أهمية التمثيل الضوئي للكائنات الحية

التمثيل الضوئي مهم لجميع الكائنات الحية لأنه يوفر الأكسجين الذي تحتاجه معظم الكائنات الحية من أجل البقاء على هذا الكوكب ، توفر العملية وسيلة لتبادل الغاز مع الغلاف الجوي ، تأخذ النباتات ثاني أكسيد الكربون لعملية التمثيل الضوئي وتطلق الأكسجين كأحد المنتجات في الهواء ، لعملية التمثيل الضوئي أمر بالغ الأهمية لوجود الغالبية العظمى من الحياة على الأرض ،  إنها الطريقة التي تصبح فيها كل الطاقة في المحيط الحيوي متاحة للكائنات الحية.

  بالإضافة إلى ذلك ، فإن كل الأكسجين في الغلاف الجوي تقريبًا يرجع إلى عملية التمثيل الضوئي ، إذا توقف البناء الضوئي ، فلن يكون هناك قريبًا سوى القليل من الطعام أو المواد العضوية الأخرى على الأرض ، وستختفي معظم الكائنات الحية ، وسيصبح الغلاف الجوي للأرض خاليًا تقريبًا من الأكسجين الغازي .

تعريف التمثيل الضوئي

النباتات في كل مكان حولنا ، مما يفيدنا في العديد من الطرق الملموسة وغير الملموسة. يحدث التمثيل الضوئي في أي نظام بيئي مع النباتات. حيثما يكون موجودًا ، يشكل تكوين الأنواع النباتية الأساس لجميع أشكال الحياة الحيوانية ، البناء الضوئي هو العملية التي تنمو من خلالها النباتات وتزدهر ، وتمرر طاقتها إلى الحيوانات والبشر.

التمثيل الضوئي ، وهي العملية التي تحول بها النباتات الخضراء وبعض الكائنات الحية الأخرى طاقة الضوء إلى طاقة كيميائية ،أثناء عملية التمثيل الضوئي في النباتات الخضراء ، يتم التقاط الطاقة الضوئية واستخدامها لتحويل الماء وثاني أكسيد الكربون والمعادن إلى أكسجين ومركبات عضوية غنية بالطاقة .

التمثيل الضوئي هو عملية أساسية تتم في جميع النباتات والطحالب و البكتيريا الزرقاء المحتوية على الكلوروفيل ، حيث يستخدم النبات ضوء الشمس والماء وثاني أكسيد الكربون لإنتاج الغذاء.

 إذا لم يكن هناك ضوء شمس لامتصاص النبات ، فلا يمكن أن يحدث التمثيل الضوئي ، إذا لم تتنفس الكائنات الحية ثاني أكسيد الكربون ، فسوف تموت النباتات ولن تكون هناك طريقة حية للحصول على الأكسجين ، هذه هي أسباب أهمية التمثيل الضوئي للنباتات وجميع الكائنات الحية على هذا الكوكب. [2]

أهمية التمثيل الضوئي للكائنات الحية

التمثيل الضوئي مهم للكائنات الحية لأنه المصدر الأول للأكسجين في الغلاف الجوي،  بدون التمثيل الضوئي ، لا يمكن أن تحدث دورة الكربون ، ولن تستمر الحياة التي تتطلب الأكسجين وستموت النباتات ، تستخدم النباتات والأشجار الخضراء عملية التمثيل الضوئي لصنع الطعام من ضوء الشمس وثاني أكسيد الكربون والماء في الغلاف الجوي ، هو المصدر الأساسي للطاقة ، أهمية التمثيل الضوئي في حياة الإنسان  هو الأكسجين الذي تنتجه ، بدون عملية التمثيل الضوئي ، لن يكون هناك القليل من الأكسجين أو عدم وجوده على هذا الكوكب.

النباتات والطحالب والبكتيريا هي الكائنات الوحيدة التي يمكنها حصاد ضوء الشمس واستخدام الطاقة لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى مواد عضوية ،  ثاني أكسيد الكربون هو أحد ملوثات الهواء الرئيسية ، لذا فإن الكائنات الحية الضوئية تحافظ على نظافة الهواء ، في هذه العملية ، ينتجون الأكسجين ، الذي يشكل جزءًا كبيرًا من الهواء الذي نتنفسه ، لذا فإن النباتات الأقل تعني إعادة تدوير أقل لثاني أكسيد الكربون وإنتاج أقل للأكسجين ، تعطينا النباتات أيضًا طعامًا وأليافًا لصناعة الملابس وبدون التمثيل الضوئي ، لن نتمكن من الحفاظ على الحياة التي نعيشها .

أسباب أهمية التمثيل الضوئي

تقوم الحيوانات والنباتات بتجميع الدهون والبروتينات من الكربوهيدرات ، وبالتالي فإن الجلوكوز هو مصدر طاقة أساسي لجميع الكائنات الحية ، الأكسجين المنبعث مع بخار الماء ، كمنتج ثانوي ضوئي ، بشكل رئيسي من العوالق النباتية ، يوفر معظم الأكسجين الجوي الحيوي التنفس في النباتات والحيوانات .

 والحيوانات بدورها تنتج ثاني أكسيد الكربون الضروري للنباتات ، وبالتالي يمكن اعتبار التمثيل الضوئي المصدر النهائي للحياة لجميع النباتات والحيوانات تقريبًا من خلال توفير مصدر الطاقة الذي يحرك جميع عمليات التمثيل الغذائي الخاصة بهم ، علاوة على ذلك :

• هو المصدر الأول للأكسجين في الغلاف الجوي.
• يساهم في دورة الكربون بين الأرض والمحيطات والنباتات والحيوانات.
• يساهم في العلاقة التكافلية بين النباتات والبشر والحيوانات.
• يؤثر بشكل مباشر أو غير مباشر على معظم الحياة على الأرض.
• بمثابة عملية الطاقة الأولية لمعظم الأشجار والنباتات.

كيف يعمل التمثيل الضوئي

يتكون التمثيل الضوئي من تفاعلين ،  تفاعل الضوء الذي ينتج الطاقة والتفاعل المظلم الذي يحول ثاني أكسيد الكربون إلي سكر.

يستخدم التمثيل الضوئي الطاقة الضوئية من الشمس وثاني أكسيد الكربون والماء في الغلاف الجوي لصنع الطعام للنباتات والأشجار والطحالب وحتى بعض البكتيريا ، يطلق الأكسجين كمنتج ثانوي ، الكلوروفيل في هذه الكائنات الحية ، والذي يساهم أيضًا في ألوانها الخضراء ، يمتص ضوء الشمس ويجمعه مع ثاني أكسيد الكربون لتحويل هذه المركبات إلى مادة كيميائية عضوية تسمى أدينوزين ثلاثي الفوسفات أمر حاسم ، ويعرف باسم “عملة الطاقة لجميع الحياة”

خلال عملية البناء الضوئي تأخذ النباتات الماء وثاني أكسيد الكربون والضوء لصنع السكر والأكسجين ، هذا مهم لأن جميع الكائنات الحية تحتاج إلى الأكسجين من أجل البقاء.

من خلال التعديلات النباتية مثل الطلاء الشمعي والأوراق السميكة للنباتات في الظروف القاحلة ، يمكن للنبات إجراء عملية التمثيل الضوئي حتى عندما تسبب البيئة ضغطًا على النبات أو إمدادات المياه تنخفض.

الدور الهام لعملية التمثيل الضوئي

البناء الضوئي هو العملية التي يتم من خلالها امتصاص الطاقة الضوئية من الشمس وتحويلها إلى مركبات عضوية ، المركبات العضوية هي في الأساس أشكال مختلفة من السكر. يتم استقلابها ثم يتم استخراج الطاقة منها. ويمكن بعد ذلك استخدام هذه الأشكال من الطاقة من قبل الأنظمة البيولوجية مثلنا ، على سبيل المثال ، والحيوانات بشكل عام.

عملية التمثيل الضوئي لا تتعلق فقط بإنتاج الأكسجين ، ولكنها تتعلق أيضًا بإنتاج الطاقة ، تتمثل الوظيفة الأساسية لعملية التمثيل الضوئي في تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية ثم تخزين تلك الطاقة الكيميائية لاستخدامها في المستقبل ، بالنسبة للجزء الأكبر ، فإن الأنظمة الحية على هذا الكوكب مدعومة بهذه العملية  إنها ليست فعالة بشكل خاص بمعايير الهندسة البشرية ، لكنها تؤدي المهمة ، يحدث التمثيل الضوئي في مناطق خلية تسمى البلاستيدات الخضراء.

إن الطاقة التي تنتجها عملية التمثيل الضوئي التي تقوم بها النباتات قبل ملايين السنين مسؤولة عن الوقود الأحفوري (أي الفحم والنفط والغاز) التي تزود المجتمع الصناعي بالطاقة ، في العصور الماضية ، زادت النباتات الخضراء والكائنات الصغيرة التي تتغذى على النباتات بشكل أسرع من استهلاكها ، وتم ترسيب بقاياها في قشرة الأرض عن طريق الترسيب والعمليات الجيولوجية الأخرى.

 لسوء الحظ ، تستهلك الحضارة الحديثة خلال بضعة قرون فائض إنتاج التمثيل الضوئي المتراكم على مدى ملايين السنين ، ونتيجة لذلك ، يتم إرجاع ثاني أكسيد الكربون الذي تمت إزالته من الهواء ،  ولهذا يرتفع تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض بأسرع ما وصل إليه في تاريخ الأرض ، ومن المتوقع أن يكون لهذه الظاهرة آثار كبيرة على مناخ الأرض. [1]