البناء الضوئي

تندرج الكائنات التي تحتوي على الكلوروفيل وهي النباتات، والطحالب، والبكتيريا الخضراء المزرقة في أسفل الهرم الغذائي، وذلك لأنها تبني غذاءها بنفسها بمساعدة الشمس، والصبغة الخضراء فيها، في عملية تدعى البناء الضوئي، أما باقي الكائنات فتعتمد على بعضها لتشكل سلسلة النظام الغذائي.

تحدث عمليات البناء الضوئي في الأجزاء الخضراء من النباتات مثل الأوراق والأغصان الطرية الغضة، وهو عبارة عن تفاعل كيميائي يحدث بمساعدة الشمس، ومع وجود الماء.

تبدأ جذور النبتة بامتصاص الماء من التربة باستخدام الخاصية الأسموزية، وثاني أكسيد الكربون عبر الثغور المنتشرة على الأوراق، وعند شروق الشمس تقع فوتونات الضوء على الأجزاء الخضراء فتحلل الماء إلى جزيئات هيدروجين، وأكسجين، وتكون روابط جديدة لإنتاج سكر الغلوكوز، الذي يعد الأساس الذي تعتمده النبتة لصنع الغذاء، وهو أبسط أنواع السكر، وبالطبع يتم ذلك بمساعدة مادة الكلوروفيل أو اليخضور الموجود في البلاستيدات، وتنتج النبتة الأكسجين وبخار الماء اللذين يخرجان من الثغور، وبذلك تكون النبتة خلصت البيئة من ثاني أكسيد الكربون، الذي يعد غازا ساما، وأنتجت الأكسجين الضروري لتنفس الكائنات الحية، وكذلك أنتجت مادة غذائية.

مراحل البناء الضوئي

ينقسم البناء الضوئي إلى مرحلتين وهما:

• مرحلة الضوء: تحدث هذه المرحلة أثناء النهار، عند وجود أشعة الشمس، وهدفها تحويل الطاقة الضوئية للشمس إلى طاقة كيميائية مخزنة في مركبات، فعند سقوط فوتونات الضوء على أوراق النبتة، تنشطر جزيئات الماء ويتحد الهايدروجين الناتج مع مركب موجود في النبتة، ويسمى فوسفات نيكوتين أمايد أدنين ثتائي النيوكليوتيد (nadp+)، في عملية الاختزال ليشكل (nadph) ويخرج الأكسجين من ثغور الورقة، وينتج جزيء طاقة، ويسمى أدينوسين ثلاثي الفوسفات (atp)، وتخزن النبتة هذه النواتج لوقت لاحق لتكمل عملية البناء.
• مرحلة الظلام (دورة كالفن): تحدث هذه المرحلة أثناء الليل، وتسمى بالمرحلة غير الضوئية، حيث تقوم النبتة باستكمال عملية البناء الضوئي باستخدام المركبات التي تم إنتاجها في المرحلة الأولى، ويتم فيها تثبيت ثاني أكسيد الكربون، وذلك بأن تأخذ النبتة ثاني أكسيد الكربون، ويتم اختزاله في مركبات عضوية موجودة في اليخضور للنبتة، وتستخدم جزيئات الطاقة الناتجة في الخطوة السابقة لتحريك التفاعل.

نواتج البناء الضوئي

ينتج من عملية البناء الضوئي مركب كربوني يسمى سكر الغلوكوز، وهو الأساس في تكوين السكريات، وباقي المواد الغذائية التي تستخدمها النبتة للنمو، والحصول على الطاقة، ولكن الغالبية تستهلك في تكوين الثمار والبذور، فيمكن للنبتة أن تحول نواتج البناء الضوئي لكربوهيدرات، أو بروتينات، بشكل غير مباشر.