البناء الضوئي

البناء الضوئي

عندما خلق الله عزّ وجل كوكب الأرض وجعل الإنسان الخليفة به، زوّده بما يحتاجه من أجل القدرة على الحياة والاستمراريّة، فهناك الكثير من الأمور التي اكتشفها الإنسان مع مرور الوقت، ومع تطوّر الأجهزة وتقدّم التكنولوجيا؛ حيث استطاع بفضل هذا التطوّر دراسة حياة الكائنات الحية المختلفة، ومعرفة طريقة نموّها، والعمليّات التي تحدث داخلها، وأبرز الدّراسات قامت على تحليل حياة النباتات وأهميّة وجودها على سطح الكوكب وكيفيّة نموّها وتطوّرها. لقد تمّ اكتشاف قدرة النبات على إطلاق غاز الأكسجين، وامتصاص غاز ثاني أكسيد الكربون من الجو من أجل صنع غذائه الّذي يعتمد عليه في النموّ والتطور، وهذه العمليّة تُسمّى بالبناء الضوئي، فما هي عمليّة البناء الضوئي؟ وما هي الشروط الواجب توافرها -سواء شروط داخل النبات أو في البيئة المحيطة من أجل حدوثها؟ وما هي الفائدة المترتّبة على حدوثها ؟

التركيب الضوئي                          

البِناء الضوئي (أو التمثيل أو التخليق أو التركيب الضوئي) (باللاتينية: Photosynthesis) : عملية كيميائية معقدة تحدث في خلايا البكتريا الزرقاء وفي صانعات اليخضور (الصانعات الخضراء) أو الكلوروبلاست في كل من الطحالب والنباتات العليا؛ حيث يتم فيها تحويل الطاقة الضوئية الشمسية من طاقة كهرومغناطيسية على شكل فوتونات أشعة الشمس إلى طاقة كيميائية تخزن في روابط سكر الجلوكوز وفق المعادلة التالية :

6CO₂ + 6H₂O + light + chloroplasts = C₆H₁₂O₆ + 6O₂

ومن أهم نواتج هذه المعادلة هو :

• الأكسجين ; وكل جزيئة من ثاني أكسيد الكربون تدخل في المعادلة يقابلها جزيئة من الأكسجين ناتجة من التفاعل.

• مركبات سكريات حاوية على طاقة عالية.

ورغم بساطة هذه المعادلة في وضعها السابق ولكنها تتم في خطوات معقدة، وتتم هذه المعادلة في دورتين:

• الأولى تسمى تفاعلات الضوء (بالإنجليزية: Light reactions) وهي تفاعلات تعتمد على وجود الضوء وتعمل عليه.

• الثانية تسمى تفاعلات الظلام (بالإنجليزية: Dark reactions) أو تفاعلات دورة كالفن وهي تفاعلات تعمل ليلا وفي الظلام استغلالاً للمنتجات النهارية التي أنتجت في الضوء.

وقد سميت تفاعلات الظلام باسم مكتشفها كالفن، وتعمل تفاعلات دورة كالفن في النباتات ذوات الفلقتين أو وهي مركبات ثلاثية الكربون ولذلك تسمى دورة الكربون الثلاثي. وهناك دورة هاتس سلاك (Hatch slack) وهي تعمل في النباتات ذوات الفلقة الواحدة (Monocotyledon) أو (Monocot).

عملية البناء الضوئي[عدل]

• عملية البناء الضوئي تبدأ بسقوط الضوء على مجموعة من الخلايا النباتية المتجاورة مكونة لنظام ضوئي داخل البلاستكيات الخضراء.

• عندما تسقط فوتونات الضوء على جزيئة الكلوروفيل يصطدم الفوتون بألكترون من الكترونات الكلوروفيل عندها يصبح الإلكترون في حالة تهيج ويقفز من مداره الأصلي، وهذه حالة غير ثابتة فيميل للعودة إلى مداره الأصلي (خلال جزء من الثانية) وأثناء عودته يطلق الطاقة التي اكتسبها ,يمكن أن تنطلق طاقة الالكترون على شكل حرارة أو ضوء أو فلورة، اما في التمثيل الضوئي فإنها تعمل على تسيير تفاعل كيميائي.

ـ الطاقة الكيميائية تختزن في المركبات العضوية الغنية بالطاقة خاصة الادينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) ; ويتم ذلك بوجود (ADP) والفوسفات كما في المعادلة : ADP + P + Energy = ATP

ـ تنتقل بعض هذه الطاقة الإلكترونية عبر جزيئات (+NADP) منخفضة الطاقة ليعطي (NADPH) مرتفع الطاقة وبذلك يتكون مركبان مرتفعا الطاقة هما (ATP) و(NADPH).

• حيث NADP تمثل " ثنائى فوسفات اميد النيكوتين ثنائىالنيوكليوتيد "

• و ATP تمثل "ادينوسين ثلاثي الفوسفات"

ـ يستغل جزء من الطاقة الضوئية المنتقلة من الالكترونات في شطر جزيئات الماء (H2O) إلى ايونات الهيدروجين وأيونات الأكسجين.

ـ يدخل أيون الهيدروجين في العمليات الحيوية التالية، وينطلق الأكسجين

ـ ولذلك فإن مصدر الأكسجين الناتج في عملية البناء الضوئي ناتج من الماء المشطور، أي أنه أكسجين الماء بعد نزع الهيدروجين منه،

ـ حيث أننا نتنفس أكسجين الماء، وتتنفسه الكائنات الحية هوائية التنفس (Aerobic respiration) علاوة على وظائف الماء الحيوية الأخرى في أجسام الكائنات الحية.

العوامل التي تؤثر في التمثيل الضوئي[عدل]

يتأثر معدل البناء الضوئي بعوامل عديدة، داخلية تتعلق بالنبات وخارجية تتعلق بالبيئة.

العوامل الداخلية:

• تركيب الورقة : ويشمل سمك القشرة والبشرة، وجود الأوبار على سطحها، تركيب النسيج المتوسط، موضع الجسيمات في الخلايا ,حجم المسام وتوزعها.

• نواتج التمثيل الضوئي : عندما يزداد تركيز نواتج التمثيل الضوئي في الخلايا الخضراء يقل معدل العملية وبخاصة إذا كان انتقال تلك النواتج بطيئا.

• حالة المادة الحية البروتوبلازم والانزيمات وبخاصة جفاف البروتوبلاسم واضطراب عمل الانزيمات.

العوامل الخارجية:

• تشمل العوامل الخارجية : الحرارة، الضوء وشدته، تركيز ثنائي أكسيد الكربون، الماء، العناصر المعدنية. وكل عامل يؤثر بعملية التمثيل الضوئي ويتأثر بالعوامل الأخرى.

•  

• شروط حصول عمليّة البناء الضوئي 

• غاز ثاني أكسيد الكربون. الماء. وجود أشعّة الشمس. وجود صبغة الكلوروفيل الخضراء الموجودة في البلاستيداتالخضراء الموجودة في النباتات. تقوم صبغة الكلوروفيل -وهي عبارة عن مواد عضويّة- بامتصاص الطاقة الضوئيّة من أشعة الشمس، ثمّ تقوم بتحويلها الى طاقة كيميائيّة، ثمّ يتم تثبيت غاز ثاني أكسيد الكربون في داخل البلاستيداتالخضراء، ولا حاجة لضوء الشمس في هذه المرحلة، وتنتج منها مواد سكريّة، وتصاعد غاز الأكسجين، وخروج جزيئات الماء. نواتج عملية البناء الضوئي: تصاعد غاز الأكسجين. الماء. الجلوكوز(بديل السكر)

عمليات دورة كالفن[عدل]

دورة كالفن هي إحدى الدورات الحيوية المهمة في عملية تثبيت الطاقة خاصة في النباتات ذوات الفلقتين (Dicot plants) وفيها يتم تثبيت الكربون الموجود في ثاني أكسيد الكربون لتكوين أول مركب كربوهيدرات يثابت يمكن فصله يسمى 3-فوسفوغليسيرات.

ـ وفيها يتم استغلال الطاقة سابقة التخزين في التفاعلات الضوئية في عملات الطاقة من جزيئات (ATP) و(NADPH).

ـ يبدأ ذلك باتحاد ثاني أكسيد الكربون (CO2) مع ريب وليز ثنائي فوسفات وإنتاج مركب وسطي يتفكك تلقائيا إلى جزيئتي حمض فوسفوغليسيرك ويتوسط هذه الخطوة أنزيم ريبي ولوز ثنائي الفوسفات كاربوك سيلاز.

ـ يمكن استخدام (PGAL) لتخليق الجزيئات العضوية مثل الجلوكوز (Glucose) ويتحول (NADPH) إلى (NADP+).

ـ كما يتحول (ATP) إلى (ADP).

ـ وبذلك تخزن الطاقة الضوئية في الروابط الكيميائية بين ذرات المركبات الكربوهيدراتية الناتجة، ويثبت الكربون الموجود في ثاني أكسيد الكربون الجوي، كما يثبت الهيدروجين الموجود في الماء، وفي النهاية يتكون الجلوكوز (Glucose) الذي ينتقل إلى دورات تحرير الطاقة لتعاد دورة العناصر والمركبات والطاقة من جديد.

ـ أهم شيء في هذه الدورات هو تثبيت ثاني أكسيد الكربون لتكوين الجلوكوز، وهذه العملية تتم في عمليات معقدة يمكن تيسيرها فيما يلي.

ـ تتفاعل كل ست جزيئات من ريبولوز-5،1-مضاعف فوسفات (RUBP) مع ست جزيئات من ثاني أكسيد الكربون (CO2) وست جزيئات من الماء (H2O) لتكوين 12 جزيء (PGA) وبذلك يثبت الكربون.

ـ تستغل طاقة (12) جزيء (ATP) والكترونات وهيدروجينيات (12) جزيء NADPH2 لتحويل (12) جزيء من (PGA) إلى (12) جزيء (PGALs).

ـ تستغل طاقة (6) جزيئات (ATP) لإعادة ترتيب (10) جزيئات (PGALs) ليتكون (6) جزيئات (RUBPs)، وبذلك تتم دورة واحدة من دورات كالفن (أي دورة تثبيت الكربون الثلاثي).

ـ وبذلك تتم أهم عملية على سطح الكرة الأرضية وهي عملية تكوين المواد الكربوهيدراتية من ثاني أكسيد الكربون والماء وتخزن الطاقة الشمسية في الروابط الكيميائية في تلك المواد الكربوهيدراتية وينطلق الأكسجين إلى الجو بعملية التمثيل الضوئي.

ـ بعد ذلك يحول النبات المواد الكربوهيدراتية إلى مواد دهنية، ومواد بروتينية، والمركبات النباتية الأخرى.

ـ يتغذى الحيوان والكائنات الحية الدقيقة الفطرية والبكتيريا على المنتجات النباتية.

ـ ويتغذى الإنسان على المنتجات النباتية والمنتجات الحيوانية، ومنتجات الكائنات الحية الدقيقة الصالحة للأكل البشري.

وهذه أضخم عملية في الطبيعة حيث أنها أنتجت كل كربوهيدرات ودهون ونفط وفحم العالم. إضافة إلى ذلك، تنتج هذه العملية الأكسجين وتستهلك ثاني أكسيد الكربون الذي يعد أحد الغازات المسببة للاحتباس الحراري.

طرق التمثيل الضوئي[عدل]

• تمثيل ضوئي ثلاثي الكربون

• تمثيل ضوئي رباعي الكربون: ويسمى أيضاً مسار «هاش ـ سلاك» نسبة لمكتشفي هذه النوع من التمثيل الضوئي.

• أيض الحمض العصاري.

أهمية البناء الضوئي[عدل]

عملية البناء الضوئي ظاهرة بيولوجية هامة تؤثر في حياة جميع المخلوقات الحية، وهي المصدر الرئيسي لتكوين الأوكسجين، كما تستعمل نواتج البناء الضوئي المباشرة في تصنيع مركبات عضوية أخرى تدخل في تكوين الأحماض النووية، والدهنيات، والبروتينات، والهرمونات، وغيرها.

الحيوانات المنقرضة 

المقدمة :.

الحيوانات المفترسة :

تطارد وتفترس الحيوانات الأخرى الأقل قوة وحجما وهذه الحيوانات المفترسة من آكلة اللحوم لذلك فهي بحاجة طوال الوقت للقتل من أجل البقاء وتناول اللحوم .

وكما ان الحيوانات المفترسة تتغذى على الحيوانات العشبية وتتغذى في بعض الأحيان على الحيوانات المفترسة من اجل البقاء . 

ويمكن أن تجدها في المناخات الصحراوية والقطبية والغابات الممطرة وقمم الجبال والوديان والمحيطات فهي تلعب دور هام بالنظام البيئي . 

وكما أن لديها أسلحة للقتال خاصة فيها : الأسنان ، المخالب الحادة ، الأنياب القوية وهي تعتمد على حواسها التي تساعدها في الوصول للفريسة وتعتمد ايضا على اساليب ذكية لصيد فرائسها مثل : التمويه ، التسلل بخفة ، الاعتماد على السرعة الكبيرة مثل الفهد الصياد ( اسرع حيوان في العالم)

ويوجد العديد من انواع الحيوانات المفترسة الموجودة في العالم ستقدم  لكن زميلاتي بعض المعلومات عن اشهر تلك الحيوانات المفترسة ...

الاسد الافريقي ؛

على قمة الحيوانات المفترسة ويحتاج الى 15 رطل من اللحوم يوميا ويقضي معظم وقته في المطاردات الليلة في معظم الاحيان والاسود لا 

تصاد البشر عادةً على الرغم من انها تقوم ذلك في الماضي 

التمساح الاسترالي ؛

تعيش معظم تلك التماسيح في شمال استراليا

وأجزاء اخرى من جنوب شرق اسيا ويتحاج التمساح الاسترالي الى 30 عام ليصل الى حجمه الكامل وتعتبر التماسيح الاسترالية من الحيوانات المفترسة للغاية وتميل اللي مهاجمة البشر بمجرد دخولها اراضيها 

التنين كومودور 

وهو من انواع السحالي الكبيرة التي توجد في الجزر الاندونيسية وهو يقوم بافتراس جميع انواع  الطيور وجاموس المياه وحتى جثث البشر في المقابر المهجورة ، من الجيد انها تأكل مرة واحده بالشهر

الأستاذة / وجدان السعيد