كم من الوقت يستغرق التمثيل الضوئي؟

التمثيل الضوئي هو العملية التي تستخدمها النباتات لإنتاج الغذاء باستخدام الطاقة الضوئية وثاني أكسيد الكربون والماء. هذه العملية ضرورية للنمو وتستمر طوال دورة حياة النبات. يعتمد معدل التمثيل الضوئي في النباتات على توفر هذه العناصر الثلاثة. قوة الضوء المتاحة للنبات ، وتركيز ثاني أكسيد الكربون في يمكن أن يشجع الغلاف الجوي وكمية المياه المتاحة للمصنع أو يبطئ من عملية البناء الضوئي. يجب أن يكون هناك مزيج مثالي من هذه العناصر الأساسية الثلاثة حتى يحدث التفاعل الكيميائي لعملية التمثيل الضوئي. بدون التوازن الصحيح ، قد يتباطأ التمثيل الضوئي أو يتوقف تمامًا.

تؤثر قوة الضوء المتاحة للنبات على عملية التمثيل الضوئي. لا يمكن أن تحدث مرحلة التمثيل الضوئي المعتمدة على الضوء إلا عندما يتوفر ضوء كافٍ ليمتصه النبات. عندما لا يكون هناك ما يكفي من الضوء ، لا تستطيع الأصباغ مثل الكلوروفيل امتصاص طاقة ضوئية كافية لإنتاج أدينوسين ثلاثي الفوسفات ، المعروف أيضًا باسم ATP. ATP هي مادة كيميائية يستخدمها النبات لتخزين الطاقة ، وهي مكون ضروري في المرحلة الثانية من عملية التمثيل الضوئي ، والتي تسمى المرحلة المستقلة عن الضوء. لهذا السبب ، بينما يمكن أن تبدأ عملية التمثيل الضوئي خلال النهار فقط ، بمجرد إنشاء ATP ، يمكن أن تكتمل العملية في أي وقت تكون فيه الكمية المناسبة من الماء وثاني أكسيد الكربون متوفرة.

يتطلب التمثيل الضوئي كمية معينة من ثاني أكسيد الكربون حتى يكون ناجحًا. تقل كمية ثاني أكسيد الكربون المتوفرة في الغلاف الجوي عند الارتفاعات العالية ، مما يؤدي إلى إبطاء عملية التمثيل الضوئي. في الارتفاعات العالية للغاية ، يمكن أن يؤدي نقص ثاني أكسيد الكربون إلى منع العملية تمامًا. بالإضافة إلى ثاني أكسيد الكربون ، يحتاج النبات أيضًا إلى الماء للتفاعل الكيميائي الذي ينتج السكر. يتطلب كل جزيء من السكر ينتجه النبات ستة جزيئات من الماء. توفر جزيئات الماء الهيدروجين ، تاركًا الأكسجين المتبقي كمنتج نفايات. إذا كانت كمية المياه المتاحة غير كافية لإكمال العملية ، يتوقف التمثيل الضوئي حتى يتوفر المزيد من الماء.

على الرغم من أن معدل التمثيل الضوئي يختلف بين الأنواع النباتية والعوامل البيئية ، فمن الممكن تحديد المعدل الدقيق لعملية التمثيل الضوئي لنبات معين. في تجربة أجريت في جامعة كولورادو ، تم اختبار معدل التمثيل الضوئي الذي تحققه أوراق الأشجار المتساقطة. في هذه التجربة ، تم تحديد أن الأوراق المختبرة تعالج 44.14 جزء في المليون (أجزاء في المليون) من غاز ثاني أكسيد الكربون في كل دقيقة من التمثيل الضوئي لكل جرام من سطح الورقة.