الآلية التي تتم بها عملية “البناء الضوئي” التي تحدث داخل النبات ومدى أهميتها في الحياة

2011 تجارب علمية بيئتنا

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

عملية البناء الضوئي النبات أهمية البناء الضوئي النباتات والزراعة الزراعة

تصنع النباتات غذاءها الخاص بها باستخدام الطاقة الموجودة في ضوء الشمس من خلال عملية تسمى «البناء الضوئي».

تشكل النباتات نقطة البداية في معظم السلاسل الغذائية على الكرة الأرضية، فلولا النبات لانعدم وجود معظم المخلوقات الحية.

تشكل النباتات جزءاً بالغ الأهمية في كل نظام بيئي تقريباً. بينما تستمد الحيوانات طاقتها عن طريق التهام غيرها من الحيوانات أو النباتات، فإن النباتات تحصل على طاقتها مباشرة من الشمس.

 

تقوم النباتات من خلال استخدام الطاقة من ضوء الشمس ببناء مركّبات غنية بالطاقة تسمى الكربوهيدرات من الماء والمعادن وغاز ثاني أكسيد الكربون. يُطلق على هذه العملية مصطلح البناء أو التركيب الضوئي.

تشكل هذه المركبات الكربوهيدراتية، التي تحتوي على السكريات والنشويات، الاحتياطي الغذائي للنبات، كما أنها من المواد الغذائية للعديد من الحيوانات وللإنسان أيضاً.

 

تبدأ السلسلة الغذائية في معظم النظم البيئية بالنباتات، كما تبدأ السلسلة الغذائية في البحار بما يشبه نباتات صغيرة جداً وهي الطحالب والعوالق.

ولولا وجود النباتات والطحالب والبناء الضوئي لما توافر غاز الأكسجين في الغلاف الجوي للأرض. تحتاج معظم الكائنات على الأرض إلى الأكسجين من أجل البقاء، وهذا الأكسجين تطرحه النباتات والطحالب كمنتج ثانوي في عملية البناء الضوئي.  

 

البناء الضوئي

يحصل البناء الضوئي (أو التركيب الضوئي) في أوراق النبات. تحتوي أوراق النباتات على مادة خضراء تدعى الكلوروفيل (اليخضور)، وهي تقوم باحتجاز ضوء الشمس الذي تحتاجه لصنع الكربوهيدرات.

إن الخلايا الموجودة في أوراق النبات مرتبة بطريقة تجعل أكبر ما يمكن من مساحة سطحها تتعرّض للشمس، كما أن الأوراق رقيقة كي تتمكن الغازات والمواد الأخرى من اختراقها بسهولة.

تسمى الطبقة العليا من الورقة «الطبقة الأدمية»، وهي عبارة عن طبقة واحدة من الخلايا التي تغطي الورقة مثل الجلد.

 

إن خلايا «أدمة» الورقة عادة ما تكون شفافة كي تسمح لضوء الشمس بالعبور من خلالها. تحمي «الأدمة» الخلايا الموجودة داخل الورقة وتساعد على جعل الورقة مقاومة للماء.

ويوجد في أسفل الأدمة طبقة من الخلايا اسمها الخلايا السياجية (البلاستيدات)، والتي تكون متراصّة مع بعضها من أجل استقبال أكثر ما يمكن من الضوء.

تحتوي هذه الخلايا على تراكيب ميكروسكوبية (مجهرية أو صغيرة جداً) تُعرف باسم «البلاستيدات الخضـراء» والتي تحوي أيضاً صبغيات الكلوروفيل.

 

والكلوروفيل (أو اليخضور) هو عبارة عن جزيء يمتص الطاقة من الضوء ويعكس أيضاً الضوء ذا الطول الموجي الأخضر، وهو السبب الذي يُكسِب العديد من النباتات لونها الأخضـر.

تحتاج النباتات إلى الأكسجين، كما تحتاجه الحيوانات، لتحرير الطاقة من غذائها. تأخذ النباتات الأكسجين ليلاً وتطرح ثاني أكسيد الكربون، ثم تبدأ عملية البناء الضوئي عند طلوع الشمس.

تأخذ النباتات أثناء النهار ثاني أكسيد الكربون والماء وضوء الشمس، وتستخدم الطاقة من ضوء الشمس لفصل جزيئات الماء إلى هيدروجين وأكسجين وتفصل أيضاً ثاني أكسيد الكربون إلى كربون وأكسجين.

 

يجتمع بعدها الكربون والهيدروجين وقليل من الأكسجين لصنع نوع من السكر يسمى الغلوكوز، ويُطرح ما تبقى من الأكسجين في الهواء (انظر الشكل أعلاه).

يتنقل الغلوكوز في أنحاء النبتة، حيث يُستخدم بعضه كطاقة ولمساعدة النبات على النمو، أما الغلوكوز غير المستخدم فيرتبط ببعضه ليكوّن النشويات التي يخزنها النبات للاستعمال لاحقاً.

 

صنع السكريات

تستخدم النباتات الطاقة من ضوء الشمس لصنع السكريات في عملية يطلق عليها اسم البناء الضوئي.

يوجد داخل الخلايا السياجيِّة (البلاستيدات الخضـراء) المتراصّة مع بعضها في أوراق النبتة بُنى أو تراكيب تسمى «البلاستيدات الخضـراء»، حيث تتم عملية البناء الضوئي.

تحوي «البلاستيدات الخضـراء» مادة صبغية خضـراء تسمى الكلوروفيل (أو اليخضور).

يقوم الكلوروفيل باحتجاز طاقة الشمس التي يستخدمها النبات في صنع جزيئات الغلوكوز من الماء وثاني أكسيد الكربون، في حين يتم طرح الأكسجين كمنتج ثانوي، أما الغلوكوز فيؤمّن الطاقة اللازمة للنبات.

 

زهرة عبّاد الشمس

تدور زهرة عبّاد الشمس (إلى الأسفل)، مثل نباتات أخرى كثيرة، خلال النهار لتلحق بتقدّم الشمس في السماء، ما يسمح لها بالاستفادة القصوى من ضوء الشمس.

تنمو أزهار عبّاد الشمس غالباً بالقرب من بعضها البعض، لكنها تنمو أيضاً لتصبح طويلة من أجل رفع أوراقها عالياً بعيداً عن غيرها من زهور عبّاد الشمس الأخرى.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]