حدد المواد المتفاعلة التي يحتاج إليها النبات لحدوث عملية البناء الضوئي اعتمادا على المعادلة أعلا

السؤال: حدد المواد المتفاعلة التي يحتاج إليها النبات لحدوث عملية البناء الضوئي اعتمادا على المعادلة أعلاه؟

شرح الإجابة :

لكي نفهم هذه المنظومة البديعة التي تُعرف بـ التمثيل الضوئي، يجب أن ندرك أنها أشبه بوصفة كيميائية دقيقة، حيث تُمثل المواد المتفاعلة المكونات الأساسية التي لا يمكن للطبخة أن تبدأ بدونها. في مصنع الحياة الأخضر هذا، المدخلات الرئيسية التي يعتمد عليها النبات بشكل مطلق لتصنيع غذائه هي عنصران حيويان مستمدان من بيئته المحيطة.

فأولًا، يستخلص النبات ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي، حيث ينتشر هذا الغاز عبر بوابات مجهرية على سطح الأوراق تُدعى الثغور. هذا المركب هو المصدر الرئيسي لذرات الكربون التي سيستخدمها النبات لبناء جزيئات الجلوكوز المعقدة، والتي تمثل وقوده وغذاءه. بيد أن هذا العنصر الجوي لا يكفي وحده لإتمام هذه المعجزة الحيوية، بل يحتاج إلى شريك لا يقل عنه أهمية.

وهنا يأتي دور المكون الثاني، وهو الماء، الذي تمتصه النبتة بكفاءة عالية من التربة عبر شبكة الجذور المتفرعة. لا يبقى الماء في الأسفل، بل ينطلق في رحلة صاعدة عبر نظام نقل متخصص داخل الساق يُعرف بـ أوعية الخشب، ليصل إلى الأوراق، حيث ستجري وقائع التفاعل الكيميائي. يوفر الماء ذرات الهيدروجين اللازمة، كما أن عملية تحليله تُطلق الإلكترونات التي تشحن التفاعل وتُنتج لنا غاز الأكسجين كناتج ثانوي، وهو الغاز الذي نتنفسه.

إذن، في قلب الخلايا النباتية، وتحديدًا داخل عضيات متخصصة تسمى البلاستيدات الخضراء، تلتقي هذه المواد المتفاعلة. وبوجود العامل المحفز، وهو الطاقة الضوئية التي تلتقطها صبغة الكلوروفيل الخضراء، يتم تحويل ثاني أكسيد الكربون والماء من مواد بسيطة منخفضة الطاقة إلى مركب عضوي غني بالطاقة وهو سكر الجلوكوز. هذه العملية برمتها لا تغذي النبات فحسب، بل هي المحرك الأساسي الذي يدعم غالبية أشكال الحياة على كوكب الأرض.