كيف ينتج النبات الغذاء | معلومات لأول مرة ستقرأها

لا تتطفل النباتات على الكائنات الأخرى من أجل أن تحصل على غذائها، بل تقوم بصنعه بنفسها، و ذلك من خلال ما يسمَّى بعملية التركيب الضوئي و تعرف أيضًا بالبِناء الضوئي، و التي تتم عن طريق امتصاص جذور النباتات للماء و غاز ثنائي أكسيد الكربون من الهواء، و بواسطة الطاقة الضوئية التي تمتصها من أشعة الشمس، تتحول جزيئات غاز ثنائي أكسيد الكربون و جزيئات الماء إلى سكريات الغلوكوز، و التي من شأنها أن تكون هي مصدر الغذاء للنباتات. و لتفاصيل أكثر عن هذا الموضوع العلمي الشيّق سنغني ثقافتكم بالحديث عن كيف ينتج النبات الغذاء.

كيف ينتج النبات الغذاء

في الحقيقة يمكننا القول بأننا قد أجزنا في جوابنا عن السؤال ” كيف ينتج النبات الغذاء ” ضمن مقدمة هذا المقال، و لكن في هذه الفقرة سنقوم بشرح موسَّع عن المراحل التي يمر بها صنع الغذاء و بالترتيب ^[1].

1- مرحلة امتصاص الطاقة الضوئية

• من المهم أن نذكر بأن جميع مراحل عملية التركيب الضوئي تتم ضمن أجزاء محددة من الخلية النباتية ألا و هي ” البلاستيدات الخضراء “، و التي تحتوي أغشية هذه العضيَّات على صِباغ الكلوروفيل.
• ثم بواسطة هذا الصِباغ ” الكلوروفيل الخضراء ” الذي يتصل بالأغشية الموجودة ضمن البلاستيدات الخضراء و هي بروتينات أغشية الثايلاكويد.
• بعد ذلك يعمل هذا الصِباغ على امتصاص أشعة الشمس من أجل إزالة الإلكترونات من جزيء الماء، و من ثم إنتاج الأكسجين.

2- مرحلة انتقال الإلكترونات

• يتم انتقال الإلكترونات من خلال سلسلة متخصصة بنقلها ضمن غشاء الثايلاكويد.
• ثم يتم اختِزال الجزيء +NADP إلى المركَّب NADPH.
• و كما تجدر الإشارة بأن انتقال الإلكترونات يرتبط بحركة البروتونات من المنطقة المحيطة بأغشية الثايلاكويد إلى داخل غشاء الثايلاكويد، و التي تسمّى هذه المنطقة بمنطقة السدى.
• و هذه المرحلة من كيف ينتج النبات الغذاء تتم بواسطة معادلات كيميائية يمكنك البحث عنها و القراءة عنها بشكل مفصّل.

3- مرحلة توليد جزيئات الطاقة

• جزيئات الطاقة ATP التي يتم إنتاجها من حركة البروتونات، و ذلك أسفل مناطق تركيزها ضمن غشاء الثايلاكويد إلى منطقة السدى بواسطة المركَّب F0F1.
• ثم يعمل المركَّب F0F1 على ربط حركة البروتون بعملية إنتاج جزيئات الطاقة من جزيئات أدينوسين ثنائي الفوسفات ADP.

4- مرحلة تثبيت الكربون

• تقوم جزيئات ATP-4 و المركَّب NADPH الإلكترونات و الطاقة المطلوبة في عملية ” تشكيل البوليمرات السكريّة “.
• بعد ذلك تتم عملية تشكيل البوليمرات السكرية التي تتألف من غاز ثنائي أكسيد الكربون و الماء.
• ثم يتم تثبيت الكربون، وفق معادلة كيميائية مهمة توضّح مرحلة تثبيت الكربون من كيف ينتج النبات الغذاء.

مكان تخزين النبات للغذاء

بعد أن أجبنا بشكل موسَّع عن سؤال ” كيف ينتج النبات الغذاء “، من الجدير بالذكر أن تسألوا أنفسكم عن مكان تخزين النبات للغذاء ^[2]. لِذلك فيما يلي سنقوم بتوضيح الأماكن التي يخزِّن فيها النبات غذائه :

1- سيقان و ثمار النبات

• كإجابة أكثر تفصيلًا عن كيف ينتج النبات الغذاء، إن السكريات التي تنتجها النباتات يتم تخزينها في الثمار مثل : التفاح و البرتقال وأزهار اليقطين، و السيقان مثل : البصل و الزنجبيل.
• فبعد أن يتم إنتاجه بواسطة عملية التركيب الضوئي، ينقَل إلى سيقان النباتات عن طريق الماء المحمّل بالعناصر المعدنية من أجل تغذية باقي أجزاء النبات و من ثم يتم تخزينه.
• ثم ننتقل إلى سكّر الفركتوز و هو السكر الطبيعي للفواكه، و الذي يخزَّن ضمن الثمار.
• حيث نعتبر أن نوع السكر السابق من أنواع السكريات المسؤولة عن طاقة النباتات و حتى الحيوانات أيضًا، و التي مجموعها يعرف باسم ” سكر العنب “، و التي تشبه السكريات المتواجدة في دم الإنسان.

2- بذور و جذور النبات

• ضمن عملية التمثيل الضوئي، يتم إنتاج سكر الغلوكوز، و الذي يتم تحويل الزائد منه إلى نشا، ليخزَّن في الجذور مثل الجزر و الفجل، و البذور مثل الذرة و الأرز، و الذي يعد الاحتياط الأول للطاقة في النباتات.
• ثم إن هذا النشا يتألف من الأميلوز، و الذي يتم إنتاجه داخل الأميلوبكتين بشكل أساسي، داخل البلاستيدات.
• كما تتواجد النشويات ضمن البذور للمساعدة في نمو النباتات، و خصوصًا في المراحل الأولى من المراحل الجنينية.
• إلى جانب تواجد النشويات ضمن أنسجة النبات و جذورها، للمساعدة في حمايتها و خصوصًا في فصل الشتاء، حيث تعتبر كمخزون احتياطي للنبات بسبب عدم قدرته على القيام بعملية التركيب الضوئي.

أهمية عملية إنتاج النبات للغذاء

لا تقتصر أهمية عملية التركيب الضوئي على الكائنات الحيّة فقط، بل إنها مهمة أيضًا لكوكب الأرض. و هذه هي أبرز النقاط الرئيسية لأهمية إنتاج النبات الغذاء ^[3] :

• تقوم عملية التركيب الضوئي ( كيف ينتج النبات الغذاء )، بتزويد النباتات بالغذاء اللازم لنموها، و من ثم إنتاج الثمار الذي يفيد الإنسان.
• تساهم في قدرة النباتات في الحِفاظ على توازن نسبة الأكسجين في الجو.
• إضافة إلى توازن نسبة غاز ثنائي أكسيد الكربون أيضًا.
• لولا وجود عملية التركيب الضوئي، لَما تم امتصاص غاز ثنائي أكسيد الكربون و إنتاج غاز الأكسجين، و لَمات كل كائن حي على وجه الأرض.
• يقوم بتعزيز العلاقات التكافلية ما بين جميع الكائنات الحيّة.
• أهمية كيف ينتج النبات الغذاء و التي تتم بواسطة عملية التركيب الضوئي، التي هي مصدر الطاقة الرئيسي، و التي تستطيع من خلالها النباتات و الأشجار البقاء على قيد الحياة.

عملية التركيب الضوئي

بما أن عملية التركيب الضوئي هي الجوب الوحيد للسؤال : ” كيف ينتج النبات الغذاء “، فينبغي معرفة كل ما يخصّ هذه العملية الحيوية المهمة، فما هي أنواع عملية التركيب الضوئي و هل توجد شروط لها، و ما هي نواتج هذه العملية.

أنواع عملية التركيب الضوئي

تِبعًا لاستخدام الأكسجين، يمكن أن تنقسم عملية التركيب الضوئي ( كيف ينتج النبات الغذاء ) إلى نوعين أساسين ^[4] هما كالتالي :

1- التركيب الضوئي الأكسجيني

• يقوم هذا النوع بإنتاج ما يسمَّى بالمركبات الكربوهيدراتية، بسبب تحول جزيئات الماء إلى غاز ثنائي أكسيد الكربون من خلال طاقة ضوء الشمس.
• حيث يختَزَل غاز ثنائي أكسيد الكربون باكتساب الإلكترونات، و تأكسُد جزيء الماء بفقده الإلكترونات.
• ثم إن هذا النوع من عملية التركيب الضوئي، يعد النوع الأكثر انتشارًا ضمن النباتات.
• يتميز بالدور الهام جدًا في جعل دورة التنفس في الحياة متوازنة، و ذلك بواسطة امتصاص غاز ثنائي أكسيد الكربون من الهواء، و إنتاج الأكسجين في الغلاف الجوي.
• من أهم الأمثلة على الكائنات الحية التي تقوم بعملية التركيب الضوئي الأكسجيني هي : البكتيريا الزرقاء و الطحالب.

2- التركيب الضوئي غير الأكسجيني

• كنوع آخر من عملية التركيب الضوئي التي ينتج النبات الغذاء بواسطتها، يعرف هذا النوع بمسمى آخر و هو : ” التركيب الضوئي غير المؤكسد “، و ذلك بفضل اكتسابه للإلكترونات من مصادر أخرى سوى الماء.
• ثم إن هذا النوع من عملية التركيب الضوئي يتميز بعدم إنتاجه للأكسجين، بل يعتمد عليه بالمصادر التي تعطي الإلكترونات.
• و على سبيل مثال الكائنات الحيّة التي تقوم بهذا النوع هي : بكتيريا الكبريت الخضراء، التي ينتج عنها مادة الكبريت الصلب بسبب استخدامها لغاز كبريتيد الهيدروجين في عملية التركيب الضوئي غير المؤكسد.

شروط عملية التركيب الضوئي

في الحقيقة لا يجب أن نكتفي بالإجابة عن سؤال ” كيف ينتج النبات الغذاء “، بأن نقول بعملية التركيب الضوئي، بل يجب أن نفهم أيضًا ما هي شروط هذه العملية ^[5]. و هي وفق ما يلي :

• أشعة الشمس.
• الماء.
• غاز ثنائي أكسيد الكربون.
• صبغة الكلوروفيل الخضراء.

نواتج عملية التركيب الضوئي

تتلخص نواتج هذه العملية هي :

• غاز الأكسجين.
• الماء.
• الجلوكوز.

الكلوروفيل و التركيب الضوئي

كما وجدنا في فقرة شروط عملية التركيب الضوئي وجود صِباغ الكلوروفيل، حيث يتم التفاعل الكيميائي ما بين الماء و غاز ثنائي أكسيد الكربون بوجود الكلوروفيل. و في ما يلي أهمية صِباغ الكلوروفيل لعملية كيف ينتج النبات الغذاء.

• يقوم صِباغ الكلوروفيل بامتصاص الطاقة الضوئية من أشعة الشمس من أجل تسخيرها لعملية التفاعل الكيميائي.
• بعد ذلك يتم إنتاج الأكسجين و الجلوكوز.
• يعمل الكلوروفيل على امتصاص اللونين الأزرق و الأحمر الموجودين في الضوء.
• لا يملك صِباغ الكلوروفيل القدرة على أن يمتص اللون الأخضر، بل يقوم بعكسه مما يعطي النباتات لونها الأخضر الخلّاب.

إلى هنا نصل إلى خِتام هذا المقال الشيّق، و الذي كان غنيًا بالمعلومات العلمية الممتعة.

اقرأ أيضًا :

تعرف على خلايا النبات ووظائفها