في المقالة السابقة ، ناقشنا ماهية التمثيل الضوئي وعمليته. علمنا أيضًا بإيجاز أن هذه العملية هي عملية بنائية ، وترتبط ارتباطًا وثيقًا بعملية أخرى تسمى التخليق الكيميائي.
لكن ما الفرق بين الاثنين؟ هل يتم كل من التمثيل الضوئي والتركيب الكيميائي بواسطة الكائنات الحية التي تحتوي على الكلوروفيل؟ دعونا نناقش معا في هذه المقالة.
هناك شيء واحد مؤكد ، هو أن كلا من التمثيل الضوئي والتركيب الكيميائي عمليتان ابتنايتان. الابتنائية نفسها عبارة عن سلسلة من التفاعلات الكيميائية المتعلقة بعملية ترتيب أو توليف الجزيئات المعقدة من جزيئات بسيطة. تستخدم عملية الابتنائية الطاقة وتُعرف باسم تفاعل endergonic.
البناء الضوئي
التمثيل الضوئي هو عملية فيزيائية كيميائية في النباتات الخضراء والكائنات الحية الأخرى باستخدام الطاقة الضوئية وتوليف طعامها. تحدث هذه العملية عمومًا في البلاستيدات الخضراء الموجودة في خلايا الأوراق والسيقان الصغيرة التي تحتوي على خلايا خضرنة .
هناك مرحلتان في هذه العملية ، وهما تفاعل الضوء ورد الفعل المظلم. يحدث تفاعل الضوء في الجرانا ، بينما يحدث التفاعل الداكن في السدى في البلاستيدات الخضراء.
(اقرأ أيضًا: تعريف عملية التمثيل الضوئي)
في تفاعل الضوء ، يتم تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية وينتج الأكسجين (O2). بينما في الظلام تحدث سلسلة من التفاعلات الدورية التي تشكل السكر من المكونات الأساسية لثاني أكسيد الكربون والطاقة (ATP و NADPH). يتم الحصول على الطاقة المستخدمة في هذا التفاعل المظلم من تفاعل الضوء. في عملية التفاعل المظلمة لا حاجة لأشعة الشمس. يهدف التفاعل المظلم إلى تحويل المركبات التي تحتوي على ذرات الكربون إلى جزيئات سكر.
في عملية التمثيل الضوئي ، تقوم الكائنات الحية التي تحتوي على الكلوروفيل بتحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى طاقة على شكل كربوهيدرات وأكسجين. هذه العملية يساعدها ضوء الشمس والكلوروفيل.
التخليق الكيميائي
من ناحية أخرى ، فإن التركيب الكيميائي هو حدث لتحضير المواد العضوية عن طريق استخدام مصادر الطاقة الناتجة عن التفاعلات الكيميائية. يتم الحصول على هذه الطاقة من أكسدة المركبات العضوية الممتصة من البيئة.
على عكس التمثيل الضوئي الذي تقوم به النباتات ، يتم إجراء التركيب الكيميائي في الغالب بواسطة البكتيريا. بعض الأمثلة هي بكتيريا فصل المعادن ( Thiobacillus sp.) ، بكتيريا الكبريت ( Thiotrix sp.) ، بكتيريا النتريت ( Nitrosomonas sp.) ، بكتيريا النترات ( Nitrobacter sp.) ، وبكتيريا الحديد ( Cladotrix sp.).
تستخدم العديد من الكائنات الحية الدقيقة في مناطق المحيطات المظلمة التركيب الكيميائي لإنتاج الكتلة الحيوية من جزيء كربون واحد. يمكن التمييز بين فئتين. في الأماكن النادرة حيث يتوفر الهيدروجين الجزيئي (H2) ، يمكن أن تكون الطاقة المتاحة من التفاعل بين ثاني أكسيد الكربون و H2 (مما يؤدي إلى إنتاج الميثان ، CH4) كبيرة بما يكفي لدفع إنتاج الكتلة الحيوية. بدلاً من ذلك ، في معظم البيئات المحيطية ، تأتي طاقة التخليق الكيميائي من تفاعل مواد مثل كبريتيد الهيدروجين أو الأمونيا المؤكسدة. يمكن أن يحدث هذا مع وجود الأكسجين أو بدونه.
التمثيل الضوئي مقابل التخليق الكيميائي
في عملية التمثيل الضوئي ، يأتي مصدر الطاقة من الضوء ، بينما في عملية التركيب الكيميائي هو مادة كيميائية. الجهات الفاعلة في عملية التمثيل الضوئي هي كائنات الكلوروفيل ، في حين أن الكائنات التي تقوم بالتركيب الكيميائي هي كائنات لا تحتوي على الكلوروفيل أو كائنات التخليق الكيميائي.
بالحديث عن المواد الأساسية ، إذا كانت المكونات الأساسية في عملية التمثيل الضوئي هي ثاني أكسيد الكربون و H20 والنتائج في شكل كربوهيدرات ؛ في عملية التخليق الكيميائي ، المكونات الأساسية المستخدمة هي C و H و O و N و S و P (الجلوكوز والنترات والكبريتات والفوسفات) مع النتائج في شكل كربوهيدرات ومركبات أخرى.
إذن ، أين تحدث هاتان العمليتان؟ تحدث عملية التمثيل الضوئي في البلاستيدات الخضراء ، بينما يحدث التركيب الكيميائي في أصباغ مثل الكلوروفيل.
