بحث عن البناء الضوئي

البناء الضوئي

تعرف عملية البناء الضوئي بأنها عملية امتصاص الطاقة الكيميائية والشمسية بواسطة الخلايا النباتية وتحويلها فيما بعد إلى أكسجين وغلوجوز، ويشار إلى أن الأكسجين من أكثر العناصر الأساسية والضرورية لضمان حياة النبتة، بينما تخزن النبتة الجلوكوز على هيئة نشا لإمداد النبات بالغذاء اللازم، وتحدث عملية التمثيل الضوئي في النباتات الخضراء القادرة على خطوة الامتصاص للمواد الغذائية، ويمكن اعتبارها الخطوة الأولى للسلاسل الغذائية لكافة الكائنات الحية.

ينتج عن عملية البناء الضوئي مواد مصنعة داخليًّا في النباتات، إذ تعمل النباتات الخضراء على استنزاف بعضها داخليًّا لأداء الوظائف الحيوية وإتمام مسيرة حياتها على أكمل وجه، أما الأجزاء المتبقية في النباتات فتتغذى عليها الكائنات الحية الأخرى، وتؤدي عملية البناء الضوئي أو التمثيل دورًا هامًّا في إطلاق الأكسجين في ما يحيط بالنبات من غلاف جوي.[١]


أساسيات البناء الضوئي

تعتمد عملية البناء الضوئي على مجموعة من العناصر الأساسية التي لا بد من توفرها لضمان حصولها، وهي [١]:

  • الأشعة الشمسية، تعتمد النبتة على وفرة أشعة الشمس للقيام بعملية التمثيل الضوئي؛ ويعد ذلك ضرورةً مُلحة وليس ثانويًّا.
  • الكلوروفيل، حتى تحدث عملية التثميل الضوئي لا بد أن تتوفر مادة أو صبغة الكلوروفيل في النبتة؛ أي إن النباتات الخضراء فقط قادرة على القيام بهذه العملية، وفيما يتعلق بوصف هذه المادة فإنها تلك المادة التي تمنح النبتة اللون الأخضر، وتستمد من البلاستيدات الخضراء المتواجدة في الأوراق، وتلعب هذه الصبغة دورًا في غاية الأهمية للمساعدة على امتصاص أشعة الشمس.
  • الطاقة، يكمن دور الطاقة في عملية البناء الضوئي في تنفيذ التفاعلات الضرورية لإتمام العملية بنجاح.
  • الإنزيمات، في تعريف الإنزيمات فإنها مواد عضوية لها غالبًا كل الشأن في تحفيز التفاعلات الكيميائية وتسريعها في العملية.


مراحل عملية البناء الضوئي

تبدأ الأجزاء الخضراء في النباتات بتصنيع مادة الجلوكوز وإمداد بقية أجزاء النبات بها، وتعتمد عملية التصنيع اعتمادًا أساسيًّا على الضوء الذي تستمده من مصدر الطاقة وتمتصه بالاعتماد على صبغة الكلوروفيل، أما المراحل التي تمر بها عملية البناء الضوئي فهي على النحو الآتي[٢]:

  • المرحلة الأولى، الدخول بحالة النشاط من خلال امتصاص أحد الجزيئات الخضراء للضوء، فتصبح صبغة الكلوروفيل مادة نشطة لديها القدرة على نقل الطاقة إلى بقية أجزاء النبتة بطريقتين، وبدوره يستخدم النبات قسطًا من الطاقة في تقسيم جزيئات الماء المتوفرة في جزيئات الكلوروفيل وتحويلها إلى أكسجين وهيدروجين، أما ما تبقى من الطاقة فيستغل في تصنيع مركب ATP الضروري في تخزين الطاقة في كافة الكائنات الحية.
  • المرحلة الثانية، اتحاد مركب ATP مع الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون اتحادًا تامًّا، ويشار إلى أن هذه المرحلة لا تتطلب بالضرورة وجود تفاعلات كيميائية للضوء، ويترتب على مثل التفاعلات التي تحدث في هذه المرحلة ما يعرف بالسكريات البسيطة والجلوكوز لاستخدامها في العمليات الحيوية.


ناتج عملية البناء الضوئي

بعد الحديثِ عن عملية البناء الضوئي وما تمر بها من مراحل، فلا بد من الخروج بنتائج نهائية بعد إتمامها، وهي[٣]:

  • مركبات كربونية وسطية، تعد من أبرز نواتج عملية البناء الضوئي على الإطلاق، وينجم عنها السكريات المُعتمد عليها في تنشيط عملية الأيض والنمو وكافة العمليات الحيوية، بالإضافة إلى السكريات المستخدمة في إمداد النباتات بالطاقة، هذا ويتوفر أيضًا نوع من السكريات تتمثل وظيفتها بإنشاء مركبات من الدهون والبروتينات يستفيد منها الحيوان عند تغذيته على النباتات بطريقة مباشرة أو غير مباشرة.
  • استهلاك كم ملائم من الغذاء بعد الانتهاء من إطلاق النواتج أعلاه، إلا أن الغذاء المُعتّمد عليه غالبًا يكون مخزّنًا في الدرنات والثمار والبذور.


ردود الفعل في البناء الضوئي

تمر عملية البناء الضوئي بمرحلتين من ردود الأفعال عند البدء، وهي[١]:

  • ردود الفعل الخفيفة، وهي تلك التي تظهرها جزيئات الماء تحت تأثير مصدر الضوء وصبغة الكلوروفيل في آنٍ واحد؛ فينتج عن ردة الفعل هذه كل من الهيدروجين والأكسجين، وبالتالي يتحرر الأكسجين ويطلق في مختلف أنحاء النبتة.
  • المرحلة الكيميائية، ويشار لها أيضًا باسم المظلمة، وهي تلك المرحلة التي تنشأ على هامشِ حدوث تفاعل ثاني أكسيد الكربون مع المواد الكيميائية في البلاستيدات الخضراء؛ ومنها الريبولوز لينشأ بعدها الجلوكوز، وتلعب الإنزيمات دورًا هامًّا في تنشيط سلسلة التفاعلات المعقدة.

هذا وتلعب بعض العوامل أيضًا دورًا فعالًا في تحقيق عملية البناء الضوئي ومنها شدة الإضاءة ونسبة تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، كما تؤثر درجة الحرارة ونوعية الإنزيمات المساهمة في عملية التمثيل أيضًا.

المراجع

  1. ^ أ ب ت أسماء سعد الدين (21-11-2016)، "ما هو البناء الضوئي؟"، المرسال، اطّلع عليه بتاريخ 15-6-2019. بتصرّف.
  2. "عملية البناء الضوئي ومراحلها"، عالم من النباتات، اطّلع عليه بتاريخ 16-6-2019. بتصرّف.
  3. Alaa Ali، "أهم 3 معلومات عن عملية البناء الضوئي"، Edarabia، اطّلع عليه بتاريخ 16-6-2019. بتصرّف.