الرئيسية
أحدث الصور
دخول
التسجيل
ثانيا : البناء الضوئى فى النباتات الخضراء
أهمية عملية البناء الضوئى:
(1) انتاج المواد الكربوهيدراتية والبروتينية والدهنية والفيتامينات ، وهذة المواد الغذائية هامة جداً للكائنات الحية فهى :
أ- تمد جميع الكائنات الحية بالطاقة اللازمة لنموها وتكاثرها.
ب- لازمة للمحافظة على حياتها.
(2) لها أهمية اقتصادية كبيرة فى :
أ- انتاج الألياف النباتية والحيوانية المستعملة فى صناعة الأنسجة.
ب- انتاج الأخشاب.
ج- صناعة الورق والكحول والخل والدهن وغيرها.
وهذه المنتجات كلها تعتمد على معالجة المواد الوسطية أو النهائية لعملية البناء الضوئى معالجة كيميائية خاصة.
(3) تعتبر مصدر الطاقة المختزنة فى جميع أنواع الوقود كالفحم والبترول والغاز الطبيعى .. فمصدر هذا الوقود هو النباتات التى اختزنت الطاقة الشمسية أثناء البناء الضوئى فى العصور الجيولوجية القديمة.
(4) تعمل على ثبات نسبة O2 فى الجو والتى تقدر بنحو 21% من حجم الهواء.
ماهى إلا نتيجة تراكم O2 فى الجو خلال العصور الماضية.
ملاحظات هامة :
(علل) عملية البناء الضوئى قاعدة الحياة الأساسية
لأنها مسئولة عن انتاج الغذاء وتحرير الأكسجين فلولاها لما استمرت الحياة على سطح الأرض وبالتالى فالحياة ماهى إلا ظاهرة ضوء كيميائية.
المواد الخام اللازمه للبناء الضوئى:
المادة أهميتها
1- الماء المصدر الوحيد للهيدروجين اللازم لإختزال CO2 وهى أولى خطوات البناء الضوئي في بناء الكربوهيدرات.
2- ثاني أكسيد الكربون يستمد منه النبات الكربون.
3- النترات – الفوسفات – الكبريتات. مطلوبة لتحويل الكربوهيدرات إلى بروتينات.
4- الفسفور تكوين المركبات الناقلة للطاقة أثناء عملية البناء الضوئى.
5- الماغنسيوم مطلوب لبناء الكلورفيل.
6- الحديد لازم لعمل بعض الانزيمات المساعدة على اتمام العملية
نواتج عملية البناء الضوئى
أولا: السكر أحادى التسكر : هو الناتج الرئيسى للبناء الضوئى ويستخدم فى :
أ- بناء البروتينات اللازمة للنمو.
ب- انتاج الطاقة عند هدمة فى عملية التنفس.
ج- يتحول إلى نشا للتخزين.
ثانياً الأكسجين : وهو ناتج ثانوى لعملية البناء الضوئى.
تحديد معدل البناء الضوئى : يتم ذلك بطريقتين هما :
1) بتقدير كمية المواد الكربوهيدراتية المتكونة فى وحدة الزمن.
ففى ظروف الإضاءة الجيدة يكون معدل البناء الضوئى 1جم مادة كربوهيدراتية فى الساعة لكل متر مربع من سطح الورقة أى 1جم/ساعة/م.
2) يمكن قياس معدل البناء الضوئى بعدد فقاعات O2 المتصاعدة فى وحدة زمنية أو بقياس حجم O2 المتكون
مكان حدوث عملية البناء الضوئى :
الأوراق الخضراء :
هى المراكز الأساسية لعملية البناء الضوئى لأنها تحتوى على البلاستيدات الخضراء فى النباتات الراقية .
2- السيقان العشبية الخضراء تساهم فى عملية البناء الضوئى لأحتوائها على أنسجة كلورنشيمية بها بلاستيدات خضراء.
تركيب البلاستيدة الخضراء فى النباتات الراقية:
أ- تحت الميكروسكوب الضوئى : تبدو البلاستيدة الخضراء على شكل عدسة محدبة لتجميع الضوء.
ب- تحت الميكروسكوب الإلكترونى : ثبت انها تتكون من :
أ- غشاء خارجى دقيق مزدوج : سمكة حوالى 10 نانومتر.
ب- الستروما ( النخاع) : يتكون من مادة بروتينية عديمة اللون.
ج- الجرانا : أكتب نبذه عن الجرانا.
1- حبيبات قرصية الشكل تنتشر فى النخاع.
2- يبلغ قطر الحبيبة حوالى 0.5 ميكرون وسمكها حوالى
0.7 ميكرون.
3- تنتظم فى عقود تمتد داخل جسم البلاستيدة.
4- تتركب الحبيبة الواحدة من (15) قرصاً أو أكثر
متراصاً بعضها فوق بعض.
5- القرص مجوف من الداخل وتمتد حوافه خارج حدود الحبيبة لتلتقى بحواف قرص آخر لحبيبة أخرى مجاوره ... وهكذا التركيب يزيد كثيراً من مساحة السطح المعرض للأقراص وهى التى تختص بحمل الأصباغ التى تمتص الطاقة الضوئية.
الأصباغ الأساسية في البلاستيدة الخضراء :
الصبغة الأساسية اللون النسبة ملاحظات
كلوروفيل (أ)
كلوروفيل (ب)
زانثوفيل
كاروتين أخضر مزرق
أخضر مصفر
أصفر ليمونى
أصفر برتقالى حوالي 70 %
حوالي
حوالي 25%
حوالي 15% لذلك يغلب اللون الأخضر على ألوان الأصباغ الأخرى فى البلاستيدة فتبدو الورقة بلون أخضر
جزئ الكلوروفيل : يختص الكلوروفيل بإمتصاص الطاقة الضوئية اللازمة لعملية البناء الضوئى.
تركيب جزئ الكلوروفيل : معقد التركيب والقانون الجزيئى لكلوروفيل (أ) C55H72O5N4Mg
علل : توجد ذرة الماغنسيوم فى مركز جزئ كلوروفيل (أ)؟
لأنه يعتقد أن قدرة الكلوروفيل على امتصاص الضوء له علاقة بوجود الماغنسيوم فى تركيبه.
علل : تتكون حبيبات النشا داخل البلاستيدات الخضراء باعداد كبيرة وتكون صغيرة الحجم؟
نظراً لأنها لا تلبث أن تتحلل إلى سكر لنقله إلى أعضاء أخرى تحت ظروف معينة.
تركيب الورقة وملائمتها لعملية البناء الضوئي
1- تنتشر الأوراق على الساق والأفرع فى نظام يعرضها لأكبر قدر من أشعة الشمس.
2- نصل الورقة دقيق ومفلطح مما يساعده على استقبال الضوء .
3- يدعم النصل عرق وسطى يتفرع إلى فريعات أصغر فأصغر مكونا شبكة تتخلل النصل وذلك يسمح بتزويد الورقة بالماء والأملاح الممتصة عن طريق الجذر ونقل المواد الغذائية عالية الطاقة التى تجهزها الورقة.
4- يغطى السطحين العلوى والسفلى للورقة طبقة من الكيوتين فيما عدا ثقوب صغيرة ضيقة تسمى ( الثغور) التى تعتبر المكان الرئيسى لتبادل الغازات داخل جسم الورقة وهى غالبا تفتح فى الضوء وتقفل فى الظلام كما تتأثر بدرجة رطوبة الجو وبذلك تتحكم الورقة فى كمية تبخر الماء من النبات.
• عند فحص قطاع عرضى لورقة نبات ذات فلقتين يمر بالعرق الوسطى يتبين أنها تتركب من ثلاثة أنسجة اساسية هى ( البشرتان العليا والسفلى – النسيج المتوسط – الحزمة الوعائية)
1- البشرتان العليا والسفلى
تتركب كلا منها من : طبقة سمكها خلية واحدة من خلايا بارانشيمية برميلية الشكل متلاصقة خالية من الكلوروفيل تتخللها الثغور والجدار الخارجى لها مغطى بطبقة من الكيوتين.
2- النسيج المتوسط
يقع بين البشرتين العليا والسفلى وتخترقه العروق ويتكون من :
(أ) الطبقة العمادية
تتكون من صف واحد من خلايا بارنشيمية مستطيلة الشكل عمودية على سطح البشرة ومزدحمة بالبلاستيدات الخضراء التى ترتب نفسها فى الجزء العلوى من الخلايا العمادية لتستقبل أكبر قدر من الأشعة الضوئية.
(ب) الطبقة الأسفنجية
توجد أسفل الطبقة العمادية وتتركب من خلايا بارنشيمية غير منتظمة الشكل مفككة تفصلها مسافات بينية واسعة وتحتوى خلاياها على بلاستيدات خضراء بنسبة أقل من الخلايا العمادية
3- النسيج الوعائى
يتكون من حزم وعائية عديدة ممتدة داخل العروق والعريقات ويحتوى العرق الوسطى على الحزمة الوعائية الرئيسية .
• وبداخل الحزمة الوعائية توجد أوعية الخشب فى عدة صفوف تفصلها خلايا بارنشيم الخشب ويلى الخشب اللحاء جهة السطح السفلى للورقة وهو يقوم بتوصيل المواد الغذائية العضوية الذائبة التى تكونت فى النسيج المتوسط إلى أجزاء النبات.
أهمية عملية البناء الضوئى:
(1) انتاج المواد الكربوهيدراتية والبروتينية والدهنية والفيتامينات ، وهذة المواد الغذائية هامة جداً للكائنات الحية فهى :
أ- تمد جميع الكائنات الحية بالطاقة اللازمة لنموها وتكاثرها.
ب- لازمة للمحافظة على حياتها.
(2) لها أهمية اقتصادية كبيرة فى :
أ- انتاج الألياف النباتية والحيوانية المستعملة فى صناعة الأنسجة.
ب- انتاج الأخشاب.
ج- صناعة الورق والكحول والخل والدهن وغيرها.
وهذه المنتجات كلها تعتمد على معالجة المواد الوسطية أو النهائية لعملية البناء الضوئى معالجة كيميائية خاصة.
(3) تعتبر مصدر الطاقة المختزنة فى جميع أنواع الوقود كالفحم والبترول والغاز الطبيعى .. فمصدر هذا الوقود هو النباتات التى اختزنت الطاقة الشمسية أثناء البناء الضوئى فى العصور الجيولوجية القديمة.
(4) تعمل على ثبات نسبة O2 فى الجو والتى تقدر بنحو 21% من حجم الهواء.
ماهى إلا نتيجة تراكم O2 فى الجو خلال العصور الماضية.
ملاحظات هامة :
(علل) عملية البناء الضوئى قاعدة الحياة الأساسية
لأنها مسئولة عن انتاج الغذاء وتحرير الأكسجين فلولاها لما استمرت الحياة على سطح الأرض وبالتالى فالحياة ماهى إلا ظاهرة ضوء كيميائية.
المواد الخام اللازمه للبناء الضوئى:
المادة أهميتها
1- الماء المصدر الوحيد للهيدروجين اللازم لإختزال CO2 وهى أولى خطوات البناء الضوئي في بناء الكربوهيدرات.
2- ثاني أكسيد الكربون يستمد منه النبات الكربون.
3- النترات – الفوسفات – الكبريتات. مطلوبة لتحويل الكربوهيدرات إلى بروتينات.
4- الفسفور تكوين المركبات الناقلة للطاقة أثناء عملية البناء الضوئى.
5- الماغنسيوم مطلوب لبناء الكلورفيل.
6- الحديد لازم لعمل بعض الانزيمات المساعدة على اتمام العملية
نواتج عملية البناء الضوئى
أولا: السكر أحادى التسكر : هو الناتج الرئيسى للبناء الضوئى ويستخدم فى :
أ- بناء البروتينات اللازمة للنمو.
ب- انتاج الطاقة عند هدمة فى عملية التنفس.
ج- يتحول إلى نشا للتخزين.
ثانياً الأكسجين : وهو ناتج ثانوى لعملية البناء الضوئى.
تحديد معدل البناء الضوئى : يتم ذلك بطريقتين هما :
1) بتقدير كمية المواد الكربوهيدراتية المتكونة فى وحدة الزمن.
ففى ظروف الإضاءة الجيدة يكون معدل البناء الضوئى 1جم مادة كربوهيدراتية فى الساعة لكل متر مربع من سطح الورقة أى 1جم/ساعة/م.
2) يمكن قياس معدل البناء الضوئى بعدد فقاعات O2 المتصاعدة فى وحدة زمنية أو بقياس حجم O2 المتكون
مكان حدوث عملية البناء الضوئى :
الأوراق الخضراء :
هى المراكز الأساسية لعملية البناء الضوئى لأنها تحتوى على البلاستيدات الخضراء فى النباتات الراقية .
2- السيقان العشبية الخضراء تساهم فى عملية البناء الضوئى لأحتوائها على أنسجة كلورنشيمية بها بلاستيدات خضراء.
تركيب البلاستيدة الخضراء فى النباتات الراقية:
أ- تحت الميكروسكوب الضوئى : تبدو البلاستيدة الخضراء على شكل عدسة محدبة لتجميع الضوء.
ب- تحت الميكروسكوب الإلكترونى : ثبت انها تتكون من :
أ- غشاء خارجى دقيق مزدوج : سمكة حوالى 10 نانومتر.
ب- الستروما ( النخاع) : يتكون من مادة بروتينية عديمة اللون.
ج- الجرانا : أكتب نبذه عن الجرانا.
1- حبيبات قرصية الشكل تنتشر فى النخاع.
2- يبلغ قطر الحبيبة حوالى 0.5 ميكرون وسمكها حوالى
0.7 ميكرون.
3- تنتظم فى عقود تمتد داخل جسم البلاستيدة.
4- تتركب الحبيبة الواحدة من (15) قرصاً أو أكثر
متراصاً بعضها فوق بعض.
5- القرص مجوف من الداخل وتمتد حوافه خارج حدود الحبيبة لتلتقى بحواف قرص آخر لحبيبة أخرى مجاوره ... وهكذا التركيب يزيد كثيراً من مساحة السطح المعرض للأقراص وهى التى تختص بحمل الأصباغ التى تمتص الطاقة الضوئية.
الأصباغ الأساسية في البلاستيدة الخضراء :
الصبغة الأساسية اللون النسبة ملاحظات
كلوروفيل (أ)
كلوروفيل (ب)
زانثوفيل
كاروتين أخضر مزرق
أخضر مصفر
أصفر ليمونى
أصفر برتقالى حوالي 70 %
حوالي
حوالي 25%
حوالي 15% لذلك يغلب اللون الأخضر على ألوان الأصباغ الأخرى فى البلاستيدة فتبدو الورقة بلون أخضر
جزئ الكلوروفيل : يختص الكلوروفيل بإمتصاص الطاقة الضوئية اللازمة لعملية البناء الضوئى.
تركيب جزئ الكلوروفيل : معقد التركيب والقانون الجزيئى لكلوروفيل (أ) C55H72O5N4Mg
علل : توجد ذرة الماغنسيوم فى مركز جزئ كلوروفيل (أ)؟
لأنه يعتقد أن قدرة الكلوروفيل على امتصاص الضوء له علاقة بوجود الماغنسيوم فى تركيبه.
علل : تتكون حبيبات النشا داخل البلاستيدات الخضراء باعداد كبيرة وتكون صغيرة الحجم؟
نظراً لأنها لا تلبث أن تتحلل إلى سكر لنقله إلى أعضاء أخرى تحت ظروف معينة.
تركيب الورقة وملائمتها لعملية البناء الضوئي
1- تنتشر الأوراق على الساق والأفرع فى نظام يعرضها لأكبر قدر من أشعة الشمس.
2- نصل الورقة دقيق ومفلطح مما يساعده على استقبال الضوء .
3- يدعم النصل عرق وسطى يتفرع إلى فريعات أصغر فأصغر مكونا شبكة تتخلل النصل وذلك يسمح بتزويد الورقة بالماء والأملاح الممتصة عن طريق الجذر ونقل المواد الغذائية عالية الطاقة التى تجهزها الورقة.
4- يغطى السطحين العلوى والسفلى للورقة طبقة من الكيوتين فيما عدا ثقوب صغيرة ضيقة تسمى ( الثغور) التى تعتبر المكان الرئيسى لتبادل الغازات داخل جسم الورقة وهى غالبا تفتح فى الضوء وتقفل فى الظلام كما تتأثر بدرجة رطوبة الجو وبذلك تتحكم الورقة فى كمية تبخر الماء من النبات.
• عند فحص قطاع عرضى لورقة نبات ذات فلقتين يمر بالعرق الوسطى يتبين أنها تتركب من ثلاثة أنسجة اساسية هى ( البشرتان العليا والسفلى – النسيج المتوسط – الحزمة الوعائية)
1- البشرتان العليا والسفلى
تتركب كلا منها من : طبقة سمكها خلية واحدة من خلايا بارانشيمية برميلية الشكل متلاصقة خالية من الكلوروفيل تتخللها الثغور والجدار الخارجى لها مغطى بطبقة من الكيوتين.
2- النسيج المتوسط
يقع بين البشرتين العليا والسفلى وتخترقه العروق ويتكون من :
(أ) الطبقة العمادية
تتكون من صف واحد من خلايا بارنشيمية مستطيلة الشكل عمودية على سطح البشرة ومزدحمة بالبلاستيدات الخضراء التى ترتب نفسها فى الجزء العلوى من الخلايا العمادية لتستقبل أكبر قدر من الأشعة الضوئية.
(ب) الطبقة الأسفنجية
توجد أسفل الطبقة العمادية وتتركب من خلايا بارنشيمية غير منتظمة الشكل مفككة تفصلها مسافات بينية واسعة وتحتوى خلاياها على بلاستيدات خضراء بنسبة أقل من الخلايا العمادية
3- النسيج الوعائى
يتكون من حزم وعائية عديدة ممتدة داخل العروق والعريقات ويحتوى العرق الوسطى على الحزمة الوعائية الرئيسية .
• وبداخل الحزمة الوعائية توجد أوعية الخشب فى عدة صفوف تفصلها خلايا بارنشيم الخشب ويلى الخشب اللحاء جهة السطح السفلى للورقة وهو يقوم بتوصيل المواد الغذائية العضوية الذائبة التى تكونت فى النسيج المتوسط إلى أجزاء النبات.
