ينتج التمثيل الضوئي السكر والأكسجين. True False

يعد التمثيل الضوئي إحدى العمليات المعقدة في حياة النبات حيث أنه أساس استمرار حياته. ينتج عن عملية التمثيل الضوئي السكر والأكسجين. True False والإجابة الصحيحة هي صحيح، حيث تقوم النباتات بالعديد من التفاعلات الكيميائية التي تحدث على أوراق النباتات الخضراء، ومن خلالها تنتج المواد الغذائية، بما في ذلك الجلوكوز وغاز الأكسجين، مما يساهم في لاستمرار الحياة على الأرض.

مراحل التمثيل الضوئي

تعتبر عملية التمثيل الضوئي إحدى العمليات الأساسية التي تعتمد عليها النباتات والطحالب في إنتاج الغذاء، حيث يمر التمثيل الضوئي بعدة مراحل بطريقة منتظمة ومتتالية باستخدام الطاقة الشمسية وثاني أكسيد الكربون والماء. يمكن تفسير هذه المراحل على النحو التالي

  • امتصاص ضوء الشمس عملية امتصاص ضوء الشمس هي الخطوة الأولى في عملية التمثيل الضوئي، حيث يتم ذلك من خلال مساعدة مركبات الكلوروفيل الموجودة في أغشية الثايلاكويد في البلاستيدات الخضراء في النباتات، والتي تحول الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية عن طريق القضاء عليها. الإلكترونات الموجودة في النباتات الخضراء، يتم إطلاق الأكسجين منها، بحيث يمكن للإلكترونات أن تتحرك خلال عمليات أخرى.
  • تحويل ضوء الشمس إلى طاقة كيميائية المرحلة التي تلي امتصاص الأشعة الشمسية، تحدث عملية التحويل إلى طاقة كيميائية في المرحلة الكهروضوئية أو ما يسمى بالفاعل الضوئي، وفي هذه المرحلة يمتص الكلوروفيل الضوء داخل البلاستيدات الخضراء، وهذا ما يجعله يثير الإلكترونات التي أزيلت في الصبغة إلى مستويات الطاقة حتى يترك الكلوروفيل، ومن خلالها يعمل تكوين الإنزيم (NADPH) وجزيئات الطاقة، وإطلاق الأكسجين كمنتج ثانوي
  • إنتاج سكر الجلوكوز يتم إنتاج السكر في المرحلة المظلمة أو ما يعرف بالتفاعل المظلم، ويسمى أيضًا دورة كالفين، وفي هذه المرحلة لا يحتاج النبات إلى الضوء بل يحتاج فقط إلى الإنزيم (NADPH) وجزيئات الطاقة التي تم إنتاجها في المرحلة السابقة.

منتجات عملية التمثيل الضوئي

ينقسم التمثيل الضوئي، كما ذكرنا سابقًا، إلى عمليتين، عملية تعتمد على الضوء وعملية لا تعتمد على الضوء، ويمكن شرح مخرجات كل منهما على النحو التالي

  • عملية تعتمد على الضوء تسمى تفاعلات الضوء، وسميت بهذا الاسم لأنها تعتمد على ضوء الشمس في هذه المرحلة، حيث تتحول الطاقة الضوئية الناتجة عن ضوء الشمس إلى أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) و (NADPH)، وهذا هي إحدى المنتجات الكيميائية التي يمكن تخزينها، والتي يستخدمها النبات في المرحلة التالية من عملية التمثيل الضوئي.
  • عملية غير معتمدة على الضوء تسمى التفاعلات المظلمة، وفي هذه المرحلة يتم استنفاد جميع منتجات المرحلة الأولى (ATP) و (NADPH) حتى تكسر الروابط الكيميائية وتشكل روابط جديدة، عندما تنكسر روابط ثاني أكسيد الكربون وهذا يسمح لذرات الكربون يرتبط ببعض جزيئات الماء حتى يتشكل السكر (الجلوكوز)، ثم يتم ربط ذرات الأكسجين بذرات الهيدروجين حتى يتم تكوين الماء، ويتم إزالة ذرات الأكسجين من جزيئات الماء الأصلية في الغلاف الجوي.

العضيات الأساسية في عملية التمثيل الضوئي

تعتمد عملية التمثيل الضوئي على بعض العضيات الموجودة في النبات، بما في ذلك ما يلي

  • البلاستيدات الخضراء هي عضيات توجد في النباتات والبكتيريا، وهي عضيات تحتوي على صبغة الكلوروفيل ولها غشاء مزدوج يحتوي على عدة طيات، وهي موجودة بشكل دقيق. المبدأ الرئيسي للبلاستيدات الخضراء هو امتصاص الضوء من الشمس للاستفادة منه في عملية التمثيل الضوئي.
  • صبغة الكلوروفيل هي صبغة خضراء توجد في النباتات والطحالب وبعض أنواع البكتيريا التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي وحيث توجد أيضًا في البلاستيدات الخضراء، النوع الشائع من صبغة الكلوروفيل هو الكلوروفيل الموجود في معظم النباتات والطحالب وأنواع البكتيريا، وبعض أنواع البكتيريا عملية التمثيل الضوئي دون إنتاج الأكسجين، وتسمى هذه العملية التمثيل الضوئي غير المؤكسد، لأنها تحتوي على نوع من أصباغ الكلوروفيل تسمى بكتريكلوروفيل، وهذا الصباغ لا يستطيع إنتاج الأكسجين.

أنواع التمثيل الضوئي

يتكون التمثيل الضوئي من نوعين، ويمكن عرضهما على النحو التالي

  • التمثيل الضوئي التأكسدي هو الأكثر انتشارًا في عملية التمثيل الضوئي، حيث يخرج الأكسجين كمنتج ثانوي ويوجد في النباتات والطحالب والبكتيريا الزرقاء، حيث تنتقل الطاقة الضوئية للإلكترونات من الماء الذي تمتصه جذور النباتات إلى الكربون. ثاني أكسيد حتى ينتج الكربوهيدرات، ومن خلاله ينقص ثاني أكسيد الكربون ثاني أكسيد الكربون أو يتلقى الإلكترونات التي يتأكسد منها الماء.
  • التمثيل الضوئي غير المؤكسد يطلق عليه هذا الاسم لأنه لا يطلق الأكسجين من خلاله، ويحدث غالبًا في بعض أنواع البكتيريا مثل بكتيريا الكبريت الخضراء، والبكتيريا البنفسجية ذات التغذية الضوئية، ويستخدم التمثيل الضوئي غير المؤكسد في أن يكون مانحًا للإلكترون بخلاف الماء. وبالتالي، فإنه لا ينتج الأكسجين.

أهمية التمثيل الضوئي

التمثيل الضوئي له أهمية كبيرة لجميع الكائنات الحية، على النحو التالي

  • الحفاظ على توازن الغازات يعتبر التمثيل الضوئي أحد المصادر الرئيسية التي تساهم في توفير الأكسجين في الغلاف الجوي الذي تعيش عليه معظم الكائنات الحية. أثناء عملية التمثيل الضوئي، يمتص النبات ثاني أكسيد الكربون الذي يخرج من الحيوانات والبشر بالماء والطاقة الشمسية حتى يقوم بإعداد الطعام الذي يحتاجه، وفي المقابل يطلق الأكسجين في الغلاف الجوي حتى تستفيد منه باقي الكائنات الحية. عملية التنفس الخلوي.
  • النباتات المغذية تعتبر النبتة ذاتية التغذية بمعنى أنها تعتمد على نفسها في الحصول على غذائها، وهذا ما تحصل عليه من خلال عملية التمثيل الضوئي التي يستخدم فيها النبات الماء والطاقة الشمسية وثاني أكسيد الكربون لإنتاج الطاقة.
  • توفير الأكسجين للكائنات الحية الأخرى بالإضافة إلى أهمية التمثيل الضوئي في توفير الغذاء للنباتات، فإنه مهم أيضًا في توفير الغذاء للكائنات الحية الأخرى ؛ النباتات الخضراء هي المنتج الغذائي الرئيسي في النظام البيئي، وتعتمد جميع الكائنات الحية الأخرى عليها بشكل مباشر أو غير مباشر في غذائها. إذا توقف التمثيل الضوئي، فسوف ينخفض ​​الطعام والمواد العضوية الأخرى على الأرض.

معادلة التمثيل الضوئي

المعادلة الكيميائية التي تستخدم للتعبير عن عملية التمثيل الضوئي وهي دخول ثاني أكسيد الكربون (CO2) والماء (H2o) والضوء سواء كان الضوء الطبيعي يمثله ضوء الشمس أو الضوء الاصطناعي المشتق من الكهرباء، في وجود الكلوروفيل في النبات.

  • تتفاعل هذه المكونات مع بعضها البعض حتى تنتج الجلوكوز (C6H12O6) وهو سكر بسيط وماء (H2o) وأكسجين (O2) حسب المعادلة الكيميائية التالية
  • ثاني أكسيد الكربون + H2O + صن لايت + كلوروفيل → H2o + O2 + C6H12O6