البناء الضوئي

مفالات متعلقه

كيف تتكون بيضة الدجاجة

7 days مضت

أسبوع البطاطس

2024-10-07

برنامج تسميد البرتقال في كاليفورنيا

2024-09-23

تأمل في خلق الله –٢٤ :سر الحياة على الأرض : البناء الضوئي Photosynthesis

ا. د. محمد المليجي

تقوم النباتات بعملية حيوية  تحكم  حياتنا وتعمل على بقاء البيئة صالحة للحياة تسمي البناء الضوئي تستهلك فيها ثانيأكسيد الكربون السام الذي يخرج من تنفس الإنسان والحيوان والبكتيريا والفطريات والنباتات والمصانع وعادم السياراتوحرائق قش الأرز ودخان المدخنين ليبني النبات من هذا الغاز الخانق السكر والطاقة التي نعيش بها. يصنع بها النباتالحبوب والثمار والزيوت والعطور ويطلق الأكسجين.

في هذه العملية يستنشق النبات ثاني أكسيد الكربون وفي وجود الماء والضوء يتحول ثاني أكسيد الكربون إلى سكر  وينطلقالأكسجين.  هذا التفاعل غاية في التعقيد وأخذ من العلماء عشرات السنين حتى يفهمون بعض أسراره ليصبح المخلوق الذييصنع من الفسيخ شربات لكي تستمر الحياة في هذا الكون العجيب.

سأحاول تبسيط فهم  عملية البناء الضوئي والتي تدور في مساحة تقل عن سمك شعرة الرأس بألف مرة تقريبا وفي وعاءمغلق بغشاء رقيق له مواصفات خاصة جدا يحتوي صبغة الكلوروفيل يسمي الثيلا كويد Thylakoid وهو قرص ضمنمجموعة أقراص توجد في حبيبات مرتصة داخل البلاستيدات الخضراء Chloroplasts في الخلايا النباتية.

تدخل أشعة الضوء في شكل فوتونات Photons تختلط مع جزيء الكلوروفيل بالماء وثاني أكسيد الكربون ليكون تركيب عجيبويحدث ما نسميه تفاعل الضوء Light reaction لأن هناك تفاعل ثاني في العملية يسمي تفاعل الظلام Dark reaction وهذا ليس لأنه لا يحدث الا في الظلام فهو يحدث في كل وقت ولكنه لا يحتاج الضوء لإتمامه مثل تفاعل الضوء.

في تفاعل الضوء ينفصل جزيء الماء إلى هيدروجين وأكسجين ويسبب الضوء اثارة الإلكترونات فتقفز كالأطفال لتصعد سلميدبره له جزئ الكلوروفيل.

والالكترونات مخلوقات عجيبة وغاية في الالتزام رغم أننا نعتبرها سالبة. فالإلكترونات السالبة الشحنة في الذرة تدور فيمدارات حول النواة الموجبة الشحنة. وكل إلكترون له مدار يسير فيه بسرعة فوق الخيال ولكن إذا تعرض لطاقة يصبح كالطفلالشقي الذي يلتهم السكر فيقفز من مداره إلى مدار أوسع حيث أن مداره مرن إلى حد ما ولكنه حتما سيعود إلى مدارهالأصلي بعد ان يفقد ما اكتسبه من طاقة.

لذلك يكتسب الإلكترون الطاقة ويصعد سلم الكلوروفيل لحظيا ليسلم ما اكتسبه من طاقة في خطوتين إلى مركبين تسمىمركبات الطاقة ويعود لحالته الأولي ليكرر الدورة أي انه يحمل الطاقة إلى مستوي أعلى ويعود ليشحن مرة أخري.

في تفاعل الضوء تتكون اربع مركبات هما الهيدروجين H والأكسجين O2 و مركبات الطاقة وهما ATP و NADP.

حتي الآن لم نستخدم ثاني أكسيد الكربون CO2.

في تفاعل الظلام يستخدم ثاني أكسيد الكربون ومركبات الطاقة في تصنيع جزئ السكر وهو من الكربون والأكسجين الموجودفي ثاني اكسيد الكربون بينما ينطلق الأكسجين الذي نتج من تفكك جزئ الماء في الهواء لنتنفسه ويحل محل غاز ثاني اكسيدالكربون الخانق الذي دخل في صناعة السكر.

لتصنيع جزئ السكر نحتاج إلى مصنع كبير به خطوات تصنيع ومراحل تجهيز وتحضير عديدة لأن جزيء السكر الذي نأكلهمثل الجلوكوز او الفركتوز يشبه العمارة التى تتكون من عدة طوابق رغم أنه من نفس الطوب. يتم بناء جزئ السكر طوبة طوبةمن الكربون والأكسجين حتى يكتمل بناءه. ولا تتعجب فجسم الإنسان والحيوان والنبات معظمه مكون من كربون وأكسجينأيضا.

جزئ الجلوكوز يتكون من ست ذرات كربون ترتبط مع ذرات الأكسجين بروابط هيدروجينية قوية لتكون التركيب الفراغي المميزللسكر الذي يعطيه الشكل واللون والطعم الذي نعرفه.

ولأن المادة لا تفني ولا تخلق من عدم كما سبق وبينت في مقال سابق ففي البناء الضوئي يستخدم النبات ست ذرات كربونمن ثاني أكسيد الكربون وست جزيئات من الماء وينتج لنا جزئ سكر به ست ذرات كربون وست جزيئات أكسجين.

أي ان النبات لم يفقدنا شيء فبقدر ما أخذ أعطي ولم يستهلك إلا فوتونات الضوء الذي يرسلها الخالق من أعلي. أما هذاالمصنع  الذي تتم فيه صناعة السكر يسمي بدورة كالفن وسميت بإسم العالم الذي اقترحها ودرسها في البداية.

كل هذا يحدث في مكان لا تراه العين البشرية ولا تدركه ألا من خلال المجاهر ذات القوة التكبيرية العظيمة.