ما هي مفاعلات التمثيل الضوئي؟

تعتمد الحياة على الأرض على عملية التمثيل الضوئي ، وهي العملية التي من خلالها تنتج النباتات وبعض البكتيريا والحيوانات والطلائعيات مثل الطحالب طعامها. من أجل التمثيل الضوئي ، يحتاج النبات إلى ضوء الشمس والماء وثاني أكسيد الكربون ؛ من هذا ينتج الجلوكوز ، وهو شكل من أشكال السكر والأكسجين البسيط. يتضمن التفاعل ستة جزيئات من ثاني أكسيد الكربون (6CO2) وستة جزيئات من الماء (6H20). في وجود الكلوروفيل والضوء ، يصبح هذا (C6H12O6) وغاز الأكسجين (6O2). تستخدم الكائنات الحية الأخرى في جميع أنحاء العالم الأكسجين الناتج. يمكن للمصنع استخدام هذه الطاقة الكيميائية على الفور أو تخزينها في وقت لاحق.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

من خلال عملية التمثيل الضوئي ، ينتج النبات أو البكتيريا أو الطليعة الأكسجين والسكر من ثاني أكسيد الكربون والماء أثناء وجود الضوء.

يتكون التمثيل الضوئي من مرحلتين في ورقة النبات. الأول ، الذي يسمى التفاعل المعتمد على الضوء ، يحدث في غرانا ، كومة من الأغشية المطوية بإحكام في بنية تسمى البلاستيدات الخضراء ، والتي تأخذ ضوء الشمس كشكل من أشكال الطاقة لاستخدامها في المرحلة الثانية. في المرحلة الثانية ، تسمى التفاعل المستقل عن الضوء ، يستخدم النبات هذه الطاقة المخزنة لتحويل الماء وثاني أكسيد الكربون إلى ماء وأكسجين. في حالة التمثيل الضوئي غير المؤكسد ، وهي عملية شائعة في البكتيريا ، لا يطلق المخلوق أي أكسجين ويستخدم الكبريتيد أو الهيدروجين أو ركائز عضوية أخرى بدلاً من الماء. ربما ليس من المستغرب أن الأنواع التي تستخدم التمثيل الضوئي غير المؤكسد تساهم بأكسجين ضئيل في الغلاف الجوي للعالم.

يأكل البشر ، إلى جانب العديد من الكائنات الأخرى على الأرض ، النباتات للحصول على الطاقة الكيميائية. البشر وهذه الكائنات الأخرى لديهم عملية مماثلة لعملية التمثيل الضوئي تسمى التنفس الخلوي. من الناحية الوظيفية ، هو التمثيل الضوئي في الاتجاه المعاكس. مخلوق يبتلع السكر (من النبات ، محتمل) ويتنفس الأكسجين. ثم يطلق ثاني أكسيد الكربون والماء ، ويخلق شكلاً من أشكال الطاقة الكيميائية يسمى أدينوزين ثلاثي الفوسفات أو ATP. نظرًا لأن هذه هي الجزيئات المستخدمة في عملية التمثيل الضوئي ، فإن العلماء يسمون هذه العمليات بأنها تكميلية. بدون الأكسجين ، تصبح هذه العملية تنفسًا لاهوائيًا أو تخمرًا ينتج عنه طاقة أقل بشكل كبير.

إجمالاً ، يزن الغلاف الجوي للأرض حوالي 5.5 كوادريليون طن ، حوالي 20 بالمائة منها عبارة عن أكسجين. يلعب التمثيل الضوئي دورًا رئيسيًا في الحفاظ على مستويات الأكسجين والكربون في جميع أنحاء العالم. ومع ذلك ، فإن الجزء الأكبر من عملية التمثيل الضوئي ، حوالي 70 في المائة ، يتم تنفيذه بواسطة كائنات مجهرية في المحيط تسمى العوالق النباتية ، وتنتج الغابات الاستوائية المطيرة على الأرض جميع الباقي تقريبًا ، حوالي 28 بالمائة. تنتج الغابات الحضرية في الولايات المتحدة وحدها حوالي 6.1 مليون طن من الأكسجين. ومع ذلك ، فإن النشاط البشري مثل قطع الأشجار والتلويث يعرض للخطر كل هذه الأنواع المنتجة للأكسجين.