تصنع النباتات طعامها الخاص من المركبات غير العضوية من خلال عملية تسمى التمثيل الضوئي التي تحدث في الأوراق. المكونات اللازمة لعملية التمثيل الضوئي هي الضوء والماء وثاني أكسيد الكربون. سيتأثر معدل التمثيل الضوئي بكمية هذه المكونات المتاحة ، وكذلك درجة الحرارة. المنتجات النهائية لعملية التمثيل الضوئي هي الأكسجين ، الذي تطلقه النباتات ، والكربوهيدرات ، التي تصبح مصدر الطاقة للنباتات. بناءً على البنية الأساسية للجلوكوز ، تستخدم النباتات أيضًا التمثيل الضوئي لإنشاء العديد من المواد الكيميائية القائمة على الكربون الأكثر تعقيدًا والتي تعد ضرورية لنموها وبقائها.
كيف تصنع النباتات طعامها؟
البلاستيدات الخضراء في ورقةأولاً ، ترتفع المياه الممتصة عبر الجذور إلى الأوراق وتدخل خلايا خاصة تسمى البلاستيدات الخضراء. تحتوي هذه الخلايا على الكلوروفيل ، صبغة خضراء تعطي الأوراق لونها من خلال عكس الأطوال الموجية الخضراء. والأهم من ذلك ، أن الكلوروفيل يمتص الضوء في الأجزاء الحمراء والزرقاء من الطيف ويستخدمه لتشغيل تفاعل كيميائي حاسم. داخل جزيئات البلاستيدات الخضراء ، تمتص جزيئات الكلوروفيل فوتون واحد من الضوء ومقابل الإلكترون. يتبع ذلك سلسلة من التفاعلات الكيميائية ، والتي تحل في النهاية محل الإلكترون المفقود من جزيئات الماء في الورقة. في هذه العملية ، تنفصل ذرة الأكسجين في الماء عن ذرات الهيدروجين وتمرر كنفايات. يتم جمع الهيدروجين المتبقي وتوليفه في النهاية في جزيء كربوهيدراتي.
العملية التي تخلق الطعام الفعلي للمصنع لا تتطلب الضوء ، لذلك تسمى رد فعل مظلم. في جزء آخر من الورقة يسمى السدى ، يتم تقليل ثاني أكسيد الكربون الذي يتم امتصاصه من البيئة إلى كربون وأكسجين. مرة أخرى ، يُسمح للأكسجين بالهروب ، لكن الكربون يتحد مع المنتج النهائي للهيدروجين في العملية الأولى لتشكيل سكر بسيط. يمكن دمجها أو تعديلها لإنتاج أي مركب عضوي تقريبًا قد يحتاجه النبات ، سواء للهيكل أو للتغذية.
لا تستخدم النباتات الطاقة الضوئية مباشرة ، ولكن يجب أن تحولها إلى طاقة كيميائية. من الضوء الذي يصيب ورقة ، يتم استخدام حوالي 5 في المائة فقط للتمثيل الضوئي ، ومن ذلك ، يتم تخزين 30 إلى 50 في المائة فقط كطاقة كيميائية للخلية. لا يزال ، التمثيل الضوئي عملية حيوية ، ليس فقط للنباتات ، ولكن لجميع الكائنات التي تتنفس الأكسجين ، بما في ذلك البشر. يعتقد العلماء أن عملية التمثيل الضوئي في النباتات والطحالب الخضراء المبكرة هي التي خلقت الغلاف الجوي للأرض للتنفس. حتى اليوم ، لا تزال النباتات تغذي البيئة ، حيث ترشح ثاني أكسيد الكربون الضار إلى أكسجين دائم الحياة.
