Photosynthesis (UPDATED) - YouTube

تم تشغيل الترجمة! لإيقاف التشغيل، انقر فوق CC في أسفل اليمين.

كنت أحلم من قبل بكيف سيكون الامر اذا امتلكت احدى القدرات الخاصة التي تتمتع بها الكائنات الحية الأخرى

شيئ ما لا يستطيع البشر - أو الاميبا- القيام به. على سبيل المثال، أن تكون قادراً على الطيران مثل

الشاهين (الصقر الجوال). أو القدرة على السير فوق الجدران بدون أي معدات، مثل أبو بريص Texas banded gecko

ولكن إذا قلت لك أتمنى حقا أن تكون لدي القدرة الخاصة

بالنباتات ـ سيربكك الامر. ما الذي يمكن أن يفعله النبات بهذا القدر من الروعة؟

هناك الكثير من الأشياء الرائعة حول النباتات في الواقع. ولكن، على وجه الخصوص، أتمنى حقا

لو يمكنني القيام بعملية البناء الضوئي. وليست فقط النباتات هي القادرة على القيام بهذه العملية. على سبيل المثال، بعض  

الطلائعيات وبعض البكتيريا يمكنها أيضا. ولكن النباتات سوف تكون محل تركيزنا في مقطع الفيديو هذا.

ولعل الحيوانات والاميبا لا تمتلك هذه القدرة، ولكننا نستفيد منها إلى حد كبير لأن هذه

العملية تنتج الأوكسجين أيضا. غاز نحتاج إليه. أي عملية تحتاجها النباتات نفسها للبقاء على قيد الحياة

هي عملية مهمة بالنسبة لنا ــ لأن النباتات بشكل عام منتج رئيسي تجعل منها أمراً لا غنى عنه

في الشبكات الغذائية. إن العديد من أدواتنا وأطعمتنا تأتي من النباتات. نحن بحاجة إلى نباتات.

لذا فإن فهم طبيعة العملية التي تستخدمها النباتات لصنع غذائها أمر بالغ الأهمية.

لذا فعندما أقول أن النبات يقوم بصنع غذائهم فأنا أتحدث عن صنع السكر الذي يحتاجون إليه.  

لذا فعندما أقول أن النبات يقوم بصنع غذائهم فأنا أتحدث عن صنع السكر الذي يحتاجون إليه.

ولكنك تحصل عليه من كل ما تأكله. ومع ذلك ، يتسنى للنباتات إنتاج الجلوكوز الخاص بها في عملية البناء الضوئي.

في ما يلي المعادلة العامة المتوازنة لعملية البناء الضوئي، مشابهة لما سوف تجده

في العديد من كتب علم الأحياء المدرسية التمهيدية. كما ستلاحظون، هناك بعض أوجه التشابه بينها

وبين معادلة التنفس الخلوي الهوائي. تذكر أنه يتم استخدام التنفس الخلوي لصنع ATP،

وهي عملة في مجال الطاقة ، ويتم القيام بها بواسطة النباتات والحيوانات على حد سواء

والكثير من الكائنات الحية الأخرى أيضًا. يمكنك أن ترى كيف أن هذه المواد المتفاعلة (المدخلات) من البناء الضوئي

مضمنة في المنتجات (المخرجات) في التنفس الخلوي. والمنتجات

(النواتج) لعملية البناء الضوئي مدرجة في المواد المتفاعلة (المدخلات) للتنفس الخلوي. على الرغم من

هذا لا يعني أنها معكوسة ببساطة، فمن المثير للاهتمام أن نرى ما يشتركان فيه.

لذا ففي حين تحتاج كل من النباتات والحيوانات إلى الجلوكوز في التنفس الخلوي، فإن النباتات لا تحتاج إلى

البحث عن الجلوكوز. لأنها تصنعه. النباتات لها تكيفات للقيام بعملية البناء الضوئي في

مجموعة متنوعة من البيئات. هناك أمر واحد يتعين على النباتات القيام به وهو اقتناص الضوء. يمكن للنباتات استخدام

جزيئات تقتنص الضوء و التي تسمى الصبغات. تذكر أن الضوء المرئي له أطوال موجية مختلفة

وهذه الاطوال الموجية لها الوان مختلفة. إذا سبق لك أن لعبت مع منشور من قبل،

يمكنك رؤية كيف يمكن فصل الضوء إلى قوس قزح من الألوان يرجع السبب الى الأطوال الموجية المختلفة.

لذا ، فإن الصباغ الذي تستخدمه النباتات عادة لالتقاط الضوء هو الكلوروفيل. الكلوروفيل يقوم

بعمل عظيم في امتصاص الضوء الأحمر والأزرق – ولكن لا يمتص الكثير من الضوء الأخضر. يعكس الكلوروفيل الضوء الأخضر

وهذا من بين الأسباب التي تجعل العديد من النباتات تبدو خضراء لأعيننا.

هناك صبغات بجانب الكلوروفيل تعمل بأطوال موجية مختلفة للضوء،  

وهذا من شأنه أن يفسر لنا أن اللون الأخضر ليس اللون الوحيد الذي تراه في النباتات.

الكلوروفيل هو صبغة يمكن العثور عليها في بلاستيدات الخلايا النباتات. هناك

تفاعلين رئيسيين يحدثان في البلاستيدة والتي تشكل مجتمعةً عملية البناء الضوئي.

هما: التفاعلات المبنية على الضوء (تفاعلات ضوئية) و تفاعلات غير مبنية على الضوء

يمكن أيضاً أن تسمى التفاعلات الغير مبنية على الضوء بدورة كالفين

أو حتى... أقل شيوعًا... تفاعل الظلام. قد يبدو الأمر مثيراً للاهتمام.

سنتحدث عن كل من هذه التفاعلات باختصار ، وتذكر، مثل معظم مقاطع الفيديو التي نقدّمها،

هذا الفيديو عام إلى حد كبير. لدينا المزيد من روابط القراءة في

وصف الفيديو حيث يمكنك استكشاف المزيد من التفاصيل.

لذا فإن التفاعلات المبنية على الضوء تحدث في هذه الثايكلويد (Thylakoid) حجرات صغيرة في

البلاستيدات الخضراء التي تحتوي على الصبغات مجموعة مكدسة تكون جرانوم. . وسوف تكون مجموعة من الجرانوم ستكون

غرانا. في التفاعلات المبنية على الضوء، يتم اقتناص الضوء والماء (والذي هو مادة متفاعلة في

معادلة البناء الضوئي) يتم "تفكيكه" وهذا يعني إذا فكرت في الصيغة الكيميائية للماء

وهو H20--- يتفكك بحيث تحصل على الإلكترونات والبروتونات والأوكسجين.

لذا، فإن الأوكسجين هو أيضاً نتاج لتفاعلات المبنية على الضوء.

كما تنتج التفاعلات المبنيى على الضوء (ATP ) وNADPH، والتي سنتصل إليها بعد قليل.

وسوف تكون هناك حاجة لكل من ATP وNADPH للعملية التالية: العمليات الغير مبنية

على الضوء. يعرف أيضًا باسم دورة كالفين أوتفاعلات الظلام. الاسم مضلل بعض الشيء.على الرغم من أنه،

صحيح ، هذه العملية لا تقوم بإقتناص الضوء بشكل مباشر، ولكنها لا تتطلب الظلام أيضا.

ومرة أخرى، سيحتاج إلى مواد من التفاعلات المبنية على الضوء مثل (ATP) وNADPH.

لا تزال التفاعلات الغير مبنية على الضوء تحدث في البلاستيدات ولكن على وجه التحديد  

التفاعلات الغير مبنية على الضوء تحصل في السدى (stroma). السدى هو سائل خارج الثايكلويد

يدخل ثاني أكسيد الكربون في التفاعلات الغير مبنية على الضوء - أو دورة كالفين-. يدخل

من خلال مسام ــ التي كثيراً ولكن ليس دائماً تكون على السطح السفلي للأوراق ــ تُدعى

الثغور (stomata) للنباتات القدرة على فتح الثغور وإغلاقها. يدخل غاز ثاني أكسيد الكربون

الثغور و سيتم تثبيتها بـ(مثبت) أعني -وبمساعدة إضافية من انزيم رئيسي-

يتم تغيير ثنائي أوكسيد الكاربون غير العضوي الى صيغة عضوية اكثر قابلية للإستخدام. الـATP الذي نتج من

التفاعلات المبنية على الضوء سيعمل كعملة طاقة لدورة كالفين. الـNADPH

الذي نتج من التفاعلات المبنيى على الضوء سيعمل على خفض الطاقة

وهذا يعني أنه يساعد في إضافة إلكترونات ذات طاقة عالية إلى هذه العملية.

لذا، ففي سلسلة معقدة للغاية من المسارات، ثاني أكسيد الكربون المثبت، ATP و NADPH

يتم استخدامهم لصنع ناتج -- في نهاية المطاف - - يمكن تحويله إلى الجلوكوز. السكر. ه

لذا، دعونا نلقي نظرة على هذه المعادلة. للمرة الأخيرة ، أعدك. لذا، لدينا هنا العناصر المحاطة بدائرة  

من التفاعلات المبنية على الضوء. والآن، لاحظ المواد الأخرى -------- ثاني أكسيد الكربون

على جانب المواد المتفاعلة والجلوكوز على جانب النواتج -- كانت تلك من دورة كالفين.

تذكر أن هناك الكثير من التفاصيل التي يمكن استكشافها في هذه العملية المذهلة.  

يمكنك التعرف على الأنظمة الضوئية الموجودة في التفاعلات المبني على الضوء

أو تفاصيل عن جميع الخطوات في دورة كالفين وكيفية تحويل ATP وNADPH  

إلى ADP وNADP+ والتي يمكن استخدامها مرة اخرى من قبل التفاعلات المبنية على الضوء

ولكن قبل أن ننهي مقطع الفيديو القصير، نود أن نذكر أن النباتات لديها بعض التكيفات المذهلة

التي تساعدهم على القيام بعملية البناء الضوئي بكفاءة عالية في البيئات المختلفة.

العديد من التكيفات قد تتضمن تنوع أشكال الأوراق والتغطيات،  

والصبغات. وهذا بالتأكيد جدير بأن يكون موضوع فيديو منفصل تمامًا، ولكن

لإعطاء مثال مرتب لأحد التكيفات المتضمن عملية البناء الضوئي: فكر في الصبار.

الصبار له مشكلة محتملة. كثيراً ما يعيش الصبار في صحراء حارة وهكذا لو فتحوا

الثغور خلال اليوم الحار للحصول على ثاني أكسيد الكربون، يمكن أن يفقدوا بسهولة كمية من الماء أكبر مما

سيكون مثالياً. يمكن أن يهرب الماء الغالي من خلال الثغور إذا كانت مفتوحة،

وسوف يحدث هذا بمعدل أسرع في شمس الصحراء الحارة ولكن الصبار وبعض النباتات الأخرى أيضاً،

يمكنها القيام بشيء يسمى عملية أيض الحمض العصاري(CAM). في عملية أيض الحمض العصاري، يمكن للنباتات أن تفتح لثغور عند

الليل – عندما لا يكون الجو حاراً جداً – ويمكنهم جمع ثاني أوكسيد الكربون وتخزينه كيميائياً. وهي قادرة على ذلك

ثم استخدم ثاني أكسيد الكربون هذا في اليوم التالي الذي تسطع فيه الشمس مع إغلاق ثغورها،

سامحةً لهم بتجنب الاضطرار إلى فتح ثغورهم في حرارة اليوم. حسنًا،

"كان هذا كل شيء بالنسبة لأخوات الاميبا، ونذكركم بأن تبقوا فضوليين. ترجمة عباس جواد"