ملخص شامل للوحدة الثالثة: تدفق الطاقة في عمليتي البناء الضوئي والتنفس الخلوي
عملية البناء الضوئي هي العملية الحيوية التي تقوم بها النباتات لصنع غذائها باستخدام ضوء الشمس والماء وثاني أكسيد الكربون، وهي أساس الحياة على الأرض.
أثبت العالم فان هيلمونت أن الماء هو العنصر الأساسي لنمو الشجرة، وليس التربة وحدها، حيث وجد أن نمو الشجرة يزيد بشكل كبير بينما ينقص وزن التربة بشكل طفيف.
هي عضيات خلوية متخصصة تشبه حبة العدس، توجد في خلايا الأجزاء الخضراء من النباتات (خاصة الأوراق والساق العشبية) والطحالب الخضراء.
| نوع البلاستيدة | الصبغة | الموقع في النبات |
|---|---|---|
| بلاستيدات خضراء | تحتوي على الكلوروفيل الأخضر | الأوراق والسيقان الخضراء |
| بلاستيدات ملونة | تحتوي على أصباغ أخرى (أحمر، أصفر..) | بتلات الأزهار وبعض الثمار |
| بلاستيدات عديمة اللون | لا تحتوي على أصباغ | درنات البطاطس وجذور البطاطا |
الكلوروفيل هو الصبغة الخضراء التي تعكس الضوء الأخضر وتمتص الضوء الأزرق والضوء الأحمر لاستخدام طاقتهما في التفاعلات الضوئية.
تتم العملية على مرحلتين متكاملتين داخل البلاستيدة الخضراء.
| المقارنة | 1. التفاعلات الضوئية | 2. التفاعلات اللاضوئية |
|---|---|---|
| المكان | الجرانا (أقراص الثايلاكويدات) | الستروما (الحشوة) |
| المتطلبات | ضوء الشمس، ماء، كلوروفيل | ثاني أكسيد الكربون، هيدروجين، طاقة (ATP) |
| النواتج | أكسجين (O₂)، هيدروجين (H₂)، طاقة (ATP) | سكر الجلوكوز (C₆H₁₂O₆) |
تكنولوجيا تستخدم الإضاءة الصناعية والمغذيات المائية لزراعة الخضراوات والفاكهة في مبان متعددة الطوابق، وهي حل مستدام لمشكلة نقص الأراضي الزراعية.
التنفس الخلوي هو العملية التي تحلل فيها الخلايا الجلوكوز في وجود الأكسجين لإنتاج الطاقة (ATP) اللازمة للوظائف الحيوية.
هو عملية تبادل غازي ثاني أكسيد الكربون والأكسجين مع البيئة المحيطة. في النباتات، يحدث عبر الثغور نهارًا وليلاً.
هي عضيات خلوية متخصصة تتم فيها معظم مراحل التنفس الخلوي. يزداد عددها في الخلايا النشطة مثل خلايا الكبد وخلايا العضلات.
| الجزء | الوصف | الوظيفة الرئيسية |
|---|---|---|
| الغشاء الخارجي | مستوٍ ويحيط بالعضية | الحماية وتنظيم مرور المواد |
| الغشاء الداخلي (الأعراف) | متعرج وبه ثنيات كثيرة | زيادة مساحة السطح لزيادة إنتاج الطاقة |
| الحشوة (المصفوفة) | سائل يملأ الحيز الداخلي | تحتوي على الإنزيمات اللازمة لدورة كربس |
C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6H₂O + 6CO₂ + طاقة (ATP)
التمثيل الغذائي يشمل عمليتي البناء والهدم داخل الخلايا.
| المقارنة | عمليات البناء (Anabolism) | عمليات الهدم (Catabolism) |
|---|---|---|
| الطاقة | تستهلك طاقة (ATP) | تُنتج طاقة (ATP) |
| العملية | بناء جزيئات معقدة من جزيئات بسيطة | هدم جزيئات كبيرة إلى جزيئات أبسط |
| أمثلة | تكوين البروتينات من الأحماض الأمينية | هدم الجلوكوز في التنفس الخلوي |
جهاز يوفر بيانات دقيقة عن معدل الأيض أثناء الراحة، مما يساعد في التخطيط الفعال للنظام الغذائي والتمارين الرياضية.
| الناحية | البناء الضوئي | التنفس الخلوي |
|---|---|---|
| الهدف | تخزين الطاقة في صورة جلوكوز | إطلاق الطاقة المخزنة في الجلوكوز |
| المعادلة الكيميائية | 6CO₂ + 6H₂O + طاقة ضوئية → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ | C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + طاقة (ATP) |
| الموقع في الخلية | البلاستيدات الخضراء | السيتوبلازم والميتوكوندريا |
| الكائنات التي تقوم بها | النباتات الخضراء والطحالب وبعض البكتيريا | جميع الكائنات الحية |
| حاجة العملية للضوء | تتطلب الضوء للتفاعلات الضوئية | لا تتطلب الضوء |