كيف تقوم الخلايا النباتية بصنع الغذاء، يحصل النبات على المياه والعناصر الغذائية الضرورية لنموه من التربة، ويعتمد في هذه المهمة على الجذور التي تعتبر حلقة الوصل بين التربة التي تحتوي على الغذاء وأجزاء النبات، وفي هذا الموضوع سنتعرف على كيفية تصنيع الغذاء بعد الحصول على مكوناته من التربة.
كيف تقوم الخلايا النباتية بصنع الغذاء
- يتميز النبات بأنه يستطيع صنع غذائه بنفسه ولذلك فهو كائن ذاتي التغذية، حيث يصنع الغذاء بنفسه بالاعتماد على الطاقة التي يستمدها من الأشعة الشمسية.
- وهو ما يعرف بعملية البناء الضوئي – المعروفة إنجليزيًا باسم Photosynthesis-.
- عملية البناء الضوئي تحدث لأي نبات سواء ينمو في البر أو البحر، وأيضا تحدث لبعض الأحياء الدقيقة.
- وفي الغالب تحدث في ورق النبات الأخضر عن طريق غاز ثاني أكسيد الكربون الذي يتم الحصول عليه من الجو، بالإضافة للمياه الذي يتم الحصول عليه من التربة مع الأشعة الشمسية.
- هذه العملية تتأثر بالعوامل الأساسية التي تم ذكرها في الفقرة السابقة بالإضافة لدرجة الحرارة، وتؤدي حدوث عملية البناء الضوئي للنبات إلى إنتاج غاز الأكسجين الذي يتم انبعاثه من النبات نحو الجو.
- حيث يتنفس النبات بثاني أكسيد الكربون ويُخرج منه غاز الأكسجين، كما تخرج منه الكربوهيدرات التي تعتمد عليه النباتات كمصدر للطاقة.
- بالإضافة إلى بعض مواد الكربون المعقد المركبة والمهمة لعملية تطوير النباتات ونموها واستمرارها حية.
عملية البناء الضوئي
- حتى نجيب على سؤال المقال كيف تقوم الخلايا النباتية بصنع الغذاء، يجب توضيح كيفية حدوث عملية البناء الضوئي للنبات.
- حيث تتم هذه العملية في ورق وساق النبات الأخضر وبشكل محدد في الخلايا النباتية المعروفة بالبلاستيدات الخضراء.
- وتحتوي كل خلية من خلايا النبات على عدد يتراوح بين أربعين أو 50 من البلاستيدات الخضراء.
- الخلايا النباتية بنية اللون وتكون على شكل بيضاوي، وهي تتكون من غرف كالأقراص وتعرف بالتيلاكويدات التي تكون مرصوصة بشكل رأسي في البلاستيدة.
- وهناك أغشية فاصلة بين الخلايا بعضها البعض، وتتميز التيلاكويدات بأنها تكون موجودة بداخل مادة سائلة تعرف بالسدى.
- أغشية الخلايا النباتية تحتوي على مادة اليخضور المعروفة بالكلوروفيل، وهو مادة صبغية تمتص الأشعة الشمسية، كما أن هذه الأغشية تحتوي على أصباغ أخرى تستطيع أن تمتص الأشعة الضوئية.
- بالإضافة لإنزيمات بعض المواد العضوية المسؤولة عن إحداث تفاعلات كيماوية بالنباتات بشكل سريع، وأيضا مواد أخر مهمة لإتمام عملية البناء الضوئي.
- ودائمًا تترتب المواد الصبغية والإنزيمات في عملتين اثنين؛ وهما العملية الضوئية الأولى، والعملية الضوئية الثانية، والسبب في ذلك هو أن جميع البلاستيدات الخضراء تحتوي كلٍ منها على عدد من الخلايا.
- وكل خلية تحتوي على نظم ضوئية بأعداد كبيرة جدًا، ومعنى ذلك هو أن البلاستيدات الخضراء تحتوي كل واحدة منها على مواد من الأصباغ بأعداد قد تصل للملايين.
- عملية البناء الضوئي في النبات تتم على جزئيين، ففي البداية تحدث تفاعلات تعتمد على الأشعة الضوئية، ثم تحدث تفاعلات أخرى منفصلة لا تعتمد على الأشعة الضوئية.
- بعد حدوث عملية البناء الضوئي بنجاح يتم إنتاج الكربوهيدرات العضوية، وفيما يلي سنوضح المعادلة التي تبين ما يحدث من تفاعلات خلال عملية البناء الضوئي وما تنتجه من كربوهيدرات بسيطة كالجلوكوز:
- 6co + 12HO → 6HO + 6O + CHOفالجلوكوز يتم التعبير عنه كيميائيًا بالصيغة التالية: CHO
التفاعل الضوئي
- التفاعل الذي يعتمد على الأشعة الشمسية هو التفاعل الذي يعتمد على الحصول على الضوء الشمسي بالكلوروفيل.
- ثم يحولها لطاقة كيماوية مجمعة على هيئة جزيئات ناقلة للإلكترون، وعلى هيئة جزيئات الطاقة أيضا.
- عمليات التحويل التي تطرأ على الطاقة الضوئية لتحولها لطاقة كيماوية تحدث عادةً بداخل نظم الضوء التي تتميز بأنها تحتوي على بروتينات عديدة.
- نظم الضوء موجود بالبلاستيدات الخضراء يتوفر منها شكلين، وهم النظم الضوئية الأولى والنظم الضوئية الثانية.
- وفي كلٍ منهم يتم الحصول على الضوء الشمسي بامتصاصه بالإلكترونات التي تعرضت للاستثارة والتي يتم انتقالها بجزيئات الطاقة لينتهي بذلك الجزء الأول من عملية البناء الضوئي الذي يعتمد على الشمس لننتقل إلى الجزء الثاني منها المنفصلة عن الشمس وضوئها.
- تتشكل الأنظمة الضوئية من مركبات تعمل على تجميع الضوء ومراكز للتفاعلات، حيث تعمل المواد الصبغية المتواجد بداخل المركبات على توصيل الطاقة الضوئية إلى مكانين بالكلوروفيل في مراكز التفاعلات.
- فتعمل الإضاءة على إثارة الإلكترونات الموجودة بالكلورفيل، والتي تتجه نحو مستقبل الإلكترونات الأساسية، ومن ثم تُستبدل الإلكترونات المثارة.
- وفي النظم الضوئية الثانية يتم الحصول على هذه الإلكترونات بسبب تعرض جزيئات المياه للانفصال مما يتسبب في إنتاج غاز الأكسجين.
- لكن في النظم الضوئية الأولى فإن الإلكترونات تنشأ بسبب سلاسل انتقال الإلكترونات التي صنعت الكلوروفيل.
- وعمومًا نظم الضوء بكافة أشكالها تتميز بأنها تستطيع أن أكسدة أي مصدر يمد الإلكترون بالطاقة، وأيضا توصيل أي إلكترون نشط إلى جميع أجزاء النبات، وللحصول على الضوء باختلاف أطواله.
دورة كالفن
- من خلال الإجابة على سؤال المقال كيف تقوم الخلايا النباتية بصنع الغذاء، سنتحدث عن دورة كالفن التي تعبّر عن أي تفاعل مستقل لا يعتمد على الضوء في النباتات.
- وقد عرفت بالدورة لأن التفاعلات فيها تحدث بشكل دوري ومستمر، وهي تتم من خلال المرور بأربعة خطوات أساسية.
وتتمثل خطوات حدوث دورة كالفن في النباتات فيما يلي:
- العمل على جعل المواد الكربونية مثبتة.
- الاختزال.
- تشكيل الكربوهيدرات.
- التجديد.
جميع النباتات تمتلك القدرة على تأدية هذه التفاعلات في جميع الأوقات المتاحة سواء خلال الفترة النهارية أو الليلية، وذلك لأنها لا تحتاج إلى الأشعة الشمسية في إتمام تفاعلاتها.
- لكن فقط تعتمد على بشكل ضروري على نتائج البناء الضوئي التي تحدث بواسطة الأشعة الشمسية لتتمكن من إتمام الدورة بنجاح، فهي تحتاج إلى الجزيئات الناقلة للإلكترونات ولجزئيات الطاقة أيضا حتى تتمكن من تكوين الكربوهيدرات من جديد.
- كما أن الإلكترون النشط الذي ينشأ بسبب تفاعلات الضوء يعمل على توفير الطاقة الضرورية لعملية إنتاج الكربوهيدرات من جزئيات ثاني أكسيد الكربون.
- وبعد تزويد التفاعل المستقل والمنفصل عن الضوء بما يحتاجه من الطاقة فإن الجزيئات تنقل الطاقة للتفاعل المعتمد على الأشعة الشمسية من أجل إنتاج إلكترون نشيط بشكل أكثر.
- وبالجدير ذكره أن دورة كالفن تستلزم وجود إنزيم لا يمكن تنشيطه إلا بتفاعلات الضوء الناتج عن الأشعة الشمسية.
اخترنا لك: كتب عن تقنيات زراعة الأنسجة النباتية
أنواع الخلايا النباتية
بعد أن أجبنا على سؤال المقال كيف تقوم الخلايا النباتية بصنع الغذاء، ينبغي علينا توضيح أنواع خلايا النبات، وهي على النحو التالي:
خلايا الأنسجة الجلدية
وهي الخلايا المسؤولة عن تغطية النبات وحمايته، كما تعمل على امتصاص الماء من الجذر بالإضافة لتبادل الغازات.
خلايا الأنسجة الوعائية
وتحتوي هذه الأنسجة على الخلايا الخشب واللحاء المسؤول بعضها عن تقديم الغذاء للنبات والبعض الأخر مسؤول عن حماية النبات ودعمه، وهناك خلايا أخرى تعمل على تجميع المواد لنقلها إلى مسافة قصيرة.
خلايا الأنسجة الأرضية
تتحدد مسؤوليات خلايا الأنسجة الأرضية على حسب موقع الخلية في النبات ونوعيتها أيضا.
