من اين تستمد النباتات الطاقة لصناعة الغذاء
ما هي الطريقة التي تستمد بها النباتات الطاقة لكي أصنع الغذاء
كيف تصنع النباتات غذائها من حيث تنفيذ العمليات الهامة التي تحدث في جميع أنواع النباتات، فإن النباتات تصنع طعامها بنفسها، لأنه لا توجد مخلوقات على الأرض يمكنها الاستغناء عن الطعام ، ولكن في النباتات وصنع الغذاء لها، يجب أن يكون للنباتات مجموعة من البيئة المحيطة من أجل أن يقوم المصنع بهذه العمليات الهامة، ومن أهم هذه العوامل ضوء الشمس والماء والهواء وعوامل أخرى.
توفر النباتات الطاقة لصناعة الغذاء من ضوء الشمس، لأن ضوء الشمس هو أحد أهم العوامل في عملية التمثيل الضوئي للنباتات للنمو والاستمرار والتكاثر، ولا شك أن النباتات كائنات مفيدة جدًا للنظام البيئي، فهي تمنح الناس رؤية جمالية مذهلة للبيئة والأماكن، وتمنح الناس إحساسًا بالراحة النفسية.
ما هو البناء الضوئي
تعتبر عملية التمثيل الضوئي من أهم العمليات التي تحتاجها جميع أنواع النباتات حتى تستمر هذه النباتات والزهور في البقاء، لأنه في هذه العملية تستخدم النباتات ضوء الشمس لإنتاج الجلوكوز الذي يمدها بالطاقة اللازمة للتكاثر وعملية التمثيل الضوئي، يتم تحويل الطاقة من الشمس، أي ضوء الشمس، إلى طاقة كيميائية حتى تتمكن النباتات من إنتاج الغذاء الذي تحتاجه للبقاء على قيد الحياة وتكمن أهمية هذه العملية في البيئة في أن النباتات تحتاج إلى ثاني أكسيد الكربون الضار بصحة الإنسان أثناء عملية التمثيل الضوئي بحيث يمكن استبداله بأكسجين مفيد وماء وسكر.
التمثيل الضوئي هو عملية معقدة تحدث في النباتات والطحالب وأنواع معينة من البكتيريا ، كما يمكن لهذه الكائنات الحية أن تصنع طعامها من خلال هذه العمليات، كما تعتمد عملية التمثيل الضوئي على امتصاص النباتات لأشعة الشمس، والتي يتم من خلالها امتصاص الماء والكربون ينتج تفاعل ثاني أكسيد النيتروجين جزيئات الأكسجين والطاقة، وينقسم التمثيل الضوئي إلى نوعين رئيسيين: التمثيل الضوئي المؤكسد وغير المؤكسد.
عملية التمثيل الضوئي هي المصدر الرئيسي لإنتاج الأكسجين والحفاظ على توازن تبادل الغازات في الغلاف الجوي، وتجدر الإشارة إلى أن الطعام الناتج عن عملية التمثيل الضوئي يتم تخزينه في أجزاء مختلفة من النبات، بما في ذلك الأوراق والجذور والبذور وما إلى ذلك، حيث أن تتكيف أوراق النبات أيضًا مع العملية المسؤولة عن التمثيل الضوئي، حيث تتميز بمساحة سطحية بارزة وتحتوي على خصائص البلاستيدات الخضراء.
أنواع البناء الضوئي
أنواع التمثيل الضوئي تنقسم عملية التمثيل الضوئي إلى نوعين رئيسيين وفقًا لاستخدام الأكسجين، وهما التمثيل الضوئي الهوائي والتركيب الضوئي اللاهوائي، الموصوفين بالتفصيل أدناه:
- التمثيل الضوئي الهوائي هذا النوع من التمثيل الضوئي هو إنتاج الكربوهيدرات عن طريق تحويل جزيئات الماء إلى ثاني أكسيد الكربون بواسطة الطاقة الضوئية، لأن ثاني أكسيد الكربون ينخفض باكتساب الإلكترونات، وتتأكسد جزيئات الماء بفقدان الإلكترونات، من المهم موازنة دورة التنفس في الحياة، عن طريق امتصاص ثاني أكسيد الكربون من الهواء وإطلاق الأكسجين في الغلاف الجوي ومن أمثلة الكائنات الحية التي تقوم بهذا النوع من التمثيل الضوئي؛ الطحالب والبكتيريا الزرقاء.
- أما عن النوع الآخر ويسمى هذا النوع من التركيب الضوئي اللاهوائي التمثيل الضوئي اللاهوائي والفرق بينه وبين التمثيل الضوئي التأكسدي أنه يحصل على الإلكترونات من مصادر أخرى غير الماء، ويتميز بعدم إنتاج الأكسجين، لأن هذا النوع من الإنتاج يعتمد على مصدر الإلكترونات، كما أن الكائنات الحية التي تؤدي هذا النوع من التمثيل الضوئي؛ البكتيريا الأرجواني وبكتيريا الكبريت الأخضر، التي تستخدم غاز كبريتيد الهيدروجين لإنتاج الكبريت الصلب أثناء عملية التمثيل الضوئي اللاهوائي.
أهمية معالجة الأغذية النباتية
يعتبر التمثيل الضوئي مهمًا جدًا للعديد من الكائنات الحية و كوكب الأرض بأسره، وفيما يلي أبرز فوائد واستخدامات عملية التمثيل الضوئي للنبات:
- يعد المصدر الرئيسي للأكسجين في الغلاف الجوي.
- في وجود التمثيل الضوئي، تحدث دورة الكربون بين المكونات المختلفة للنظام البيئي.
- يعزز العلاقة التكافلية بين الكائنات الحية.
- يعد إنه مصدر الطاقة الرئيسي لبقاء الأشجار والنباتات.
اين يتم تخزين الغذاء للنباتات
عندما تخزن النباتات الطعام تحصل النباتات على كمية إضافية من الماء وثاني أكسيد الكربون لأن طعامها يزداد، وفقًا لأنواع مختلفة من النباتات، يتم تخزين هذه الأطعمة في عدة أماكن مختلفة، كما تكمن معظم أماكن تخزين الطعام موجودة في النباتات:
- السيقان مختلفة النباتات: مثل البصل والزنجبيل والكركم.
- الفاكهة النباتية: الفواكه مثل ؛ التفاح والبرتقال والمانجو والعنب والزهور الأخرى ؛ أزهار الموز وزهور اليقطين وعباد الشمس وزهور الياسمين.
- الجذر: مثل الجزر ، الفجل ، الشمندر ، البطاطا الحلوة.
- الأوراق: مثل الملفوف والسبانخ والخس.
- البذور: على سبيل المثال ؛ الأرز والقمح والذرة والفول وفول الصويا.
أسباب ملاءمة أوراق النبات لعملية التمثيل الضوئي
تعد أوراق النبات مسؤولة عن امتصاص أشعة الشمس وثاني أكسيد الكربون في الهواء، وبالتالي تمتص عملية التمثيل الضوئي وعملية إنتاج الغذاء، وفيما يلي الأسباب الرئيسية المناسبة للأوراق لعملية التمثيل الضوئي:
الأوراق لها مساحة سطح كبيرة، لذلك يمكنها امتصاص الضوء إلى أقصى حد، تحتوي الأوراق على صبغة الكلوروفيل ، والتي بدورها تحتوي على عضيات البلاستيدات الخضراء المسؤولة عن التمثيل الضوئي. وهي ذات هيكل رقيق يوفر المسافة القصيرة اللازمة لتوزيع ثاني أكسيد الكربون بين الخلايا النباتية.
و تحتوي الأوراق على ثغور, مما يسمح بمرور ثاني أكسيد الكربون والهروب من الأكسجين.
يتضمن هيكل الورقة شبكة من الأوردة التي تدعم الورقة وتسهل نقل المياه والأملاح المعدنية والسكر.[1]
آلية عملية التمثيل الضوئي
في عملية التمثيل الضوئي، يدخل ثاني أكسيد الكربون من خلال مسام الأوراق، ويتم امتصاص الماء عن طريق الشعيرات الجذرية في التربة، ثم يمر عبر الأوعية الدموية الخشبية ، ويصل أخيرًا إلى الأوراق.
الدور الأكثر أهمية هو أصباغ الكلوروفيل (الكلوروفيل أ ، الكلوروفيل ب) والكاروتينات في غشاء الثايلاكويد للبلاستيدات الخضراء، فهي تمتص طول موجي معين من ضوء الشمس وتعكس الضوء غير الممتص، حيث تتحلل جزيئات الماء إلى هيدروجين وأكسجين تمتص الطاقة الضوئية.
دورة الماء في الطبيعة
تُعرَّف دورة الماء أو الدورة الهيدرولوجية (بالإنجليزية: Hydrologic Cycle) في الطبيعة بأنها الدورة المسؤولة عن حركة المياه في نظام الغلاف الجوي للأرض, وتتجلى في العديد من العمليات مثل التبخر ، والنتح ، والتكثيف ، والتساقط ، والجريان السطحي، المياه من خلال هذه الدورة للحفاظ على وجود المسطحات المائية، فضلا عن استمرارية تكاثف السحب وهطول الأمطار.
كما تنعكس أهمية دورة المياه في مرحلة حركتها في الطبيعة ويؤثر نمط هطول الأمطار بشكل أساسي على النظام الطبيعي للأرض والجريان السطحي والتساقط من أهم العوامل المساهمة في دورة الانتقال، حيث تساعد العناصر المختلفة مثل الكربون والنيتروجين والفوسفور والكبريت، على نقل العناصر الموجودة على الأرض إلى النظم البيئية المائية المختلفة
