أحياء - الباب الأول| البناء الضوئي في النباتات الخضراء

الصف الثالث الثانوى احياء الباب الأول| أحياء
أحياء - الباب الأول| البناء الضوئي في النباتات الخضراء



الدرس في شكل نص مقروء

أحياء - الباب الأول| البناء الضوئي في النباتات الخضراء
العنوان البناء الضوئي تعريفة و أهميته

عملية حيوية يقوم بها النبات بامتصاص الطاقة الضوئية وتحويلها إلى طاقة كيميائية ( الحياة ظاهرة ضوء كيميائية ) .

أهمية عملية البناء الضوئي :-

1. تعتبر عملية البناء الضوئي من أهم العمليات الكيميائية للإنسان ولجميع الكائنات الحية حيث أنها مصدر:-

1) الغذاء : مثل المواد الكربوهيدراتية و البروتينية و الدهنية والفيتامينات .

2) الأكسجين : الذي تقدر نسبته بحوالي 21% من حجم الهواء المحيط بالأرض .

3) الطاقة : اللازمة لنمو وتكاثر الكائنات الحية والحفاظ على حياتها حيث تحصل عليها من الطاقة الكيميائية المخزونة فى الغذاء ( والتي مصدرها عملية البناء الضوئي ) .

4) الوقود : اللازم للآلات ووسائل المواصلات , مثل الفحم والبترول والغاز الطبيعي التي نشأت جميعا من النباتات التي خزنت الطاقة الشمسية فى مركبات هذا الوقود خلال عملية البناء الضوئي في العصور الجيولوجية القديمة .

المنتجات الصناعية والاقتصادية : مثل الألياف النباتية والحيوانية المستعملة في صناعة الأنسجة والأخشاب والورق وأيضا الدهون والكحول والخل وغيرها .

المواد الخام اللازمة لعملية البناء الضوئى

CO2 + H2O C6H12O6 + H2O + O2

1- الماء مصدر H2 اللازم لاختزال CO2 لبناء الكربوهيدرات .

2- CO2 مصدر الكربون .

3- بعض الأملاح المعدنية مثل :-

أ‌) النترات والفوسفات والكبريتات : لتحويل الكربوهيدرات إلى بروتينات .

ب‌) الفسفور : تكوين المركبات الناقلة للطاقة مثل ATP .

جـ) الماغنيسوم : بناء الكلوروفيل .

د‌) الحديد : تكوين بعض الإنزيمات المساعدة للبناء الضوئي .

نواتج البناء الضوئى :

1. الناتج الرئيسي هو السكر أحادى التسكر الذي يستخدم في ( بناء البروتينات للنمو أو يسهم فى التنفس لإنتاج الطاقة أو يحول إلى نشا للتخزين ) .

2. انطلاق الأكسجين للتنفس ( ناتج ثانوي ) .

ملحوظة :

كمية الكربوهيدرات المتكونة فى وحدة من الزمن = 1 جم / ساعة / م2 .

أين تحدث عملية البناء الضوئي ؟

1- الأوراق الخضراء .

2- بعض السيقان الخضراء ( لاحتوائهما على البلاستيدات الخضراء ) .

تركيب الورقة (البلاستيدة)

( تشبه العدسة المحدبة ) :

1. غشاء خارجى مزدوج سمكه حوالى 10نانومتر .

2. السنزوما ( النخاع ) : مادة بروتينية عديمة اللون ( أرضية البلاستيدة ) .

3. الجرانا : حبيبات تنتشر فى النخاع قرصية الشكل ( القطر 0.5 ميكرون والسمك 0.7 ميكرون ) وتتركب الحبيبة الواحدة من 15 قرص أو أكثر متراصة فوق بعضها .

تمتد الأقراص فيما بينها لتزيد من مساحة السطح ( لتكوين صفائح بين الجرانا ) والقرص مجوف من الداخل .

تركيب الورقة كلوروفيل

تحتوى الأقراص على 4 ألوان أساسية هي :

1-كلوروفيل أ ( اخضر مزرق ) .

2-كلوروفيل ب ( اخضر مصفر ) .

3-زانثوفيل ( اصفر ليموني ) 25% .

4-كاروتين ( اصفر برتقالي ) 5% .

تركيب كلوروفيل أ C55H72O5N4Mg ( معقد التركيب ):

وجود ذرة الماغنيسوم في مركز الكلوروفيل له علاقة وثيقة بامتصاص الطاقة الضوئية

ملحوظة :-

تتكون حبيبات النشا داخل البلاستيدة بأعداد كبيرة وأحجام صغيرة تتحلل إلى سكر لنقله إلى أعضاء أخرى .

ملائمة الشكل الخارجى للورقة للبناء الضوئى

1- وضع الأوراق على الساق يعرضها لأكبر كمية من أشعة الشمس .

2- نصل الورقة رقيق ومفلطح لامتصاص اكبر قدر من أشعة الشمس .

3- يدعم وسط الورقة عرق وسطى يتفرع مكونا شبكة لتزويد الورقة بالماء والأملاح .

4- التحكم فى كمية تبخر الماء من النبات عن طريق الثغور ( المكان الرئيسى لتبادل الغازات ) التى تفتح فى الضوء وتقفل فى الظلام وتتأثر برطوبة الجو .

ملحوظة :

يتحكم فى فتح وغلق الثغور الخلايا الحارسة ...

التركيب الداخلى للورقة

البشرتان العليا والسفلى : صف واحد من خلايا برانشيمية برميلية متلاصقة تخلو من الكلوروفيل مغطاة بطبقة من الكيوتين وتتخللها الثغور التى تزيد نسبها فى البشرة السفلى .

النسيج المتوسط :-

يقع بين البشرتين وتخترقه العروق ويتكون من :-

أ‌) الطبقة العمادية : أسفل البشرة العليا وتتركب من صف واحد أو أكثر من خلايا كلورنشيمية مستطيلة الشكل ويفصل بين الخلايا مسافات بينية للتهوية .

ملائمة تركيب النسيج العمادى للقيام بعملية البناء الضوئى

ملائمة تركيب النسيج العمادى للقيام بعملية البناء الضوئى :

1.وفرة البلاستيدات الخضراء .

2.المسافات البينية لتبادل الغازات اللازمة لعملية البناء الضوئى .

3.يوجد قريبا من أشعة الشمس لامتصاص اكبر قدر من الطاقة الضوئية .

4. الخلايا متعامدة على البشرة العليا لتسمح بحرية حركة البلاستيدات الخضراء .

ب) الطبقة الاسفنجية : عدة طبقات من خلايا كلورنشيمية غير منتظمة الشكل مفككة يتخللها مسافات بينية واسعة (غرف هوائية ) لتبادل الغازات والتهوية وبها نسبة قليلة من البلاستيدات الخضراء .

* يساعد فى عملية البناء الضوئى كما يخزن مؤقتا الغذاء الذى كونته الطبقة العمادية

ملحوظة :

الخلايا الكلورانشيمية هى خلايا برانشيمية تحتوى على بلاستيدات خضراء .

النسيج الوعائي :

1.يتكون من حزم وعائية تمتد داخل العروق والعريقات وعلى ذلك فالحزمة الوعائية الرئيسية توجد فى العرق الوسطى .

2.يدعم العرق الوسطى بنسيج كولنشيمى يوجد جهة البشرتين العليا والسفلى يليه من الداخل نسيج برانشيمى يحيط بالحزمة الوعائية ( غلاف الحزمة ) .

3.تحاط الحزمة أيضا بطبقة من خلايا اسكلرنشيمية جدارها سميكة ملجننة لحماية الحزمة وقوة ودعامة للورقة .

4.تتكون الحزمة الوعائية من :

أ- أوعية الخشب : توجد فى عدة صفوف تفصلها خلايا برانشيم الخشب ( جهة البشرة العليا ) .

ب-اللحاء : يلى الخشب جهة السطح السفلى للورقة وهو يقوم بتوصيل المواد الغذائية العضوية الذائبة ( بعد تكوينها فى النسيج المتوسط ) إلى أجزاء النبات المختلفة .

س / علل : توجد الثغور بقلة فى البشرة العليا ؟

1. تقلل فقد الماء بالنتح لأنها أكثر تعرضا لأشعة الشمس .

2. منع تراكم ذرات الغبار على السطح العلوى .

آلية البناء الضوئي

إثبات أن O2 المنطلق فى البناء الضوئى مصدره H2O :

تجربة فان نيل على بكتريا الكبريت الخضراء والأرجوانية :-

بكتريا ذاتية التغذية تعيش فى البرك والمستنقعات حيث يتوافر H2S كمصدر H2 لاختزال CO2 وتكوين الكربوهيرات وبها كلوروفيل بكتيرى :

6CO2 + 12H2S -------------- C6H12O6 +6H2O + 12S

أما فى النبات الأخضر :

6CO2 + 12H2O -------------- C6H12O6 + 6H2O + 6O2

يتم عمل المعادلات الآتية فلاش

6CO2 + 12H2S C6H12O6 +6H2O + 12S

6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6H2O + 6O2

نظرية فان نيل

إثبات صحة نظرية فان نيل على طحلب الكلوريلا ( فريق من العلماء فى جامعة كاليفورنيا عام 1914 ):

1-استعمل نظير O18 فى الماء بدلا من O16 فتصاعد O18 :

6CO2 + 12H2O18 -------------- C6H12O6 + 6H2O + 6O18

2- كرر التجربة باستعمال الماء العادى أما CO2 فيحتوى على O18 :

6CO18 + 12H2O -------------- C6H12O6 + 6H2O + 6O2