تخزن بعض الطاقة الضوئية

تخزن بعض الطاقة الضوئية

تخزن بعض الطاقة الضوئية في صورة طاقة كيميائيَّة في عملية البناء الضوئي في جزيئات السّكر.

 أو كما يُعرف أيضًا بروابط جزئ الجلوكوز، فعملية البناء الضوئي واحدة من العمليات الحيويَّة التي تقوم بها النباتات الخضراء وبعضًا من البكتيريا، عن طريق دخول غاز ثاني أكسيد الكربون مع الطاقة الضوئيَّة لتتحوّل إلى طاقة كيميائيّة في صورة جلوكوز.

إذ تعتمد النباتات الخضراء على جزيئات السّكر أو الجلوكوز ليكون مصدرها للغذاء، فهو بمثابة طاقة تُساعدها في النمو، إلى جانب ذلك تُخزّن جزيئات الجلوكوز المُتبقية في جذور النبات وأوراقه لاستخدامها لاحقًا.

ينتج من عملية البناء الضوئي

• غاز الأكسجين.
• جلوكوز.

يلزم للقيام بعملية البناء الضوئي ثاني أكسيد الكربون وماء، حيثُ يتخلل ثاني أكسيد الكربون عبر ثغور الأوراق في النبات، وتنتقل جزيئات الماء من الجذور لأعلى، لتتحوّل تلك الطاقة الضوئية مع الماء وثاني أكسيد الكربون، لطاقة كيميائية تتمثّل في جزيئات السّكر “الجلوكوز” وغاز الأكسجين كمُنتج ثانوي.

ولكن في بعض أنواع البكتيريا لا يَنتُج عن عملية البناء الضوئي غاز الأكسجين كما في النباتات الخضراء، إذ تُعرف تلك البكتيريا باسم “بكتيريا البناء الضوئي الغير مؤكسد”، أمّا أنواعها التي يَنتُج عنها غاز الأكسجين تُعرف باسم بكتيريا البناء الضوئي المؤكسدة.[1]

ماهو الجزء الذي يقوم بعملية البناء الضوئي في النبات

البلاستيدات الخضراء.

تُعد البلاستيدات الخضراء وما تحمله من صبغ الكلوروفيل الجزء الذي يقوم بعملية البناء الضوئي في النباتات الخضراء، فهناك العديد من الأصباغ المسؤولة عن امتصاص ضوء الشمس، كما أنًّ هناك بعض الأصباغ التي تمتلك أطوال موجيَّة متنوعة من الضوء.

ولكن يُصنف الكلوروفيل بأنّه الصبغ الرئيسي المسؤول عن حدوث وإتمام عملية البناء الضوئي، كونه يمتص الضوء الأحمر والأزرق، بالتّالي يستطيع الكلوروفيل امتصاص ضوء الشّمس بسهولة، والجدير ذكره أنَّ الكلوروفيل صبغ يتواجد بالبلاستيدات الخضراء والتي تكون مُحاطة بغشاءٍ مزدوج وداخليًا بغشاء “الثايلاكويد” الذي يكون حاملاً للكلوروفيل.[2]

يستخدم في عملية البناء الضوئي

ثاني أكسيد الكربون.

لا تكتمل عملية البناء أو التمثيل الضوئي دون تواجد غاز ثاني أكسيد الكربون، إذ تحدث العملية في ظلّ وجود أشعة الشمس، مع غاز ثاني أكسيد الكربون وماء، حيثُ يتغلغل الغاز إلى النبات عبر الثغور الدقيقة للغاية المنتشرة على أوراق النبات.[1]

مثال على تحول الطاقة الضوئية الى كيميائية

عملية البناء الضوئي.

تُعتبر عملية البناء الضوئي مثال واضح على تحول الطاقة الضوئيَّة إلى طاقة كيميائيَّة، حيثُ يستمد النبات الطاقة الضوئية من الشمس لإعداد طعامها في شكل كربوهيدرات وجلوكوز، وذلك بعد تحول الطاقة الضوئيَّة إلى طاقة كيميائيَّة، مع العلم أنَّ هذه العملية لا تتم إلا في النباتات الخضراء حيثُ الكلوروفيل داخل البلاستيدات الخضراء، المسؤول عن حدوث البناء الضوئي.[3]

كيف تتم عملية التركيب الضوئي عند النباتات الخضراء

• دخول ثاني أكسيد الكربون.
• تفاعل الهيدروجين.
• دور الأصباغ.

دخول ثاني أكسيد الكربون: تبدأ عملية البناء الضوئي بتغلغل غاز ثاني أكسيد الكربون إلى النبات عبر ثغور الأوراق، من ثمَّ تنتقل جزيئات الماء من الجذر وصولاً إلى الأوراق وذلك بواسطة أوعية نسيج الخشب.

ويأتي بعدها دور البلاستيدات الخضراء وما تحمله من كلوروفيل لامتصاص ضوء الشّمس، لتنقسم بعدها جزيئات الماء إلى “أكسجين وهيدروجين”.

تفاعل الهيدروجين: بمجرّد انقسام جزيئات الماء إلى أكسجين وهيدروجين، يتفاعل غاز الهيدروجين مع ثاني أكسيد الكربون لينتُج عنهم جزئ الجلوكوز، مع طرد غاز الأكسجين في الهواء كمُنتج ثانوي من خلال ثغور الأوراق.

ويُعتبر الجلوكوز “جزيئات السّكر” مصدر النبات من الغذاء، حيثُ يساعده على التطوّر والنمو، ويتم الاحتفاظ ببقية الجلوكوز في جذور النبات والأوراق ليستخدمها النبات فيما بعد.

دور الأصباغ: تعمل الأصباغ في النبات على امتصاص الطاقة الضوئيَّة، مع عكس الضوء الغير المُمتص، ويُعد صبغ الكلوروفيل الصبغ الأساسي المسؤول عن حدوث عملية البناء الضوئيّ.

 مع العلم أنَّ كافة أنواع النباتات الخضراء تحمل كلاً من “كلوروفيل أ – كلوروفيل ب – كاروتينات” حيثُ يتواجد ذلك في البلاستيدات الخضراء، ولعلَّ الكلوروفيل من النوع “أ” هو الصبغ الرئيسي لامتصاص الضوء.[1]

معادلة البناء الضوئي

• 6CO 2 + 6H 2 O -> C 6 H 12 O 6 + 6O 2

تمثّل معادلة البناء الضوئي اتّحاد جزيئات الماء مع غاز ثاني أكسيد الكربون، في ظل وجود أشعة الشمس “الطاقة الضوئيَّة”، لينتُج عنها سلسلة من التفاعلات الكيميائيّة، ويخرج من المعادلة غاز الأكسجين كمنتج ثانويّ، وجلوكوز يُخزّن في خلايا النبات.[1]

أهمية البناء الضوئي

كما ذكرنا آنفًا أنَّ عملية التمثيل أو البناء الضوئيّ عملية تقوم بها النباتات الخضراء، لتحصيل غذائها بشكلٍ ذاتيّ، وتحدث تلك العملية في ظل وجود ثاني أكسيد الكربون، والماء وضوء الشمس، بهدف إنتاج الجلوكوز وهو مصدر غذاء النباتات الخضراء من هذا التفاعل، وتنعكس أهمية البناء الضوئي في الآتي:

•  تساعد عملية البناء الضوئيّ في زيادة وتحسين إنتاج المحاصيل الزراعيَّة.
• ضمان وجود غاز الأكسجين في الغلاف الجويّ، والذي تعتمد عليه جميع الكائنات الحية.
• الحفاظ على مستويات غاز الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في الجو.[4]