Tmnrrbt433
== 'البناء الضوئي' البناء الضوئي (بالإنكليزية: Photosynthesis) هي عملية تقوم من خلالها النباتات وبعض الكائنات الحية بتحويل الطاقة الضوئية من الشمس إلى الطاقة الكيميائية للغذاء.
== ما هي عملية البناء الضوئي أو التمثيل الضوئي في النبات؟
البناء الضوئي (بالإنكليزي: Photosynthesis) أو التمثيل الضوئي في النباتهي عملية تقوم من خلالها النباتات والطحالب وبعض الكائنات الحية الدقيقة بتحويل الطاقة الضوئية من الشمس إلى الطاقة الكيميائية للغذاء.
=== ماذا يحدث في عملية التمثيل الضوئي؟ تقوم النباتات في أثناء عملية البناء الضوئي بالاستفادة من طاقة ضوء الشمس واستخدامها لتحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى مركبات عضوية، وهي جزيئات السكر، والأكسجين. تتيح هذه العملية للكائنات الحية الضوئية تغيير الطاقة الضوئية إلى شكل من أشكال الطاقة - الطاقة الكيميائية في السكريات - التي يمكن لخلاياها تخزينها واستخدامها للنمو. يتم نقل هذه الطاقة الكيميائية إلى الحيوانات التي تأكل النباتات وكذلك الكائنات الحية الأخرى التي تقوم بعملية البناء الضوئي، وإلى الحيوانات التي تأكل الحيوانات الأخرى (انظر السلسلة الغذائية). يتم إطلاق الأكسجين الناتج من عملية البناء الضوئي في الغلاف الجوي في حالة الكائنات البرية، أما في حالة الكائنات المائية، فيكون إطلاق الأكسجين في بيئتها المائية وتستخدمه الكائنات الحية للتنفس الخلوي. وللحصول على كل الموارد المميزة على موقعنا،اضغط هنا.
ما أهمية عملية التمثيل الضوئي؟
يُعدُّ البناء الضوئي ذو أهمية بالغة جدًا للحياة على الأرض، إذ يؤدي دورًا مباشر وغير مباشر في الطعام الذي نتناوله والهواء الذي نتنفس، وفي حال غياب البناء الضوئي لن تتجدد الإمدادات الغذائية الأساسية للأرض. وفي ندرة الطعام تختفي معظم الكائنات الحية ويصبح الكوكب خاليًا من الأكسجين. (انظر أيضا النظام البيئي).
=== هل تعرف كل شيء عن الورقة في النبات؟ ماذا تعرف عن تكيف النباتات؟
معادلة البناء الضوئي
يحدث البناء الضوئي عن طريق الطاقة الضوئية من الشمس التي تُسبب سلسلة من التفاعلات الكيميائية بين ثاني أكسيد الكربون والماء، مكونة الجلوكوز (السكر البسيط) والأكسجين كنواتج نهائية للبناء الضوئي. يمكن التعبير عن العملية الشاملة على النحو التالي:
ثاني أكسيد الكربون + ماء + طاقة ضوئية ← غلوكوز + أكسجين
يتطلب التفاعل وجود مادة اليخضور (الكلوروفيل)، وهو مادة صبغية خضراء توجد في جميع الكائنات الحية التي يمكن أن تخضع لعملية البناء الضوئي. ويؤدّي اليخضور دورًا مهمًا في التقاط الطاقة من ضوء الشمس الوارد ونقلها إلى المركّبات الكيميائية المشاركة في عملية البناء الضوئي. يوجد اليخضور في الخلايا النباتية في عُضيّات تُسمى البلاستيدات الخضراء. وتتم جميع عمليات البناء الضوئي في النباتات داخل البلاستيدات الخضراء التي تتركز في الخلايا الحاجزية الأوراق. يستمر البناء الضوئي من خلال سلسلة من الخطوات، حيث يدخل الماء إلى النبات من خلال الجذور وينتقل إلى الأوراق. ويدخل ثاني أكسيد الكربون إلى الأوراق من خلال مسام صغيرة تُسمى الثغور، ثم يلتقط اليخضور الطاقة من أشعة الشمس داخل البلاستيدات الخضراء وتؤدي هذه الطاقة بعد ذلك إلى سلسلة من التفاعلات الكيميائية بين ثاني أكسيد الكربون والماء وتحويلها إلى غلوكوز وأكسجين. يعد ذلك يتم إطلاق الأكسجين الناتج عن عملية البناء الضوئي في الهواء كمنتج نفايات وقد يحرق النبات بعض الغلوكوز على الفور للحصول على الطاقة لتشغيل الأنشطة الخلوية. يمكن تحويل بعض جزيئات الغلوكوز إلى سكريات أخرى مثل الفركتوز أو السكروز أو يتم ربطها معًا لتكوين السليلوز، وهو كربوهيدرات ضرورية لبناء وإصلاح جدران الخلايا. يرتبط معظم غلوكوز المنتج في عملية البناء الضوئي معًا لتكوين النشاء، وهو كربوهيدرات معقدة أيضًا تخزنه النباتات في أنسجتها وتقسمه إلى جزيئات غلوكوز عندما تحتاج إلى طاقة. اشترك واحصل على أكثر من مليون مورد تعليمي في جميع المواد.
التفاعل الضوئي
عدلتحتوي جميع الكائنات التي تخضع للبناء الضوئي، باستثناء مجموعة صغيرة من البكتيريا، على أشكال مختلفة من اليخضور، وهو أمر بالغ الأهمية في نقل الطاقة من الضوء إلى المركبات الكيميائية، وقد تؤدي أصباغ أخرى أيضًا دورًا في عملية النقل هذه وفقًا لنوع الكائن الحي. ويقوم النبات بتجميع الضوء لعملية البناء الضوئي من الطيف المرئي للضوء، وتمتص الأصباغ المختلفة الضوء من نطاق معين داخل هذا الطيف.
== التحلل الضوئي يتم خلال تفاعل الضوء امتصاص أو التقاط الطاقة الضوئية الواردة بواسطة أصباغ اليخضور في الخلية ويخضع كل فوتون أو "جسيم" من الضوء لعملية تسمى فصل الشحنات الحرة. في هذه العملية يتم فصل الإلكترون عن جزيء اليخضور ويتم تمريره بطاقة أعلى إلى جزيء حامل، وبالتالي يتم تحويل طاقة الفوتون إلى طاقة كيميائية. يتم استبدال الإلكترونات التي فقدتها جزيئات اليخضور بإلكترونات تنفصل عن الماء. تُدعى هذه العملية بعملية التحلل الضوئي، والتي تشكل الأكسجين كمنتج نفايات.
== التفاعل اللاضوئي
يتم أثناء هذا التفاعل تكوين السكريات باستخدام ثاني أكسيد الكربون ونواتج التفاعلات المعتمدة على الضوء والعديد من المواد الكيميائية الأخرى الموجودة في النبات فيما يُسمى بـ"دورة كالفين". وينتشر ثاني أكسيد الكربون في النبات جنبًا إلى جنب مع المواد الكيميائية الموجودة في البلاستيدات الخضراء ويتم إنتاج الغلوكوز ونقله حول النبات عن طريق عملية النقل الصبغي.
== العوامل المؤثرة على البناء الضوئي
تُوجد ثلاثة عوامل أساسية تؤثر على البناء الضوئي وهي:
=== شدة الضوء نسبة تركيز ثاني أكسيد الكربون الحرارة
==== شدة الضوء إذا كانت نسبة الضوء الساطع على النبات قليلة، فلن تحصل التفاعلات الكيميائية المُعتمِدة على الضوء كما يجب. هذا يعني أن التحلل الضوئي لن يحدث بسرعة، وبالتالي سيتم إنتاج القليل من ناقل الإلكترون NADPH وناقل الطاقةATP وسيؤدي هذا النقص إلى تفاعلات مستقلة عن الضوء. يتم فحص شدة الضوء المطلوبة بسهولة في نبات مائي مثل أعشاب البرك، حيث يمكن حساب فقاعات الأكسجين المنبعثة أو قياس حجمها. ومن خلال تغيير المسافة بين الضوء والنبات، يتم تغيير شدة الضوء وهذا التغيير في شدة الضوء يؤثر على التغير في معدل البناء الضوئي. ويمكن استخدام الإضاءة الصناعية في الظلام لرفع معدل البناء الضوئي.
مستويات ثاني أكسيد الكربون يُستخدم ثاني أكسيد الكربون في التفاعلات المستقلة عن الضوء، حيث يندمج مع ناقل الإلكترون NADPH وناقل الطاقةATP ، والعديد من المواد الكيميائية الأخرى لتكوين الجلوكوز. لذلك، إذا لم تتوافر كمية كافية من ثاني أكسيد الكربون، فسيتراكم ناقل الإلكترون NADPH وناقل الطاقة ATP ولن يتم تكوين جلوكوز كافٍ.
===== درجة حرارة هناك العديد من الإنزيمات التي تعمل في تفاعلات التمثيل الضوئي، وجميعها تؤدي دورها بشكل أفضل عند درجات الحرارة المُثلى في بيئتها، حيث تتمتع النباتات الاستوائية بدرجة حرارة مثالية أعلى من تلك التي تتكيف مع المناخ المعتدل. فإذا انخفضت درجات الحرارة للغاية، يصبح هناك القليل من الطاقة الحركية، وبالتالي ينخفض معدل التفاعل. أما إذا كانت درجات الحرارة مرتفعة للغاية، فإن الإنزيمات تفقد قدرتها الطبيعية ويتوقف تحفيز تفاعل التمثيل الضوئي. لذا من المهم أن تحافظ البيوت البلاستيكية الزراعية على درجة حرارة مثالية لتحقق نمو صحي وطبيعي للنباتات.
== ما نواتج عملية البناء الضوئي؟
=
ينتج عن عملية البناء الضوئي أو التمثيل الضوئي الأكسجين، حيث يُنتج النبات مقابل كل جزيء يدخله من ثاني أكسيد الكربون جزيء من الأكسجين. وتُنتج عملية البناء الضوئي أيضًا مركبات سكّرية ينتج عنها الكثير من الطاقة. بالإضافة إلى ناتٍج مهم وهو تقليل نسبة غاز ثاني أكسيد الكربون في الجو، حيث وجدت الدراسات أن نسبة ثاني أكسيد الكربون في البيوت البلاستيكيّة المزروعة قليلة جداً مقارنة مع محيطها الخارجي.
مراحل عمليّة البناء الضوئي تتم عملية البناء الضوئي من خلال دورتين: دورة النهار (تفاعلات الضوء) ودورة الليل (تفاعلات الظلام). تفاعلات الضوء، وهي التفاعلات التي تحدث خلال فترة النهار، وتعتمد على وجود الضوء خلالها. وتفاعلات الظلام، وهي التفاعلات التي تحدث خلال فترة الليل. يحصل النبات على الضوء، بامتصاص الضوء إلى الخلايا بمساعدة مادة الكلوروفيل التي تساعد على امتصاص الضوء وتحويله إلى طاقة كيميائيّة. وتحصل النباتات على ثاني أكسيد الكربون الموجود في الجو عن طريق المسامات الموجودة في أوراق النباتات. يتّحد ثاني أكسيد الكربون مع الماء والمواد الغذائيّة التي تحصل عليها النبات من الجذور فيتمّ تحويل المواد المتّحدة والضوء إلى أكسجين وسكر، وينتج الأكسجين عن طريق تفكيك الماء إلى هيدروجين وأكسجين. ينطلق الأكسجين إلى الجو عن طريق مسامات أوراق النبات، بعد أن تأخذ حاجتها من الأكسجين، ويتوزّع السكر على أنحاء النبتة بعد أن يتحلل في الماء الذي تحصل عليه من جذور النبات.
== البحوث في مجال البناء الضوئي
بدأت البحوث في هذا المجال منذ القرن التاسع عشر ولا تزال جارية حتى يومنا هذا. وقد شملت البحوث استخدام الهندسة الوراثية لتغيير آليات البناء الضوئي المحددة وتحسين إنتاجية المحاصيل. ولكن العوامل المعقدة في الزراعة والتغيير الجيني للمحاصيل قد أحبط العلماء. فبحلول أوائل القرن الحادي والعشرين لم تستطع الهندسة الوراثية أن تثبت قدرتها على تحسين وزيادة غلة المحاصيل الزراعية.
كان أحد مجالات البحث المثيرة للاهتمام هو اكتشاف أن بعض الحيوانات قادرة على تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية على نطاق صغير. على سبيل المثال، تكتسب البزّاقة البحرية الخضراء البلاستيدات الخضراء من الطحالب التي تأكلها. وعندما تُخزّن هذه البزاقات ما يكفي من البلاستيدات الخضراء، تُصبح قادرة على إنتاج عملية البناء الضوئي ولا تحتاج بعد الآن إلى تناول الطعام.
تُعدّ عملية البناء الضوئي من العمليات المعقدة جدًا في الخلايا النباتية، ولا تقتصر أهميتها على النباتات فقط، وإنما تؤثر أيضًا على حياة جميع الكائنات الحية الأخرى فهي تمد الغلاف الجوي بالأكسجين اللازم للبقاء، بالإضافة إلى أنّها تنقي الجو من غاز ثاني أكسيد الكربون وهو ما يُساعد في تخفيف آثار ظاهرة الاحتباس الحراري.
نحن في توينكل ندرك أهمية الوقت للمدرسين والآباء والأمهات عند تدريس الأطفال ونعلم أن الموارد الاحترافية تؤدي دوراً أساسيًا في العملية التعليمية ولذا يقوم فريق المدرسين والمصممين لدينا بتصميم الموارد التعليمية اللازمة لدعم الأهالي والمدرسين لتوفير الوقت والجهد عليهم ونقل الخبرات اللازمة لهم. وهنا ستجد الكثير من الموارد الأخرى اللازمة لتدريس مواضيع متنوعة عن النباتات مثل:
بوربوينت ماذا تحتاج النباتات لتنمو؟
استخدم هذا العرض التقديمي المصور لمساعدة الأطفال على معرفة ما تحتاجه النباتات لتنمو وتتمتع بصحة جيدة. سيساعدك هذا المورد في تعريف الطلاب على أجزاء النبات وما يحتاجه النبات ليكون بصحة جيدة والدور الذي يلعبه الماء في نمو النبات ومقدار الحاجة إليه بالإضافة إلى أهمية الضوء بالنسبة للنباتات.
بوربوينت بموضوع البيئة
يعد هذا المورد وسيلة رائعة لبدء نقاشاً عاماً في الصف حول موضوع متعلق بالبيئة من خلال صورة مرتبطة بالموضوع والقصة التي ترويها هذه الصورة.
أمامك بوربوينت حول التكيف مع البيئة المحيطة للكائنات الحية لتعريف الطلاب حول كيفية تأقلم الكائنات الحية مع الطقس والبيئة المحيطة والتكيف معها والفروقات بين الإنسان والكائنات الحية الأخرى مثل الجمل والدب القطبي، يمكنك استخدام هذا البوربوينت لابتداء نقاش حول الموضوع ليتشارك ويتفاعل فيه كل الطلاب في الفصل.
== خُطَّة درس حول كوكب الأرض والبيئة
==
مورد ممتاز لتعليم الطلاب حول موضوع كوكب الأرض والبيئة، والكتابة حول هذا الموضوع، كما يحتوي هذا المورد على بوربوينت وصور وخطة درس ليكون مادة ممتازة ومتكاملة لدعم المُدّرس وتصميم درس غنيّ وفعّال.