التركيب الضوئي وأهميته للنبات ونتائجه وكل ما يتعلق به بشكل علمي مفصل

البِناء الضوئي او التخليق الضوئي وهي عملية كيميائية معقدة تحدث في النباتات الخضراء وخاصة  تحدث في خلايا البكتريا الزرقاء وفي صانعات اليخضور وهي متواجده في النباتات الخضراء) أو الكلوروبلاست في كل من الطحالب والنباتات العليا حيث تقوم الكلوروبلاست دورا مهما في عملية التمثيل الضوئي حيث يتم فيها تحويل الطاقة الضوئية  الشمسية من طاقة كهرومغناطيسية على شكل فوتونات أشعة الشمس والتي بدورها يتم تحويلها إلى طاقة كيميائية تخزن في روابط سكر الجلوكوز والتي يتم استخدامها في العمليات الحيوية اللازمة لنمو النبات .

نتائج التركيب الضوئي.

يتمثل التركيب الضوئي في المعادلة التالية حيث يدخل كلا من الماء والاكسجين والضوء والكلوروفيل الهام جدا لعملية البناء الضوئي والمعادلة كالتالي:

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

ومن أهم نواتج هذه المعادلة هو :

الأكسجين ;  حيث ان كل ذره ثاتي اكسيد الكربون في المعادله تقابلها ذرة اكسجين وتكون ناتجة من التفاعل.
مركبات سكريات تحتوى على نسب كبيرة وهي التي تمد النبات بالطاقة فيما بعد.

التركيب الضوئي ومراحله.

ورغم بساطة هذه المعادلة في  تشكيلها ومدخلاتها ومخرجاتها إلى أنها تعد عملية معقدة وتتكون المعادلة من دورتين :

الأولى تسمى بـ التفاعلات الضوئية وهي التي تتم بين النبات والضوء وهي تعد أولى التفاعلات التامة في العملية .

الثانية تسمى تفاعلات دورة كلفن او التي يطلق عليها بالمفهوم العام التفاعلات الليليه هي تفاعلات تنشأ خلال فترة الليل مستغلة الطاقة التي تم أخذها  في فترات النهار وليس شرط ان تقوم تلك التفاعلات في الليل فقط ولكن في فترات غياب الضوء عن الشمس ويتم فيها استغلال المنتجات الناتجه من التركيب الضوئي في فترة الصباح.

وقد سميت تفاعلات الظلام باسم دورة كالفن وذلك نسبة إلى مكتشفها العالم  كالفن، وتعمل تفاعلات الليلية او كما تسمى تفاعلات دورة كالفن في النباتات ذوات الفلقتين أو وهي مركبات ثلاثية الكربون .

عملية البناء الضوئي وتفاصيلها.

تبدأ عملية التركيب الضوئي عندما يسقط الضوء على مجموعة الخلايا النباتية المجتمع وتبدأ عملية التركيب الضوئي في البلاستيدات الخضراء.

وذلك عندما  يصطدم الفوتون بألكترون من الكترونات الكلوروفيل وتقوم تلك العملية عندما  تسقط فوتونات الضوء على جزيئة الكلوروفيل وبذلك يصبح الإلكترون في حالة تهيج ويقفز من مداره الأصلي وهنا تبدأ اولى عمليات التركيب الضوئي ولكن الإلكترون لا يبقى في هذه الحالة بل يرجع مره أخرى إلى حالة الاستقرار والى مداره الاصلي وتتم هذه العملية  (خلال جزء من الثانية) وأثناء عملية عودة الإلكترون إلى حالة الاستقرار والى مداره الاصلي يطلق للإلكترون الطاقة التي كان قد اكتسبها على شكل حرارة أو ضوء أو فلورة وفي حالة التركيب الضوئي تعمل تلك الطاقة على تسيير التفاعلات الكيميائية.

ـ ويتم اختزان الطاقة الكيميائية المنطلقة في المركبات العضوية وتكون تلك  الطاقة خاصة الادينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) ; وتتم تلك العملية بوجود(ADP) والفوسفات كما في المعادلة : ADP + P + Energy = ATP حيث أنهم عناصر هامة لتلك التفاعلات.

ـ ويتم نقل تلك الطاقة الالكترونيه المتولدة عن طريق جزيئات (+NADP) منخفضة الطاقة ينتج عنه(NADPH) مرتفع الطاقة وبذلك يتكون من تلك التفاعلات مركبان مرتفعان الطاقة هما (ATP) و(NADPH).

حيث NADP تمثل ” ثنائى فوسفات اميد النيكوتين ثنائي النيوكليوتيد “
و ATP تمثل “أدينوسين ثلاثي الفوسفات”
ـ يتم استغلال جزء من الطاقة المتولدة في التفاعلات بغرض شطر جزيئات الماء (H2O) إلى أيونات الهيدروجين وأيونات الأكسجين.

ـ وفي العمليات الحيويه يدخل ايون الهيدروجين وينتج عنها ايون الاكسجين.

ـ الاكسجين الناتج في عملية التركيب الضوئي يكون ناتج عن شطر جزيئات الماء أي أنه أكسجين الماء بعد نزع الهيدروجين منه وجزي الماء بكون متمثل في H2O حيث ان الاكسجبن الموجود في شطر الماء هام للعمليات الحيوية ليس فقط في النباتات ولكنه لجميع الكائنات الحية لإتمام جميع العمليات الحيوية داخل أجسامهم .

العوامل التي تؤثر في التركيب الضوئي.

يتأثر التركيب الضوئي بعاملين مهمين داخلي وهو المتعلق داخل النباتات والخارجي وهو المتعلق بالبيئة المحيطة بالنباتات.

التأثير الداخلي في التركيب الضوئي.

• تركيب الورقة :   وجود الأوبار على سطح النباتات ويشمل البشره وسمك القشرة أي الشكل الخارجي للنبات وتركيب النسيج المتوسط موضع الجسيمات في الخلايا.
• حجم المسام وتوزعها في الخلايا.

نتاج التركيب الضوئي.

• يقل معدل العمليه عند زيادة معدل التركيز الضوئي وخاصة في عملية انتقال النواتج البطئ .
• حالة المادة الحية الموجودة به وهي البروتوبلازم المادة الحية البروتوبلازم والانزيمات وخصوصا جفاف البروتوبلازم واضطراب عمل الإنزيمات.

التركيب الضوئي والعامل الخارجي.

تشمل العوامل الخارجية :  شدة الضوء وقوته ، مدى تركيز ثاني اكسيد الكربون فالجو درجة الحرارة،  الماء، العناصر المعدنية. وكل عامل يؤثر بعملية التمثيل الضوئي ويتأثر بالعوامل الأخرى الخارجيه او بالمحيط الخارجي للنبات.