المكونات الكيميائية لعملية التمثيل الضوئي

كل كائن حي يحتاج إلى طاقة من أجل البقاء. يحصل البشر والحيوانات الأخرى على الطاقة من الطعام الذي يأكلونه ، ولكن ماذا عن النباتات والأشجار؟ تستخدم النباتات الخضراء الطاقة من الشمس لإنتاج طعامها في عملية تسمى البناء الضوئي. نظرًا لقدرتها على القيام بذلك ، يشار إلى النباتات على أنها منتجة ، لتمييزها عن الحيوانات ، والتي تُعرف باسم المستهلكين. المنتجون والمستهلكون مترابطون ، كل منهم يوفر شيئًا حيويًا يحتاجه الآخر.

التمثيل الضوئي هو عملية يستخدم فيها النبات الطاقة من الشمس والماء من الغلاف المائي وأجزاء من الهواء الذي نتنفسه لإنتاج الجلوكوز ، وهو جزيء سكر معقد. يمكن للنباتات أن تربط جزيئات السكر هذه معًا في فترة أطول وأكثر تعقيدًا ، تسمى النشا ، ليتم تخزينها لاستخدامها لاحقًا. يتم تخزين الطاقة نفسها في الروابط الكيميائية التي تمسك النشا معًا. عندما تنكسر الروابط ، يستخدم النبات الطاقة للنمو والتكاثر.

تحدث كل هذه العملية المدهشة داخل خلايا النبات ، في أوراقه بشكل أساسي. العضيات الصغيرة ، المسماة بالبلاستيدات الخضراء ، هي المكان الذي يحدث فيه التمثيل الضوئي. تحتوي هذه البلاستيدات الخضراء على صبغة خضراء تسمى الكلوروفيل ، والتي تعطي النباتات لونها الأخضر المميز. عندما يتغير لون الأوراق على الشجرة ، فهذا بسبب انتهاء موسم نموها. توقف النبات مؤقتًا عن إنتاج الكلوروفيل ، وأصبحت الأصباغ الأخرى في الأوراق مرئية.

الكربون والهيدروجين والأكسجين هي المكونات الكيميائية اللازمة لحدوث عملية التمثيل الضوئي. يأتي كل من الهيدروجين والأكسجين من الماء في الغلاف المائي. يأتي الكربون والأكسجين من ثاني أكسيد الكربون الذي تتنفسه الحيوانات والبشر في الغلاف الجوي. على الرغم من أنه ليس مكونًا كيميائيًا ، بدون طاقة من الشمس ، لا يمكن أن تحدث أي من هذه العملية.

عندما يقوم النبات بعملية التمثيل الضوئي ، يكون المنتج الرئيسي للعملية هو الجلوكوز ، وهو جزيء سكر له الصيغة الكيميائية C6H12O6. نفايات عملية التمثيل الضوئي هي الماء ، الذي يتم إرجاعه إلى الغلاف المائي ، والأكسجين الذي يتم إرجاعه إلى الغلاف الجوي. على الرغم من أننا نشعر بالامتنان للأكسجين الذي يمكننا من البقاء على قيد الحياة ، إلا أن النبات لا ينتجه معنا. إنه ببساطة أحد الآثار الجانبية لصنع طعام ناجح للنبات.

الحيوانات والنباتات مترابطة تمامًا. عندما نتنفس ، نأخذ الأكسجين لأجسامنا ونطرد ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء إلى الغلاف الجوي. تُعرف هذه العملية بالتنفس. عندما تأخذ النباتات الغازات وتطلقها ، تسمى العملية النتح. يأخذون ثاني أكسيد الكربون ويطردون الأكسجين وبخار الماء إلى الغلاف الجوي. النباتات والحيوانات يحتاج كل منهما للآخر لتوفير عنصر ضروري للحياة.