بحث جامعي عن البناء الضوئي

يقدم لكم موقع اقرأ في هذا المقال بحثا أكاديميا عن عملية البناء الضوئي، أهمية عملية البناء الضوئي، عملية البناء الضوئي، مراحل عملية البناء الضوئي، معادلة البناء الضوئي، العوامل المؤثرة على عملية البناء الضوئي ونتائج الأبحاث حول هذا الموضوع البناء الضوئي pdf.

المحتويات

أبحاث جامعية حول عملية التمثيل الضوئي

تُعرف عملية التمثيل الضوئي بأنها عملية امتصاص الطاقة الكيميائية والشمسية بواسطة الخلايا النباتية ثم تحويلها فيما بعد إلى أكسجين وجلوكوز. يُذكر أن الأكسجين من أهم العناصر الأساسية والضرورية لضمان حياة النبات، ويقوم النبات بتخزين الجلوكوز على شكل نشاء ليزود النبات بالتغذية اللازمة، وتتم عملية التمثيل الضوئي في العام. . النباتات الخضراء قادرة على امتصاص العناصر الغذائية ويمكن اعتبارها الخطوة الأولى في السلسلة الغذائية لجميع الكائنات الحية.

تنتج عملية البناء الضوئي مواد يتم تصنيعها داخليا داخل النباتات لتؤدي الوظائف الحيوية وتكمل رحلة حياتها بشكل كامل. وتتغذى عليها الكائنات الحية الأخرى ويلعب التمثيل الضوئي أو التمثيل الغذائي دوراً هاماً في إطلاق… الأكسجين في الجو المحيط بالنبات.

أهمية عملية التمثيل الضوئي

تلعب عملية البناء الضوئي دوراً مهماً في الحفاظ على التوازن البيئي من خلال ما يلي:

زيادة كمية الأكسجين في الغلاف الجوي. وبدون عملية التمثيل الضوئي سيكون هناك القليل من الأكسجين على هذا الكوكب.
تعزيز دورة الكربون بين الأرض والمحيطات والنباتات والحيوانات.
فهو يساهم في العلاقة التكافلية بين النباتات والبشر والحيوانات ويؤثر بشكل مباشر أو غير مباشر على معظم أشكال الحياة على الأرض. إنه بمثابة عملية الطاقة الأساسية لمعظم الأشجار والنباتات.
حماية الكوكب من تفاقم ظاهرة الاحتباس الحراري عن طريق تقليل كمية ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.
تزويد النبات بالتغذية اللازمة لنموه وإنتاج الثمار التي يستخدمها الإنسان في حياته. وبدون عملية البناء الضوئي لن يتمكن النبات من الحصول على غذائه وبالتالي لن ينمو وينضج مما يؤثر على الأمن الغذائي للإنسان.

كيف تتم عملية التمثيل الضوئي؟

عندما تسقط أشعة الشمس على أوراق النباتات، فإن صبغة الكلوروفيل الموجودة في البلاستيدات الخضراء، وخاصة في أغشية الثايلاكويد، تمتص الطاقة الضوئية وتحولها إلى طاقة كيميائية من خلال سلسلة طويلة من التفاعلات الكيميائية.

وينتقل الضوء على شكل موجات كهرومغناطيسية ويشكل ما يسمى بالفوتون. ثم يضرب الورقة من ضوء الشمس فيثير جزيء الكلوروفيل ويتسبب في انقسام جزيء الماء وذرة الأكسجين التي تنفصل عنه فورا ويتحد الماء مع آخر ويشكل جزيء الأكسجين O.

التفاعل السابق يخلق جزيئا يسمى ATP وآخر يسمى NADPH، وكلاهما يسمح للخلية بتخزين الطاقة، وبعض هذه الأطوال الموجية مرئية لنا كالألوان التي نراها. اللون الأخضر هو الطول الموجي الذي تعكسه النباتات، وليس اللون الذي تمتصه.

تنتهي عملية التمثيل الضوئي بإنتاج الجلوكوز (C6H12O6)، والأكسجين (O2)، والماء (H2O)، ويمكن أن يصبح الجلوكوز جزءًا من جزيء طويل السلسلة مثل السليلوز؛ وهي المادة الكيميائية التي تشكل جدران الخلايا.

كل هذه الجزيئات عبارة عن كربوهيدرات – مواد كيميائية تحتوي على الكربون والأكسجين والهيدروجين. يستخدم النبات الروابط الموجودة في هذه المواد الكيميائية لتخزين الطاقة.

هذه المواد الكيميائية مهمة للاستخدام البشري. تعتبر الكربوهيدرات عنصرا هاما من العناصر الغذائية التي نجدها في الأطعمة النباتية، وخاصة الحبوب والبطاطس والفواكه والخضروات.

مراحل عملية البناء الضوئي

عملية التمثيل الضوئي هي عملية معقدة تتكون من ثلاث مراحل تبدأ بامتصاص ضوء الشمس وتنتهي بإنتاج الجلوكوز:

امتصاص الطاقة الشمسية

عندما يضرب شعاع ضوء الشمس نباتًا ذا أوراق خضراء، تبدأ عملية التمثيل الضوئي، التي تحدث في البلاستيدات الخضراء الموجودة في الخلايا النباتية. يتم امتصاص فوتونات الضوء بواسطة صبغة الكلوروفيل من أجل استخدامها، ثم تقوم بتصفية الأكسجين من الهواء وتجديده.

تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية

ويقوم النبات بتحويل الطاقة الضوئية التي يمتصها من أشعة الشمس إلى طاقة كيميائية. ولتشغيل خلاياها، تتأين جزيئات الماء عن طريق إطلاق الإلكترونات، وإنتاج الأكسجين كمنتج ثانوي للتفاعل. ثم تتفاعل إلكترونات الهيدروجين المتبقية في جزيء الماء مع الكلوروفيل وتتشكل الكربوهيدرات.

إنتاج الغذاء اللازم للنبات

تُعرف هذه المرحلة بدورة كالفين وتمثل المرحلة الأخيرة من عملية التمثيل الضوئي حيث يستخدم النبات ثاني أكسيد الكربون الموجود في الهواء والماء لإنتاج غذاء يتكون من فوسفات الأدينين ثنائي النوكليوتيد والنيكوتيناميد.

تحدث جميع التفاعلات الكيميائية في البلاستيدات الخضراء، وبما أن التفاعل قد بدأ بالفعل في المرحلة الأولية، فإن العملية غير مرتبطة بنقطة زمنية محددة. وبما أن التفاعل يمتص الطلب على الطاقة الشمسية خلال النهار، فإن المواد الناتجة عن التفاعل لها مدة صلاحية قصيرة حيث يجب على النظام تخزينها للوقت المطلوب.

معادلة التمثيل الضوئي

تتلخص المعادلة الكيميائية التي تعبر عن عملية التمثيل الضوئي بالكلمات، في دخول ثاني أكسيد الكربون (CO2)، والماء (H2o)، والضوء، سواء كان الضوء الطبيعي ممثلاً بأشعة الشمس، أو الضوء الاصطناعي الذي يتم الحصول عليه من الكهرباء بوجود الكلوروفيل الموجود في النبات .

تتفاعل هذه المكونات مع بعضها البعض لتنتج الجلوكوز (C6H12O6 وهو سكر بسيط)، والماء (H2o)، والأكسجين (O2)، وفق المعادلة الكيميائية التالية:

CO2 + H2O + ضوء الشمس + الكلوروفيل → H2o + O2 + C6H12O6

العوامل المؤثرة على عملية التمثيل الضوئي

هناك عدة عوامل تؤثر على عملية التمثيل الضوئي:

شدة الضوء: لن يقوم النبات بعملية التمثيل الضوئي بسرعة إذا لم يكن هناك ضوء كافي، حتى لو توفر الماء وثاني أكسيد الكربون، لأنه كلما زادت شدة الضوء كلما كانت عملية التمثيل الضوئي أسرع.
ثاني أكسيد الكربون: إذا لم يكن هناك ما يكفي من ثاني أكسيد الكربون، فلن يحدث التمثيل الضوئي، حتى لو كان هناك الكثير من الضوء.
درجة الحرارة: يكون معدل التمثيل الضوئي منخفضاً عندما يكون الجو بارداً جداً، ولا يحدث على الإطلاق عندما يكون الجو حاراً جداً.

بحث عن البناء الضوئي pdf

التمثيل الضوئي أو التمثيل الضوئي. أو التخليق الكيميائي (بالإنجليزية: photochemistry)، وجميعها مرادفة للعملية البيولوجية التي تحدث في بعض الكائنات الحية. مثل: النباتات الموجودة على الأرض، والطحالب، والبكتيريا الخضراء المزرقة، بهدف إنتاج غذائها بنفسها.

تتم عملية التمثيل الضوئي في النباتات من خلال سلسلة طويلة من التفاعلات الكيميائية التي تنتهي بتكوين السكريات والأكسجين من ثاني أكسيد الكربون والماء وأشعة الشمس، وبالتالي يزود النبات بمصدر الطاقة اللازم لبقائه.

يمكنك تنزيل ورقة بحثية عن عملية التمثيل الضوئي بصيغة PDF هنا