الامارات 7 - تعريف التمثيل الضوئي:
التمثيل الضوئي هو عملية تستخدمها النباتات والطحالب وبعض الكائنات الدقيقة لإنتاج غذائها عن طريق تحويل الطاقة الضوئية من الشمس إلى طاقة كيميائية. تعتمد هذه العملية على استخدام طاقة الشمس لتحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى مركبات عضوية مثل جزيئات السكر والأكسجين.
متطلبات عملية التمثيل الضوئي:
تحتاج النباتات إلى العناصر التالية لصنع غذائها:
الماء: تمتص جذور النباتات الماء، الذي ينتقل عبر الأوعية في الساق إلى الأوراق.
الضوء: تمتص النباتات ضوء الشمس من خلال الكلوروفيل، وهو صبغة خضراء موجودة في الأوراق.
ثاني أكسيد الكربون: يدخل ثاني أكسيد الكربون إلى النباتات من خلال ثغور صغيرة في الأوراق.
مكان حدوث عملية التمثيل الضوئي:
تحدث عملية التمثيل الضوئي في أوراق النباتات، حيث تحتوي هذه الأوراق على خلايا تحتوي على بلاستيدات خضراء. تحتوي هذه البلاستيدات على الكلوروفيل الذي يمتص طاقة الشمس ويستخدمها لتفكيك جزيئات الماء إلى هيدروجين وأكسجين. يتم إطلاق الأكسجين إلى الغلاف الجوي، بينما يستخدم النبات الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون لتكوين الجلوكوز.
مراحل التمثيل الضوئي:
تمر عملية التمثيل الضوئي بمرحلتين رئيسيتين:
التفاعلات المعتمدة على الضوء: تحدث هذه التفاعلات في غشاء الثايلاكويد للبلاستيدات الخضراء عند توافر الضوء. يتم فيها تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية، ويتم استخدام الماء لتوفير الإلكترونات وأيونات الهيدروجين، مما ينتج الأكسجين. تستخدم الإلكترونات وأيونات الهيدروجين لتكوين ATP وNADPH.
دورة كالفين: تحدث هذه الدورة في البلاستيدات الخضراء ويمكن أن تحدث بدون ضوء، لكنها تحتاج إلى ATP وNADPH الناتجين من المرحلة الأولى. يتم استخدام ثاني أكسيد الكربون والطاقة من ATP وNADPH لتكوين الجلوكوز.
نواتج عملية التمثيل الضوئي:
تنتج عملية التمثيل الضوئي غذاءً وأكسجينًا. جميع الطاقة اللازمة لنمو الكائنات الحية والنشاطات تأتي من تناول الطعام المستمد من النباتات والحيوانات. تحصل الحيوانات على الطاقة من تناول النباتات، بينما تستمد النباتات الطاقة من الجلوكوز الناتج عن التمثيل الضوئي.
معادلة التمثيل الضوئي:
تتفاعل الطاقة الضوئية مع ثاني أكسيد الكربون والماء لإنتاج الجلوكوز والأكسجين، ويمكن كتابة المعادلة الكيميائية كالتالي:
ثاني أكسيد الكربون + ماء + ضوء الشمس
→
الجلوكوز + أكسجين
ثاني أكسيد الكربون + ماء + ضوء الشمس→الجلوكوز + أكسجين
أهمية عملية التمثيل الضوئي:
تتجلى أهمية عملية التمثيل الضوئي في النقاط التالية:
تُعد المصدر الرئيسي للأكسجين في الغلاف الجوي.
تساهم في دورة الكربون بين الأرض والمحيطات والنباتات والحيوانات.
تلعب دورًا في العلاقة التكافلية بين النباتات والبشر والحيوانات.
تنتج الطاقة الأولية لمعظم الأشجار.
التمثيل الضوئي هو عملية تستخدمها النباتات والطحالب وبعض الكائنات الدقيقة لإنتاج غذائها عن طريق تحويل الطاقة الضوئية من الشمس إلى طاقة كيميائية. تعتمد هذه العملية على استخدام طاقة الشمس لتحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى مركبات عضوية مثل جزيئات السكر والأكسجين.
متطلبات عملية التمثيل الضوئي:
تحتاج النباتات إلى العناصر التالية لصنع غذائها:
الماء: تمتص جذور النباتات الماء، الذي ينتقل عبر الأوعية في الساق إلى الأوراق.
الضوء: تمتص النباتات ضوء الشمس من خلال الكلوروفيل، وهو صبغة خضراء موجودة في الأوراق.
ثاني أكسيد الكربون: يدخل ثاني أكسيد الكربون إلى النباتات من خلال ثغور صغيرة في الأوراق.
مكان حدوث عملية التمثيل الضوئي:
تحدث عملية التمثيل الضوئي في أوراق النباتات، حيث تحتوي هذه الأوراق على خلايا تحتوي على بلاستيدات خضراء. تحتوي هذه البلاستيدات على الكلوروفيل الذي يمتص طاقة الشمس ويستخدمها لتفكيك جزيئات الماء إلى هيدروجين وأكسجين. يتم إطلاق الأكسجين إلى الغلاف الجوي، بينما يستخدم النبات الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون لتكوين الجلوكوز.
مراحل التمثيل الضوئي:
تمر عملية التمثيل الضوئي بمرحلتين رئيسيتين:
التفاعلات المعتمدة على الضوء: تحدث هذه التفاعلات في غشاء الثايلاكويد للبلاستيدات الخضراء عند توافر الضوء. يتم فيها تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية، ويتم استخدام الماء لتوفير الإلكترونات وأيونات الهيدروجين، مما ينتج الأكسجين. تستخدم الإلكترونات وأيونات الهيدروجين لتكوين ATP وNADPH.
دورة كالفين: تحدث هذه الدورة في البلاستيدات الخضراء ويمكن أن تحدث بدون ضوء، لكنها تحتاج إلى ATP وNADPH الناتجين من المرحلة الأولى. يتم استخدام ثاني أكسيد الكربون والطاقة من ATP وNADPH لتكوين الجلوكوز.
نواتج عملية التمثيل الضوئي:
تنتج عملية التمثيل الضوئي غذاءً وأكسجينًا. جميع الطاقة اللازمة لنمو الكائنات الحية والنشاطات تأتي من تناول الطعام المستمد من النباتات والحيوانات. تحصل الحيوانات على الطاقة من تناول النباتات، بينما تستمد النباتات الطاقة من الجلوكوز الناتج عن التمثيل الضوئي.
معادلة التمثيل الضوئي:
تتفاعل الطاقة الضوئية مع ثاني أكسيد الكربون والماء لإنتاج الجلوكوز والأكسجين، ويمكن كتابة المعادلة الكيميائية كالتالي:
ثاني أكسيد الكربون + ماء + ضوء الشمس
→
الجلوكوز + أكسجين
ثاني أكسيد الكربون + ماء + ضوء الشمس→الجلوكوز + أكسجين
أهمية عملية التمثيل الضوئي:
تتجلى أهمية عملية التمثيل الضوئي في النقاط التالية:
تُعد المصدر الرئيسي للأكسجين في الغلاف الجوي.
تساهم في دورة الكربون بين الأرض والمحيطات والنباتات والحيوانات.
تلعب دورًا في العلاقة التكافلية بين النباتات والبشر والحيوانات.
تنتج الطاقة الأولية لمعظم الأشجار.