تعريف التمثيل الضوئي
هو عملية تستخدمها النباتات والطحالب وبعض الكائنات الحية الدقيقة لصنع غذائها من خلال تحويل الطاقة الضوئية من الشمس إلى طاقة كيميائية، حيث يتم استخدام طاقة ضوء الشمس لتحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى مركبات عضوية وهي جزيئات السكر والأكسجين.1
متطلبات حدوث عملية التمثيل الضوئي
تحتاج النباتات لصنع غذائها إلى الآتي:2
- الماء، تمتص جذور النباتات الماء ويمر عبر الأوعية الموجودة في الساق إلى الأوراق.
- الضوء، حيث تمتص النباتات ضوء الشمس من خلال مادة كيميائية خضراء في الأوراق تسمى الكلوروفيل.
- ثاني أكسيد الكربون، حيث يدخل ثاني أكسيد الكربون إلى النباتات عبر ثقوب صغيرة في الأوراق تسمى بالثغور.
مكان حدوث عملية التمثيل الضوئي
تتم عملية التمثيل الضوئي في أوراق النباتات، حيث يوجد داخل الأوراق خلايا صغيرة تحتوي هذه الخلايا على هياكل صغيرة تسمى بالبلاستيدات الخضراء، حيث تحتوي على الكلوروفيل الذي يعطي الأوراق لونها الأخضر ويمتص الكلوروفيل طاقة الشمس ويستخدمها في تقسيم جزيئات الماء إلى هيدروجين وأكسجين، ويخرج الأكسجين من الأوراق إلى الغلاف الجوي ويستخدم النبات الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون لتكوين الجلوكوز.2
مراحل التمثيل الضوئي
تحدث عملية التمثيل الضوئي في مرحلتين هما:
التفاعلات المعتمدة على الضوء
تحدث هذه التفاعلات عند توافر الضوء في غشاء الثايلاكويد للبلاستيدات الخضراء، ومن خلالها يتم تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية، وبعد امتصاص الكلوروفيل والأصباغ الأخرى الطاقة من ضوء الشمس يتم نقل هذه الطاقة إلى أنظمة التمثيل الضوئي، ويستخدم الماء لتوفير الإلكترونات وأيونات الهيدروجين، وينتج أيضا الأكسجين، تستخدم الإلكترونات وأيونات الهيدروجين لتكوين ATP و NADPH.2
دورة كالفين
تحدث دورة كالفين في البلاستيدات الخضراء ويمكن أن تحدث هذه العملية بدون ضوء إلا أنها تحتاج ATP و NADPH اللذين تم إنشاؤهما باستخدام الضوء في المرحلة الأولى، ويتم استخدام ثاني أكسيد الكربون والطاقة من ATP مع NADPH لتكوين الجلوكوز.2
نواتج عملية التمثيل الضوئي
نواتج عملية التمثيل الضوئي هما الغذاء والأكسجين، جميع طاقتنا للنمو والنشاط البدني الذي نقوم به تأتي من تناول الطعام من النباتات والحيوانات، وتحصل الحيوانات أيضا على الطاقة من أكل النباتات بينما تحصل النباتات على الطاقة من الجلوكوز الناتج من عملية التمثيل الضوئي.2
معادلة التمثيل الضوئي
تتفاعل الطاقة الضوئية في عملية التمثيل الضوئي مع ثاني أكسيد الكربون والماء لإنتاج الجلوكوز والأكسجين، تكتب المعادلة الكيميائية لعملية التمثيل الضوئي على النحو الآتي:3
ثاني أكسيد الكربون + ماء + ضوء الشمس ———> الجلوكوز + أكسجين
أهمية عملية التمثيل الضوئي
تكمن أهمية عملية التمثيل الضوئي في حياتنا بالنقاط الآتية:4
- تزود الكائنات الحية بالأكسجين فهي المصدر الأول للأكسجين في الغلاف الجوي.
- تساهم في دورة الكربون بين الأرض والمحيطات والنباتات والحيوانات.
- تساهم في العلاقة التكافلية بين النباتات والبشر والحيوانات.
- تنتج الطاقة الأولية لمعظم الأشجار.
المراجع
- “What is photosynthesis?”, Live Science, Retrieved 12/1/2022. Edited.
- ^ أ ب ت ث ج “Photosynthesis for Kids”, Photosynthesis Education, Retrieved 12/1/2022.
- “photosynthesis”, britannica, Retrieved 13/1/2022. Edited.
- “Why Is Photosynthesis Important for All Organisms?”, sciencing, Retrieved 13/1/2022. Edited.
