ما هي معادلة التمثيل الضوئي؟

Angelo DeSantis / CC-BY 2.0.1 تحديث

صيغة التمثيل الضوئي هي 6CO2 + 6H2O + طاقة ضوئية = C6H12O6 + 6O2. بالكلمات ، تُترجم المعادلة إلى الجمع بين الماء وثاني أكسيد الكربون والطاقة الضوئية لإنتاج الجلوكوز والأكسجين.



التمثيل الضوئي هو عملية طبيعية معقدة تحدث عندما تقوم النباتات بتحويل ضوء الشمس إلى طاقة. بالإضافة إلى أنه يحدث في جميع أنواع النباتات ، يتم إجراء التمثيل الضوئي بواسطة بعض الطحالب والبكتيريا. الطاقة الناتجة عن التمثيل الضوئي هي نوع من الطاقة الكيميائية التي تستخدم بعد ذلك لتغذية وظائف الحياة الأساسية مثل النمو والتكاثر.

عملية التمثيل الضوئي

لإجراء عملية التمثيل الضوئي ، تتطلب النباتات ثلاثة عناصر. بالإضافة إلى ضوء الشمس ، يحتاجون إلى ثاني أكسيد الكربون والماء. يتضمن التمثيل الضوئي تفاعلات كيميائية متعددة تحدث في سلسلة ، بحيث تدعم النتيجة النهائية لتفاعل كيميائي واحد التفاعل التالي. تبدأ العملية عندما تمتص النباتات الماء ، عادة من خلال جذورها. بعد ذلك ، تمتص ثاني أكسيد الكربون من الهواء. يمتص ضوء الشمس في المرحلة الأخيرة من عملية التمثيل الضوئي. اعتمادًا على نوع النبات والبيئة التي تعيش فيها ، تمتلك النباتات تكيفات مختلفة قليلاً لإجراء عملية التمثيل الضوئي. بينما تمتص معظم النباتات الماء من خلال جذورها ، تختلف أنظمة الجذر في الأنواع التي تعيش في بيئات فيزيائية مختلفة. النباتات التي تعيش في الصحراء ، على سبيل المثال ، لها بنية جذرية خاصة لامتصاص الماء. النباتات الأخرى ، مثل فوط الزنبق ، لها هياكل فريدة للمساعدة في جمع المياه. يمكن للنباتات امتصاص ثاني أكسيد الكربون من المسام الموجودة في جذورها وأزهارها وأوراقها وفروعها وسيقانها. تتضمن المرحلة الأخيرة في عملية التمثيل الضوئي أخذ ضوء الشمس. عندما تمتص النباتات ضوء الشمس ، يحدث تفاعل كيميائي حيث يتم تكسير جزيئات ثاني أكسيد الكربون والماء. ينتج عن هذا الكربوهيدرات ، أو الجلوكوز ، وهو سكر يمكن للنباتات تخزينه واستخدامه لاحقًا للحصول على الطاقة. المنتج النهائي الآخر لهذه المرحلة هو الأكسجين ، الذي تطلقه النباتات مرة أخرى في الغلاف الجوي.

فوائد التمثيل الضوئي

بالإضافة إلى مساعدة النباتات ، فإن التمثيل الضوئي هو أحد أهم الوظائف البيولوجية على هذا الكوكب. إنه يؤثر على الحياة على الأرض وحتى على العديد من جوانب المجتمع. نظرًا لأن البشر والحيوانات الأخرى لا يمكنهم صنع طعامهم ، فإنهم يعتمدون على التمثيل الضوئي للحفاظ على النباتات ، والتي بدورها توفر القوت للكائنات الحية الأخرى في السلسلة الغذائية. ينتج التمثيل الضوئي أيضًا الأكسجين كمنتج ثانوي ، وهو أمر ضروري لحياة الإنسان وحياة العديد من الكائنات الحية الأخرى. عندما تمتص ثاني أكسيد الكربون ، تبتلع النباتات أيضًا غازات أخرى في الغلاف الجوي ، بما في ذلك الملوثات. ومع ذلك ، فإن الغاز الوحيد الذي يطلقونه هو الأكسجين ، وهذا بدوره يعني أنهم يساعدون في تنظيف وتنقية الهواء. تلعب النباتات والكائنات الحية الدقيقة أيضًا دورًا في معالجة التربة ، والتي تتضمن استخدام النباتات لالتقاط السموم الضارة في التربة والقضاء عليها. كما يتيح التمثيل الضوئي نمو الإمدادات الغذائية الهامة والمحاصيل النقدية في البلدان حول العالم.

للنباتات أيضًا دور حيوي في مجالات الصحة والطب. يتم إنشاء العديد من الأدوية الحديثة من النباتات. يحتوي Foxglove ، على سبيل المثال ، على مواد كيميائية تستخدم في علاج قصور القلب. يخفف الصبار من أعراض الحروق ، وتكافح الأدوية الأخرى الصداع وأنواع معينة من السرطان وأمراض أخرى.

يمكن للأشجار والنباتات أيضًا أن تقلل من فواتير الطاقة لأصحاب المنازل ، حيث أن الظل الذي توفره للمنازل يمكن أن يخفض تكلفة فاتورة الطاقة.