هل البناء الضوئي والتنفس ينتهكان قانون الحفاظ على الطاقة?

ال لا يتم انتهاك قانون حفظ الطاقة تمامًا في هاتين العمليتين لأنه مرتبط بـ البناء الضوئي, لأنه من أجل أن يتحول ثاني أكسيد الكربون والماء إلى جلوكوز وأكسجين, يجب أن تدخل الطاقة من ضوء الشمس إلى النبات. يتطلب الأمر طاقة لإطلاق الأكسجين, لكن الطاقة لا تزول أبدًا. إنه يتغير فقط.

تابع القراءة لمعرفة المزيد. ستغير الإجابة على هذه الأسئلة الطريقة التي تنظر بها إلى هذه العمليات وكيف تؤثر على تدفق الطاقة. سوف تشرح هذه المقالة الاختلافات بين الاثنين.

كيف تغير عملية التمثيل الضوئي الطاقة?

تعتبر عملية التمثيل الضوئي مثالاً ممتازًا على نقل الطاقة من الشمس إلى النباتات. يبدأ عندما يضرب الضوء أصباغ نظام الصور 1.

تحتوي هذه الأصباغ على إلكترونات تمتص الضوء الأحمر وتتحرك بسرعة من جزيء إلى آخر. ثم يتم دفع الإلكترونات خارج مداراتها وتعود إلى مكانها. يطلقون طاقة اهتزازية تعرف باسم طاقة الرنين. ثم يتم استخدام هذه الطاقة الاهتزازية من قبل الكائنات الحية الأخرى.

عندما يضرب ضوء الشمس خلية تحتوي على الكلوروفيل, يثير جزيء الكلوروفيل, والذي بدوره يقسم الماء. ثم تترابط ذرة الأكسجين مع ذرة أكسجين أخرى لتكوين جزيء من الأكسجين. ثم تشارك هذه الجزيئات في تفاعل كيميائي ينتج عنه جزيئات ATP و NADPH. توفر هذه الجزيئات الطاقة الكيميائية اللازمة للحفاظ على حياة النبات.

لعملية التمثيل الضوئي آثار بعيدة المدى على حياتنا. فمثلا, تعتمد أجسامنا على الجلوكوز الذي تنتجه النباتات, وهوائنا يحتوي على الأكسجين الذي تم إطلاقه أثناء عملية التمثيل الضوئي. بالإضافة إلى هذه الفوائد, ينتج التمثيل الضوئي الوقود الأحفوري. الوقود الأحفوري مصنوع من خليط من الهيدروكربونات التي هي بقايا الكائنات الحية التي اعتمدت على التمثيل الضوئي منذ ملايين السنين.

ما هو الدور الذي تلعبه عملية التمثيل الضوئي في تدفق الطاقة

تشكل الطاقة الناتجة عن عملية التمثيل الضوئي أساس معظم سلاسل الغذاء للنظام البيئي, ويتنقل عبر المستويات الغذائية من خلال الاستهلاك.

تبدأ العملية بتكوين جزيئات السكر, التي تحتوي على الكربون, هيدروجين, والأكسجين في العمود الفقري. ثم تعمل جزيئات السكر هذه كأساس للأحماض الأمينية.

كما تتحرك المادة عبر جسم الكائن الحي, يتم تحويله إلى مواد كيميائية ومكونات أخرى للحفاظ على نموه. يتم تسهيل تدفق الطاقة هذا من خلال التفاعلات الكيميائية, التي تنقل الطاقة من نظام إلى آخر.

لمساعدة الطلاب على فهم عملية التمثيل الضوئي, يمكنهم بناء نماذج الكرة والعصا واستخدام الأدلة من تجاربهم الخاصة.

يمكن للطلاب أيضًا إجراء تجاربهم الخاصة لإثبات تبادل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في هذه العملية. يمكن أيضًا إثبات العملية عن طريق قياس كمية الجلوكوز في أنبوب الاختبار. يمكن أن تساعد مراقبة نباتات Elodea في بيئة خاضعة للرقابة على فهم تبادل هذه الغازات وثاني أكسيد الكربون الناتج.

التمثيل الضوئي هو عملية أساسية في عالمنا. يمكننا أن نرى ذلك من خلال فحص رمز التمثيل الضوئي الأيقوني في مخطط معلومات "فهم التغيير العالمي".

يسلط مخطط المعلومات هذا الضوء على عمليات وظواهر أنظمة الأرض المختلفة. فمثلا, تساعد عملية التمثيل الضوئي النباتات على إنتاج الغذاء وتوفر الطاقة مدى الحياة. يتم تحويل الطاقة إلى طاقة كيميائية وتخزينها للاستخدام في المستقبل. يعمل الجلوكوز الناتج على تغذية أنشطة العديد من الكائنات الحية الأخرى. علاوة على ذلك, يساعد التمثيل الضوئي أيضًا في الحفاظ على توازن مستويات ثاني أكسيد الكربون في الهواء.

التنفس هو نفس التمثيل الضوئي?

عندما ترى نبتة, ربما تعلم أنه يقوم بعملية التمثيل الضوئي لتحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية.

أثناء عملية التمثيل الضوئي, النباتات تحول ضوء الشمس, الكربوهيدرات, والأكسجين إلى جلوكوز, أكسجين, و الماء. التنفس, من ناحية أخرى, هي عملية مستمرة.

كلاهما يتطلب الضوء, لكن التمثيل الضوئي أكثر كفاءة. يستخدم التمثيل الضوئي كلاً من الضوء الأحمر والأزرق لتوليد الطاقة اللازمة والجلوكوز, بينما يستخدم التنفس ثاني أكسيد الكربون.

التمثيل الضوئي هو عملية كيميائية تستخدمها النباتات الخضراء لصنع الطعام. يحول الكلوروفيل الموجود في الأوراق ثاني أكسيد الكربون إلى ماء ومعادن. التنفس الخلوي, من ناحية أخرى, يحول الجلوكوز إلى أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP). تتم كلتا العمليتين في البلاستيدات الخضراء للنباتات. التنفس الخلوي عملية مختلفة لا تتطلب الضوء.

تقوم النباتات بعملية التمثيل الضوئي في البلاستيدات الخضراء, العضيات, والميتوكوندريا. ينتج التمثيل الضوئي الجلوكوز والأكسجين ، ويولد التنفس الخلوي ثاني أكسيد الكربون والماء.

كلتا العمليتين تحتاج إلى ثاني أكسيد الكربون وضوء الشمس لتعمل, لذلك لا يمكنهم العمل بدون بعضهم البعض. ينتج التنفس الخلوي 32 يتم إنتاج ATP لكل جزيء جلوكوز.

ومع ذلك, لا يمكن للنباتات إتمام عملية التمثيل الضوئي بدون التنفس. إذا كنت في حيرة من أمرك, جرب هذه الطريقة السريعة والسهلة لفهم كيفية عمل التمثيل الضوئي والتنفس.