شرح عملية البناء الضوئي للاطفال

شرح عملية البناء الضوئي للاطفال بشكل يسير ومبسط لتعزيز عملية إدراك الأطفال للعمليات الحيوية التي تتم حولهم في الطبيعة، مع الحرص على تقديم ذلك بشكل يتفق مع قدرتهم على الفهم والاستيعاب، لهذا لابد من التعريف بأهمية تلك العملية الهامة وآلية حدوثها ومدى انتفاع كل من النبات وكافة الكائنات الحية منها. 

تعريف عملية البناء الضوئي

تحمل عملية البناء الضوئي عدة أسماء، حيث تعرف بعملية التركيب الضوئي أيضا وبعملية التمثيل الضوئي، وتعد واحدة من أهم العمليات الحيوية داخل كل من النباتات والطحالب والبكتيريا الزرقاء والتي تعتبر من التفاعلات الضرورية لإتمام عملية نمو النباتات، حيث يحدث البناء الضوئي من خلال العضيات المعروفة باسم البلاستيدات الخضراء، ويتم من خلالها تحويل الطاقة المنبعثة من ضوء الشمس من طبيعتها الكهرومغناطيسية المتمثلة في الفوتونات الخاصة بضوء الشمس إلى طاقة كيميائية.

ينتج عن إتمام عملية البناء الضوئي كل من الأكسجين وسكر الجلوكوز، وذلك من خلال امتصاص مادة الكلوروفيل المتواجدة داخل المصانع الخضراء لأشعة الشمس، وتحويلها إلى طاقة كيميائيّة، مع الاحتفاظ بثاني أكسيد الكربون في البلاستيدات الخضراء لينتج عن ذلك تكون سكر الجلوكوز، وانطلاق الأكسجين والماء، وعلى ذلك يمكن تعريف عملية البناء الضوئي على أنها تلك العملية الكيميائية التي يستخدمها النبات ليقوم بتحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى الأكسجين والمواد الكربوهيدراتية، وذلك باستخدام الطاقة الشمسية، من أجل إمداد النبات بالغذاء اللازم لبقائه حيا ولاستكمال عملية نموه. 

هنا يمكن القول بأن النباتات تستخدم الجلوكوز الناتج من عملية البناء الضوئي في الغذاء، وفي المقابل تستخدم كل من الماء والمعادن وثاني أكسيد الكربون كمكونات لإنتاج الجلوكوز، وبهذا تختلف عملية البناء الضوئي تماماً عن عملية التنفس الخلوي. 

شاهد أيضًا: أي من الأوساط الآتية ينتقل فيها الضوء أسرع

مراحل عملية البناء الضوئي

تحدث عملية البناء الضوئي وفق خطوات محددة ومنظمة، وهناك ثلاث مراحل تدريجية لإتمام عملية البناء الضوئي والتي تتمثل فيما يلي: 

• مرحلة امتصاص أشعة الشمس: والتي تتم من خلال امتصاص مادة الكلوروفيل لأشعة الشمس وتحويلها من طاقة ضوئية إلى أخرى كيميائيّة، وفصل الإلكترونات عن الماء، ليتم إطلاق غاز الأكسجين، ونقل الإلكترونات المنفصلة خلال عمليات كيميائيّة مختلفة. 
• مرحلة تحويل الطاقة الضوئية للشمس إلى طاقة كيميائيّة: وتعرف تلك المرحلة بمرحلة التفاعل الضوئي، حيث يؤدي امتصاص مادة الكلوروفيل لضوء الشمس إلى إثارة الإلكترونات الموجودة بها لمستويات الطاقة العليا من أجل إنتاج إنزيم NADPH وإطلاق جزيئات من الطاقة وانبعاث الأكسجين. 
• مرحلة إنتاج الجلوكوز: وتعرف تلك المرحلة بمرحلة التفاعل المظلم أو دورة كالفن، وفي تلك المرحلة لا يستخدم النبات الضوء بل يتم استقبال إنزيم NADPH والطاقة السابق إنتاجهما في المرحلة الضوئية، ومن خلال تواجد ثاني أكسيد الكربون يتم إنتاج الجلوكوز. 

المعادلة الكيميائية لعملية البناء الضوئي 

يمكن تعريف عملية البناء الضوئي على أنها تلك العملية الكيميائية المعقدة التي يتم بها تحويل الطاقة الكهرومغناطيسية الموجودة بضوء الشمس إلى طاقة كيميائيّة، ويحدث ذلك من خلال المعادلة الكيميائيّة التالية: 

• غاز ثاني أكسيد الكربون + جزيئين من الماء +أشعة الشمس+ صبغة الكلوروفيل ← غاز الأكسجين + الماء + سكر الجلوكوز.
• CO2 + 2H2O + Sunlight Chlorophyll → H2O + O2 + C6H12O6 

شاهد أيضًا: العملية التي تستخدم لفصل الملح عن الماء هي الترشيح

أهمية البناء الضوئي

يعد البناء الضوئي عملية ذات أهمية كبرى للنبات، حيث يتم من خلاله إنتاج الغذاء اللازم لبقاء النبات على قيد الحياة دون الحصول على أية مساعدات خارجية، كما تتمثل أهمية البناء الضوئي فيما يلي: 

• تعد تلك العملية هي العملية الأساسية لإنتاج غاز الأكسجين على سطح الأرض. 
• تمثل تلك العملية أهمية كبيرة لكافة الكائنات الحية ولا تقتصر على النبات فقط، حيث يستفيد كل كائن حي من تلك العملية وتؤدي دورا تكافليا فيما بينهم. 
• تعزيز حدوث دورة غاز ثاني أكسيد الكربون بشكل طبيعي والتي تتم فيما بين كافة الكائنات الحية وفي الغلاف الجوي. 
• تعد المواد الكربوهيدراتية الناتجة عن عملية البناء الضوئي هي المكون الرئيسي لهيكل الخلية النباتية. 

العوامل المؤثرة في عملية البناء الضوئي 

هناك ثلاث عوامل أساسية لازمة لحدوث عملية البناء الضوئي وإتمامها بنجاح، وتتمثل تلك العوامل فيما يلي: 

• الضوء: حيث يوجد علاقة طردية بين شدة الأشعة المنبعثة من الشمس وبين كثافتها، وكلما ازدادت قوة أشعة الشمس كلما ازدادت معها قيام النبات بعملية البناء الضوئي، ومن الجدير بالذكر أنه لا يجب أن تزداد شدة أشعة الشمس عن درجة محددة تجنبا لتغير الأمر وتعرض النبات للضرر. 
• ثاني أكسيد الكربون: تتناسب كثافة غاز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي طرديا مع سرعة حدوث عملية البناء الضوئي، وذلك من خلال الاندماج بينه وبين المواد الكربوهيدراتية المعزز لتحسين سرعة البناء الضوئي. 
• درجة الحرارة: تعزز درجة الحرارة من حدوث عملية البناء الضوئي وتحسين سرعتها، على ألا تتجاوز شدتها حد معين قد يؤدي إلى فشل العملية. 

شاهد أيضًا: عملية يتغير فيها عنصر إلى عنصر اخر عن طريق التحلل الإشعاعي

شرح عملية البناء الضوئي للاطفال

تعد طريقة سرد النقاط من أفضل طرق شرح عملية البناء الضوئي للاطفال، حيث يتم تعريف عملية البناء الضوئي بشكل مبسط على أنها تلك العملية التي يتم فيها تحويل غاز ثاني أكسيد الكربون والماء إلى غاز الأكسجين وسكر الجلوكوز، كما يمكن توضيح أهم عناصر العملية في النقاط التالية: 

• لا تقتصر عملية البناء الضوئي على النباتات فقط، بل تقوم بها بعض الكائنات الحية الأخرى. 
• تستخدم مادة الجلوكوز في غذاء النبات، وفي اختزان الطاقة لفترات أطول. 
• تعد عملية التنفس الخلوي هي العملية العكسية لعملية البناء الضوئي. 
• لا يقتصر حدوث عملية البناء الضوئي على وجود مادة الكلوروفيل الصبغية فقط. 
• تعد مادة الكلوروفيل هي العامل الأساسي لتلون النباتات باللون الأخضر.
• تستخدم النباتات البلاستيدات الخضراء للقيام بعملية البناء الضوئي. 
• يأتي البناء الضوئي في أشكال وأنواع عديدة ولا يقتصر على نوع واحد فقط. 

على ذلك تم التعرف على أفضل طريقة شرح عملية البناء الضوئي للاطفال من خلال سرد العملية في عدة نقاط، وقد تم عرض تعريف عملية البناء الضوئي وآلية حدوثها، كما تم التعرف على المراحل الثلاث لتلك العملية، وعرض أهميتها للنبات والكائنات الحية، بالإضافة لأهم العوامل المؤثرة في حدوثها، والمعادلة الكيميائية لها.