محتويات
التفاعلات الكيميائية في النبات
تتطلب عملية نمو وتطور النباتات حدوث تغيرات كيميائية وأخرى فيزيائية؛ فالتغيرات الكيمائية تتمثل في عمليتي التمثيل الضوئي والتنفس وذلك لأنها تحدث تغيير في التركيب الكيميائي للمواد الأولية أثناء العملية، فهي تحول الضوء والماء وثاني أكسيد الكربون إلى أكسجين وجلوكوز وهو ما تستخدمه النباتات كمصدر طاقة.[١]
أما التغيرات الفيزيائية فتتمثل في عملية النتح والتي تقوم على إخراج الماء الذي تمتصه جذور النباتات من التربة ثم تنقله عبر الساق والأغصان إلى الأوراق التي تخرجه على شكل بخار ماء نحو الجو، ويعود سبب كونه تغيرًا فيزيائيًا أنه لم يحدث تغييرًا في تركيب الماء وإنما في شكله الفيزيائي فحسب من سائل إلى غازي.[١]
أنواع التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل النبات
يوجد نوعان رئيسيان للتفاعلات الكيميائية بناءً على احتاجها للضوء من عدمه، وهما موضحان كالآتي:
التفاعلات المعتمدة على الضوء
تحدث التفاعلات المعتمدة على الضوء داخل غشاء الثايلاكويد وتتطلب وجود دفق ثابت من أشعة الشمس أي أنها لن تحدث بغياب هذه الأشعة ومن هنا جاءت تسمية هذه التفاعلات، من أشهر الأمثلة عليها تفاعل التمثيل الضوئي من نوع C3.[٢]
يعرف التمثيل الضوئي بأنه العملية التي يتم من خلالها تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية بواسطة النباتات الخضراء وبعض الكائنات الأخرى التي توصف بأنها "ذاتية التغذية".[٣]
تتم هذه العملية في النبات عبر تحويل الماء وثاني أكسيد الكربون (CO2) والمعادن، بواسطة الطاقة الضوئية الممتصة من أشعة الشمس إلى أكسجين ومركبات عضوية غنية بالطاقة تسمى الجلوكوز يتم تخزينها في روابط كيميائية في النبات، والصبغة المسؤولة عن امتصاص الطاقة الشمسية تسمى صبغة الكلوروفيل وتتم هذه العملية بشكلين أحدهما C3 والآخر C4.[٣]
يتم استخدام عملية التمثيل الضوئي من نوع C3 من قبل غالبية النباتات، تنتج هذه العملية خلال دورة كالفين مركب كربوني ثلاثي الذرات يسمى "حمض الفوسفوجليسيريك" والذي يتحول إلى سكر الجلوكوز.[٣]
التفاعلات غير المعتمدة على الضوء
تحدث التفاعلات المستقلة عن الضوء والتي تعرف باسم دورة كالفين في المسافة بين أغشية الثايلاكويد وأغشية البلاستيدات الخضراء وتسمى "السدى"، كما لا يتطلب حدوثها وجود الضوء ومن هنا جاءت تسميتها.[٢]
تستخدم الطاقة خلال هذه التفاعلات من جزيئات ATP و NADPH لتجميع جزيئات الكربوهيدرات كالجلوكوز من مركب ثاني أكسيد الكربون، ومن الجدير بالذكر أن صبغة الكلوروفيل هي المسؤولة عن تجميع الطاقة الشمسية في جزيئات ATP و NADPH، ومن أشهر الأمثلة عليها تفاعل التمثيل الضوئي من نوع C4.[٢]
ينتج مركب وسيط مكون من 4 ذرات كربون ينقسم إلى ثاني أكسيد الكربون ومركب ثلاثي ذرات الكربون أثناء هذا التفاعل وخلال دورة كالفين، يتميز التمثيل الضوئي من نوع C4 بأنه يسمح للنبات بالازدهار في بيئات لا تحتوي قدرًا كبيرًا من الضوء أو الماء.[٢]
أهمية التفاعلات الكيميائية في النبات
تبدو العمليات الكيميائية بداخل النبات وسيلة ذاتية للحصول على الغذاء والطاقة ولكنها ليس كذلك فقط إذ تحافظ على الحياة بجميع أشكالها على سطح الأرض ولها تأثير هائل على الغلاف الجوي والمحيطات وذلك لأنها تخلنا من ثاني أكسيد الكربون عبر امتصاصه من الجو وإطلاق الأكسجين.[٤]
ولأن النباتات هي الوحدات الأساسية في قاع السلسة الغذائية والمصدر الأول للغذاء فإنه عند فقدها سيتم القضاء على جميع الأحياء بأنواعها وصولًا للإنسان، باستثناء البكتيريا اللاهوائية القادرة على العيش بدون أكسجين والتي لا تعتمد على النباتات في غذائها بالإضافة إلى أعداد قليلة من الكائنات الأخرى.[٤]
والطاقة الناتجة من هذه التفاعلات عبر ملايين السنين هي المسؤولة عن الوقود الأحفوري (النفط والغاز والفحم الحجري) والذي يغذي قطاع الصناعة وغيره. وهناك العديد من التأثيرات الأخرى لهذه التفاعلات لا يسعنا اختزالها في هذا المقال.[٤]
المراجع
- ^ أ ب "Chemical Reactions Involved in the Growth of Plants", sciencing, Retrieved 18/1/2022. Edited.
- ^ أ ب ت ث "Photosynthesis", nationalgeographic, Retrieved 18/1/2022. Edited.
- ^ أ ب ت "Concepts Covered", legendsoflearning, Retrieved 18/1/2022. Edited.
- ^ أ ب ت "Basic products of photosynthesis", britannica, Retrieved 18/1/2022. Edited.
