية الثايلاكويدات على أصباغ مختلفة تمتص الطاقة الضوئية ، وبخاصة صبغة الكلوروفيل كما تحتوى على بعض الأنزيمات وعلى نواقل للإلكترونات من أهمها بروتينات السيتوكروماتcytochromes أما الحيز الموجود بين الغشاء الداخلى للبلاستيدة الخضراء والجرانا فيملؤه سائل كثيف يسمى اللحمة stroma التى تحتوى على معظم الأنزيمات اللازمة لعملية البناء الضوئى إضافة إلى حبيبات نشوية ، وجزيئات DNA و RNA ، ورايبوسومات ، وهذا يعنى قدرة البلاستيدة الخضراء على النمو والتضاعف ، وبناء عدد من البروتينات ( الأنزيمات ) الخاصة بها .
وتعتمد عملية البناء الضوئى اعتماداً أساسياً على وجود صبغة الكلوروفيل الخضراء فى الثايلاكويدات .
آلية البناء الضوئي :
تتضمن عملية البناء الضوئي سلسلة من التفاعلات الكيميائية ، يتم فيها امتصاص الطاقة الضوئية وتحويلها إلى طاقة كيميائية تختزن في المركبات العضوية .
تشمل عملية البناء الضوئي مرحلتين متميزتين تبعاً لحاجتهما للضوء ولكنهما مرتبطتان ببعضهما :
المرحلة الأولى : التفاعلات الضوئية : يتم فيها امتصاص الطاقة الضوئية بوساطة جزيء الكلوروفيل في الثايلاكويدات وتحويلها إلى طاقة كيميائية تختزن مؤقتاً في جزيئات غنية بالطاقة .
المرحلة الثانية : التفاعلات اللاضوئية : تستخدم الجزيئات الغنية بالطاقة في بناء مركبات سكر ثلاثية الكربون بإضافة ثاني أكسيد الكربون الجوي في سلسلة من تفاعلات تشكل حلقة كالفن ويتم في هذه المرحلة خزن الطاقة في السكريات والمركبات العضوية الأخرى الناتجة منها.
ملاحظة : التفاعلات الضوئية : تحتاج للضوء .
التفاعلات اللاضوئية : لا تحتاج للضوء ، وتعتمد على نواتج التفاعلات الضوئية .
التفاعلات الضوئية :
تضم نوعين من التفاعلات ، لا حلقية وحلقية .
أ- التفاعلات الضوئية اللاحلقية :
– يوجد نظامان لإمتصاص الطاقة الضوئية في البلاستيدات الخضراء .
– يتكون كل نظام من (200 – 300) جزيء كلوروفيل وعوامل ناقلة للإلكترونات .
– النظام الضوئي الأول يمتص موجات الضوء بطول (700) نانومتر .
– النظام الضوئي الثاني يمتص موجات الضوء بطول (680) نانومتر .
يعمل هذان النظامان عملاً متكاملاً لامتصاص الطاقة الضوئية ، إذ تمتص جزيئات الكلوروفيل وبعض الأصباغ المساعدة في كل نظام الطاقة الضوئية وتركزها وتنقلها إلى جزيء كلوروفيل خاص في كلا النظامين يسمى مركز التفاعل والذي يعد الجزيء الوحيد في كل نظام ضوئي القادر على إطلاق إلكترونات مهيجة ( غنية بالطاقة ) بسبب امتصاصها الطاقة الضوئية .
ملخص للتفاعلات الضوئية اللاحلقية :
1- تمتص جزيئات الكلوروفيل في النظام الضوئي الأول موجات الضوء بطول (700) نانومتر وتنقلها إلى مركز التفاعل مؤدية إلى إطلاق إلكترونات مهيجة (غنية بالطاقة) ويحدث فقد للإلكترونات .
2- تمتص جزيئات الكلوروفيل في النظام الضوئي الثاني موجات الضوء بطول (680) نانومتر ، وتنقلها إلى مركز التفاعل مؤدية إلى إطلاق إلكترونات مهيجة ويحدث تحلل للماء .
3- الإلكترونات المهيجة والتي يفقدها النظام الضوئي الثاني تنتقل بوساطة سلسلة نقل الإلكترون إلى النظام الضوئي الأول لتعويض الإلكترونات المفقودة .
ملاحظة : أثناء إنتقال الإلكترونات بين النظام الثاني والأول في سلسلة نقل الإلكترون يتم بناء جزيئات ATP
4- الإلكترونات المهيجة والبروتونات الناتجة من تحلل الماء يستقبلها مركب ناقل للهيدروجين +NADP فيتحول إلى شكل مختزل هو NADPH .
نواتج التفاعلات الضوئية اللاحلقية :
1- إطلاق غاز الأكسجين .
2- تكوين مركب ATP ، NADPH بكميات متساوية .
العوامل المؤثرة على عملية البناء الضوئي
العوامل المؤثرة في البناء الضوئي
عملية البناء الضوئي من أهم العمليات الحيوية التي تتم على سطح الكرة الأرضية ، ولهذه العملية العديد من الشروط اللازم توفرها في البيئة الخارجية والداخلية للنبات حتى يقوم بعملية الضوئي ، كما توجد العديد من العوامل المحددة لمعدل حدوث عملية البناء الضوئي .
الموضوع: أولا العوامل الخارجية:
1-شدة الإضاءة :
لشدة الإضاءة في البيئة الخارجية للنبات ومدة تعرضه للضوء تأثير على عملية البناء الضوئي ومعدل حدوثها فعندما تكون شدة الإضاءة منخفضة فإن سرعة عملية البناء الضوئي تتناسب طردياً معها حيث يزداد معدل البناء الضوئي مع ارتفاع شدة الضوء .و لكن إذا زادت شدة الإضاءة بدرجة كبيرة ، واستمر تعرض النبات للضوء العادي مدة طويلة ، فإن ذلك يؤدي إلى انخفاض نشاط البناء الضوئي .
2- تركيز ثاني أكسيد الكربون:
زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون يؤدي إلى زيادة سرعة عملية البناء الضوئي وإذا زاد تركيز ثاني أكسد الكربون في البيئة الخارجية بدرجة عالية انخفضت سرعة عملية البناء الضوئي ويعزى ذلك لأثرها السام على النبات وإغلاقه لثغوره حماية لنفسه من هذا التأثير ، وعند إغلاق الثغور ينخفض تركيز ثاني أكسد الكربون حول الخلايا الخاصة بالبناء الضوئي ومن ثم تتناقص سرعة العملية .
3-درجة الحرارة:
تتأثر الأنزيمات الخاصة بدورات البناء الضوئي بدرجات الحرارة زيادةً ونقصاناً حيث ارتفاع درجة الحرارة يسرع من حدوث عملية البناء الضوئي ولكن مع الزيادة المفرطة في درجة الحرارة يؤدي ذلك إلى الانخفاض في معدل البناء الضوئي وبذلك تتأثر العملية .
4-المــــــــــــــــــاء:
وجد أن الكمية اللازمة من الماء لاستمرار عملية البناء الضوئي تقدر بحوالي 1 % فقط من جملة الماء الممتص بواسطة النبات. وقد لوحظ أن معدل البناء الضوئي يرتفع إذا ما حدث جفاف بسيط بالأوراق ( 15 % فقد ماء ) ولكن هذا المعدل ينخفض تماما إذا ما وجد جفاف شديد بهذه الأوراق (45 % فقد ماء) حيث أن فقد الماء يؤدي إلي الانكماش في الخلايا وبالتالي قفل الثغور فيقل معدل التمثيل تبعا لذلك و يؤدى الجفاف أيضا إلي قلة قابلية الأغشية البلازمية للنفاذية وجفاف الأنزيمات النسبي وقد يؤدي إلي قلة سرعة تكوين المواد الكربوهيدارتية المتكونة من عملية البناء مما يؤدى إلي تراكمها في الأوراق وبالتالي بطء سرعة عملية البناء .
5- تأثير المواد الغذائية:
نقص بعض العناصر يؤدي لقلة معدل عملية البناء الضوئي لكونها عوامل مساعدة لبعض الأنزيمات الخاصة بتفاعلات الظلام أو لضرورة وجودها لإتمام عملية تفاعل الضوء مثل الكلورين والذي يؤدى نقصه إلي عدم إمكان نقل الالكترونات من الماء إلي الكلوروفيل وقد يكون نقص عنصر مؤثرا علي بناء الكلوروفيل نفسه كما في حالة نقص الحديد أو النتروجين أو الماغنيسيوم
وغيرها كما انه يدخل كمادة تفاعل أثناء تفاعلات الظلام .
ثانيا العوامل الداخلية:
1- الأنزيمات:
حيث تتوقف عملية البناء الضوئي على توفر الأنزيمات الخاصة بهاو وكفاءتها وحدوث أي خلل بها يؤدي إلى التأثير على معدل العملية
2- تركيب الورقة الداخلي:
حيث تتوقف كفاءة العملية على التركيب الداخلي للورقة والذي يختلف في ذوات الفلقة عن ذوات الفلقتين.
3- تراكم المنتجات:
إن تراكم المنتجات الكربوهايدريتية الناتجة من عملية البناء الضوئي في الأوراق يؤدي إلى بطء العملية
الخاتمة:
تعرفنا باختصار على العوامل المؤثرة في معدل البناء الضوئي و أقسامها ،فسبحان الله العظيم الذي بيده كل شيء والحمد الله الذي حبانا بالعقل من أجل أن نفكر ونبحث في مخلوقاته وقدرته لنزداد علما وإيمانا . وللأمانة العلمية فقد استفدت من مواقع خلال كتابة تقريري هذا فشكري وتقديري وخلاصة جهدي المتواضع لكم.
شرح عملية البناء الضوئي للاطفال
خلق الله عزّ وجلّ على هذه الأرض الملايين من الكائنات الحية، إلا أنّ هذه الكائنات ليست متشابهة مع بعضها البعض بل إنّها مختلفة عن بعضها، فقد وضع الله عزوجل الكثير من الاختلافات والفروقات بين أنواعها، فكلّ نوع منها له شكل وخصائص وصفات تميّزه عن غيره من باقي الأنواع، فهذا هو سر التنوع الحيوي الهائل الموجود على الأرض، وتعتبر طريقة التغذية من الأمور التي تختلف من كائن حيّ لآخر، فمنها ما يتغذى مفترساً غيره من الكائنات أو متطفلاً عليها، أي أنّ أغلب الكائنات الحية تعتمد في غذائها على أنواع كائنات أخرى، إلا أنّ منها ما يستطيع تصنيع غذاؤه بنفسه ضمن عملية تدعى عملية البناء الضوئي، فما هي عملية البناء الضوئي؟ وكيف تتم؟ هذا ما سنتعرف عليه من خلال مقالنا هذا. عمليّة البناء الضوئيّ في هذا الكون الواسع تتمّ العديد من العمليات الحيوية الهامّة، والتي تعتبر عملية البناء الضوئي إحداها، فهي عملية تتم في النباتات والطحالب والبكتيريا الخضراء المزرقة، بحيث تقوم بتصنيع غذاؤها من خلال هذه العملية حتى تنمو بالشكل السليم، وذلك من خلال قيامها بتحويل الطاقة الكهرومغناطيسية القادمة من الشمس إلى طاقة كيميائية، لإنتاج سكر الغلوكوز وهو الغذاء الأساسيّ لهذه الكائنات، كما تقوم بامتصاص غاز ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي أثناء هذه العملية لتطلق غاز الأكسجين بدلاً منه إلى الغلاف الجوي.حتى تتم عملية البناء الضوئي لا بد من توفر بعض الشروط، وهي كالآتي: توفّر غاز ثاني أكسيد الكربون. الماء عنصر ضروري ومهم لحدوث عملية البناء البناء الضوئي. وجود أشعة الشمس، فهي مصدر الضوء الذي تحتاجه هذه الكائنات حتى تقوم بعملية البناء الضوئي. لا ننسى أن أهمّ عامل يجب توفره حتى تتم هذه العملية هو البلاستيدات الخضراء التي تحتوي على صبغة الكلوروفيل، وتوجد البلاستيدات الخضراء في خلايا النباتات والطحالب وفي بعض أنواع البكتيريا والتي تدعى البكتيريا الخضراء المزرقة. مراحل عمليّة البناء الضوئيّ تتمّ عمليّة البناء الضوئيّ من خلال قيام البلاستيدات الخضراء بامتصاص الطاقة الضوئية القادمة من الشمس ومن ثم تحويلها إلى طاقة كيميائية، لتقوم بعد ذلك بتثبيت غاز ثاني أكسيد الكربون داخل البلاستيدات الخضراء نفسها، لينتج من هذه العملية سكر الغلوكوز وغاز الأكسجين وبضع جزيئات من الماء، وفي ما يلي المعادلة الكيميائية التي توضح كيفية حدوث البناء الضوئي: CO2+ H2O+ Sun light+ Chlorophyll H2O+ O2+ C6H12O6 لا تقتصر أهمّيّة البناء الضوئيّ على الكائن الحيّ نفسه بل إنّها تمتدّ إلى النظام البيئيّ المحيط كونها تمتصّ غاز ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي لتقوم بهذه العمليّة، كما أنّها تنتج غاز الأكسجين الذي تطلقه إلى الغلاف الجويّ، ممّا يخلق حالة من التوازن بين هذين الغازين في الغلاف الجويّ.
عملية البناء الضوئي للصف الخامس
البناء الضوئي عندما خلق الله عزّ وجل كوكب الأرض وجعل الإنسان الخليفة به، زوّده بما يحتاجه من أجل القدرة على الحياة والاستمراريّة، فهناك الكثير من الأمور التي اكتشفها الإنسان مع مرور الوقت، ومع تطوّر الأجهزة وتقدّم التكنولوجيا؛ حيث استطاع بفضل هذا التطوّر دراسة حياة الكائنات الحية المختلفة، ومعرفة طريقة نموّها، والعمليّات التي تحدث داخلها، وأبرز الدّراسات قامت على تحليل حياة النباتات وأهميّة وجودها على سطح الكوكب وكيفيّة نموّها وتطوّرها. لقد تمّ اكتشاف قدرة النبات على إطلاق غاز الأكسجين، وامتصاص غاز ثاني أكسيد الكربون من الجو من أجل صنع غذائه الّذي يعتمد عليه في النموّ والتطور، وهذه العمليّة تُسمّى بالبناء الضوئي، فما هي عمليّة البناء الضوئي؟ وما هي الشروط الواجب توافرها -سواء شروط داخل النبات أو في البيئة المحيطة- من أجل حدوثها؟ وما هي الفائدة المترتّبة على حدوثها؟ تعريف عمليّة البناء الضوئي عمليّة البناء الضوئي هي إحدى العمليّات الحيويّة الضروريّة التي تحدث عند النباتات والطحالب والبكتيريا الخضراء المزرقّة؛ حيث إنّه بفعل التفاعلات الكيميائيّة المختلفة يتمّ إنتاج المواد الغذائيّة التي يستخدمها النبات في النمو. شروط حدوث عمليّة البناء الضوئي ونواتجه تحدث عملية البناء الضوئي وفق المعادلة التالية: CO2+H2O+Sun Light+ Chlorophell→ H2o+O2+C6H12O6 غاز ثاني أكسيد الكربون + الماء + وجود ضوء الشمس+ وجود الكلوروفيل ← غاز الأكسجين+ الماء+ جلوكوز (بديل السكر). شروط حصول عمليّة البناء الضوئي غاز ثاني أكسيد الكربون. الماء. وجود أشعّة الشمس. وجود صبغة الكلوروفيل الخضراء الموجودة في البلاستيدات الخضراء الموجودة في النباتات. تقوم صبغة الكلوروفيل -وهي عبارة عن مواد عضويّة- بامتصاص الطاقة الضوئيّة من أشعة الشمس، ثمّ تقوم بتحويلها الى طاقة كيميائيّة، ثمّ يتم تثبيت غاز ثاني أكسيد الكربون في داخل البلاستيدات الخضراء، ولا حاجة لضوء الشمس في هذه المرحلة، وتنتج منها مواد سكريّة، وتصاعد غاز الأكسجين، وخروج جزيئات الماء. نواتج عملية البناء الضوئي: تصاعد غاز الأكسجين. الماء. الجلوكوز(بديل السكر). أهمية عملية البناء الضوئي تزويد النبات بالغذاء اللازم من أجل نموّه وإنتاج الثمار التي يستخدمها الإنسان في حياته، فلولا عمليّة البناء الضوئي لما استطاع النبات الحصول على غذائه وبالتالي عدم نموّه ونضجه. المحافظة على توازن نسبة الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في الجو، فمع تزايد الكثافة السكانيّة في العالم وزيادة نشاطات الإنسان أصبح هناك الكثير من الاستهلاك للأكسجين، وإخراج ثاني أكسيد الكربون الى الجو، فلولا قيام النبات في عمليّة البناء الضوئي بامتصاص ثاني أكسيد الكربون وإطلاق غاز الأكسجين إلى الجو لمات الإنسان والحيوان. تنبيه يجب الحذر من النوم في غرفة مليئة بالنباتات؛ لأنّ العملية في الليل تُعكس؛ حيث يقوم النبات بإطلاق غاز ثاني أكسيد الكربون وامتصاص غاز الأكسجين.
