المحتوى
التمثيل الضوئي هو طريقة تحويل الطاقة الأساسية التي تغذي العالم النباتي ، وبالتالي العالم الحيواني. في عملية تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية ، يعتبر التمثيل الضوئي لبنة البناء الأساسية لكل أشكال الحياة تقريبًا على هذا الكوكب. إن فهم العناصر الأساسية لعملية التمثيل الضوئي يسمح بفهم أكبر لتأثير مصادر الطاقة على الحياة.
الحاجة إلى تغذية
الحياة مدعومة بإنفاق الطاقة. بدون طاقة ، الحياة مستحيلة. ومع ذلك ، يجب أن تكون الطاقة ، حتى تكون مفيدة قدر الإمكان ، موجودة بشكل يمكن تخزينه ونقله واستخدامه حسب الحاجة بدلاً من استخدامه فقط عند وجوده من مصدر خارجي. هناك عدد من أشكال الطاقة التي يمكن استخدامها لدعم الحياة - يبدو أن بعض البكتيريا تكتسب طاقتها في شكل حرارة من مصادر عميقة تنفجر من تحت قشرة الأرض ، على سبيل المثال. ومع ذلك ، فإن أكثر أشكال الطاقة المتوفرة شيوعًا على هذا الكوكب هي من الشمس ، في شكل ضوء. التمثيل الضوئي هو عملية جمع تلك الطاقة وتحويلها إلى مادة كيميائية يمكن معالجتها لصالح النبات.
الكلوروفيل
الكلوروفيل هو محرك التحويل الذي يحول الطاقة الضوئية إلى سكريات. الكلوروفيل موجود في أغشية تسمى البلاستيدات الخضراء ، الموجودة في داخل الخلايا. تجمع غالبية الكلوروفيل الموجود في هذه البلاستيدات الخضراء الطاقة الضوئية وتنقلها إلى مركزين تفاعليين للكلوروفيل في شبكة البلاستيدات الخضراء. تؤدي هذه الأزواج العمل الفعلي للتحويل من الطاقة الخفيفة إلى السكريات ، باستخدام الهيدروجين والكربون ، وإنتاج الجلوكوز ، وتأجيل الأكسجين كمنتج ثانوي لعملية التمثيل الضوئي.
معالجة
عندما يضرب الضوء الكلوروفيل في ورقة ، يتم تمريره إلى الكلوروفيل المقترن في المركز التفاعلي ، الذي يستخدم الطاقة مباشرة للجمع بين الماء والكربون والأكسجين في ترتيب مادي جديد: الجلوكوز ، سكر نبات بسيط. عند إعادة التفكيك ، تطلق الطاقة التي يمكن استخدامها في العمليات الفيزيائية الأخرى. هناك طاقة ضائعة في العملية ؛ لا يوجد تحويل للطاقة من شكل إلى آخر فعال بنسبة 100٪. ومع ذلك ، فإن ميزة هذه العملية هي شكل من أشكال الطاقة التي يمكن استخدامها كما هي أو تخزينها ومعالجتها بشكل أكبر.
مراحل أخرى
بعد حدوث عملية التمثيل الضوئي ، يمكن تحويل الجلوكوز في المصنع إلى شكلين أكثر سهولة في تخزين الطاقة الكيميائية: الكربوهيدرات المعقدة والدهون ، المعروفة باسم النشويات والدهون. النشا والدهون هي مخازن لمستودع للنباتات ، والتي يمكن الاحتفاظ بها أو نقلها في نسيج اللحاء للاستخدامات المستقبلية.
مركزية طاقة النبات
النباتات والنباتات وحدها تنتج الغذاء من الضوء. لا يوجد حيوان قادر على القيام بذلك. وبالتالي ، تعتبر جميع النباتات "منتجين" و "مستهلكين" للحيوانات في اقتصاد استخدام الطاقة في الشبكات الحيوية. تستخدم الحيوانات النباتات كغذاء ، أو تأكل الحيوانات الأخرى التي أكلت النباتات ذات مرة كغذاء ، لكنها لا تحول الضوء إلى طعام بنفسها.
علاوة على ذلك ، حتى أشكال الطاقة غير الغذائية تعتمد في الغالب على استخدام النبات. الخشب والفحم والنفط هي أشكال من النباتات التي تخلق وتخزين الطاقة. في حين أن البشر بدأوا في تعلم استخدام أشكال أخرى من الطاقة ، من الطاقة المولدة من الماء إلى الطاقة النووية إلى التحويل المباشر للطاقة الشمسية ، فإن غالبية قوتنا الاقتصادية لا تزال تعتمد على قدرة النباتات على الجمع بين الطاقة الضوئية والكربون والأكسجين و الماء لإنتاج الجلوكوز.