النظام الغذائي الضوئي للصحة والحياة

النظام الغذائي الضوئي للصحة والحياة

تتفاعل الكائنات الحية باستمرار كيميائيًا ، مما يؤدي إلى تغييرات الطاقة في جسمك. يشار إلى كل ردود الفعل والتغيرات هذه باسم التمثيل الغذائي. في الأساس ، يتكون التمثيل الغذائي من عمليتين: التوليف أو بنية مواد الجسم المعقدة من مكونات أبسط وطاقة وكذلك تحلل أو تقليل هذه المواد والطاقة المعقدة. تُعرف العملية الأولى باسم الابتنائية والثانية باسم التهدئة.

واحدة من الخصائص الرئيسية للكائنات الحية هي القدرة على التغذية. وهذا ما يسمى التغذية. وبالتالي فإن التغذية هي عملية استخراج الطاقة والمواد لاستقلاب الخلايا ، بما في ذلك صيانة وإصلاح الخلايا والنمو. في الكائنات الحية ، تعد التغذية سلسلة معقدة من العمليات الابتنائية والانقباضية التي يتم من خلالها تحويل الأطعمة التي تم امتصاصها في الجسم إلى مواد الجسم المعقدة (بشكل رئيسي للنمو) والطاقة (للعمل). في الحيوانات ، عادة ما يكون الطعام المسجل في شكل اتصالات معقدة غير قابلة للذوبان. يتم تقسيم هذه إلى اتصالات أبسط يمكن امتصاصها من قبل الخلايا. في النباتات ، يتم تصنيع المواد الغذائية المعقدة أولاً بواسطة الخلايا النباتية ثم يتم توزيعها على جميع أجزاء جسم الزراعة. يتم تحويلها هنا إلى أشكال أبسط قابلة للذوبان يمكن امتصاصها بواسطة البروتوبلازم لكل خلية. يتم الحصول على المواد الخام المطلوبة لتوليف هذه المواد الغذائية المعقدة من الهواء والتربة في بيئة النبات.

يشار إلى جميع الكائنات الحية التي لا يمكن أن توفر إمدادات الطاقة الخاصة بها من خلال التمثيل الضوئي ولا عن طريق التخليق الكيميائي على أنها كائنات حية غير متجانسة أو غير متجانسة. غير متغاير يعني الأكل من الآخرين. جميع الحيوانات غير متجانسة. الكائنات الحية الأخرى مثل العديد من أنواع البكتيريا وبعض النباتات المزهرة وجميع الفطريات تستخدم هذه الطريقة الغذائية. تختلف الطريقة التي يحصل بها heterostrophic على طعامك. في معظم الحالات ، فإن الطريقة التي يتم بها جلب الطعام في شكل قابل للاستخدام متشابهة للغاية. ومع ذلك ، فإن جميع النباتات الخضراء لديها القدرة على إنتاج الكربوهيدرات من مواد خام معينة من الهواء والتربة. هذه القدرة ليست مهمة فقط للنباتات نفسها ، ولكن أيضًا للحيوانات ، بما في ذلك البشر الذين يعتمدون بشكل مباشر أو غير مباشر على النباتات كغذاء.

التمثيل الضوئي هو العملية التي تنتج فيها النباتات طعامها باستخدام الطاقة الشمسية والمواد الخام المتاحة. إنه إنتاج الكربوهيدرات في النباتات. يحدث فقط في خلايا الكلوروفيل (أي الأخضر) من الأوراق والسيقان. تحتوي هذه الخلايا الخضراء على البلاستيدات الخضراء الضرورية لتوليف الطعام. يجب أن يتم نقل جميع المواد الخام المطلوبة لعملية التمثيل الضوئي ، وهي الأملاح المائية والمعدنية من الأرض وكذلك ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي ، إلى خلايا الكلوروفيل التي تحدث بشكل متكرر في الأوراق.

يمكن للمسامات الصغيرة أو الفم ، والتي تحدث عادةً أكثر بشكل متكرر على الأسطح السفلية لمعظم الأوراق ، الحصول على غازات من الغلاف الجوي إلى الأنسجة. Stoma هي خلية البشرة البيضاوية المعروفة باسم الخلايا الواقية. كل Stoma هو في الواقع فتح غرفة هواء substomata. هذا هو المجال الجوي بين الخلايا الكبير الذي يقع بجوار Stoma. إنه باستمرار مع مساحات الهواء بين الخلايا الأخرى في الورقة. يعتمد حجم كل مسام stomata على انحناء الخلايا الواقية التي تحيط بها. عندما تمتلئ الخلايا الواقية بالماء ، فإنها تتضخم أو ممتلئة ، وبالتالي يفتح المسام. ومع ذلك ، إذا كان مستوى الماء منخفضًا ، فإنها تصبح ناعمة أو تعرج وتنهار نتيجة لذلك ، مما يغلق المسام. عندما يكون stoma مفتوحًا ، يحدث الهواء في غرفة substomata وينتشر عبر الهواء بين الخلايا الذي يذوب في الماء الذي يحيط بالخلايا. هذا محلول ثاني أكسيد الكربون ينتشر في خلايا الأوراق ، وخاصة في خلايا الحضارة. هنا يتم استخدامه من قبل البلاستيدات الخضراء لعملية التمثيل الضوئي.

الماء ، الذي يحتوي على الأملاح المعدنية الذائبة مثل الفوسفات والكلوريد والبيكربونات من الصوديوم والبوتاسيوم وحديد الكالسيوم والمغنيسيوم ، تمتصها الجذور. يأتي هذا الماء في شعر الجذر من خلال عملية تُعرف باسم التناضح. يتم تحريك جزيء الماء بواسطة منطقة واحدة من التركيز السفلي إلى منطقة ذات تركيز أعلى بواسطة غشاء شبه مقلوب. ثم يتم توجيهه لأعلى من أنسجة Xyleme من الجذور إلى الجذع إلى الأوراق. يتم نقله إلى جميع الخلايا عبر الوريد وفروعها.

تحتوي البلاستيدات الخضراء على الصباغ الأخضر (الكلوروفيل) ، والذي يعطي لون النباتات ويمكن أن تمتص طاقة الضوء من أشعة الشمس. يتم استخدام هذه الطاقة لإحدى الخطوات الأساسية الأولى لعملية التمثيل الضوئي. وهي تقسيم جزيء الماء إلى الأكسجين والهيدروجين. يتم إطلاق هذا الأكسجين في الجو. مكونات الهيدروجين المستخدمة أيضًا تقلل ثاني أكسيد الكربون في عدد من الإنزيمات وردود الفعل التي تستغرق الطاقة لتشكيل مركبات عضوية معقدة مثل السكر والقوة.

أثناء التمثيل الضوئي ، يتم تصنيع مركبات الطاقة مثل الكربوهيدرات من مركبات الطاقة المنخفضة مثل ثاني أكسيد الكربون والماء في وجود أشعة الشمس والكلوروفيل. نظرًا لأن الطاقة الشمسية مطلوبة لعملية التمثيل الضوئي ، فإن العملية لا يمكن أن تحدث في الليل لأنه لا يوجد ضوء الشمس. المنتجات النهائية من التمثيل الضوئي هي الكربوهيدرات والأكسجين. يتم توزيع السابق على جميع أجزاء النظام. يتم إصدار هذا الأخير على أنه غاز من قبل الثلج في مقابل ثاني أكسيد الكربون المسجل في الغلاف الجوي. يمكن إثبات ظهور التمثيل الضوئي في الأوراق الخضراء من خلال تجارب أن امتصاص ثاني أكسيد الكربون والماء والطاقة من خلال الأوراق وإنتاج الأكسجين والكربوهيدرات. يمكن إجراء تجارب بسيطة لإظهار نمط الأكسجين بواسطة النباتات الخضراء ، وتشكيل الكربوهيدرات (أي القوة) في الأوراق والحاجة إلى ثاني أكسيد الكربون وأشعة الشمس والكلوروفيل لتشكيل النشا في الأوراق الخضراء.

تشمل تجارب علم وظائف الأعضاء وضع مواد عضوية مثل النباتات والحيوانات أو أجزاء من النباتات والحيوانات في ظل ظروف غير عادية ، على سبيل المثال B. النظارات ، أقفاص أو صناديق. إذا تم تنفيذ تجربة لإظهار التأثيرات التي يتم إنشاؤها عن طريق غياب ثاني أكسيد الكربون أثناء عملية التمثيل الضوئي ، يمكن أن يشار إلى نتيجة مثل هذه التجربة على أنها جزئيًا إلى وضع المادة البيولوجية في ظل ظروف تجريبية غير طبيعية من أجل إجراء تجربتين متطابقتين تقريبًا ؛ يتم وضع أحدهم في ظل الظروف العادية (تجربة التحكم) ، حيث توجد جميع العوامل المطلوبة لعملية التمثيل الضوئي ، في حين يتم وضع الآخر (تجربة الاختبار) في حالة واحدة يتم فيها التخلص من عامل واحد أو متنوع أثناء وجود جميع العوامل الأخرى. وبهذه الطريقة ، يمكن للمجرب أن يكون متأكدًا من أن نتيجة تجربة الاختبار الخاصة به ترجع إلى العامل الذي تم التخلص منه أو متنوعًا وليس بسبب إعداد الاختبار. وبالتالي ، فإن تجربة التحكم بمثابة دليل للتأكد من أن الاستنتاج الذي تم الحصول عليه بواسطة تجربة الاختبار ليس خطأ.

وفقًا لبعض التجارب المناسبة ، تظهر الملاحظة بوضوح أن الأكسجين يتم إصداره فقط إذا حدث التمثيل الضوئي ، أي خلال اليوم. لا يمكن تشكيل أي قوة بدون أشعة الشمس ، على الرغم من أن العوامل الأساسية الأخرى مثل الماء وثاني أكسيد الكربون والكلوروفيل يمكن أن تكون موجودة.

التمثيل الضوئي هو المكون الأساسي للنظام الغذائي الذي لعبته وحدة الحياة الصحية وتلعب دورًا مهمًا للكائنات الحية. تم تصميم هياكل الخلية المعقدة للنباتات من المنتج الرئيسي لعملية التمثيل الضوئي ، وهي الكربوهيدرات البسيطة مثل الجلوكوز. في هذه المرحلة ، يجب أن يكون من الواضح أن عملية تخليق البروتين ، على الرغم من وضع الكثير من القيمة على التمثيل الضوئي ، لا تقل أهمية عن السابق. أثناء تخليق البروتين ، تتحد المركبات التي تحظى بالنيتروجين وفي بعض الحالات الفوسفور والعناصر الأخرى مع الجلوكوز لتشكيل البروتينات النباتية المختلفة.

الجلوكوز لا يساهم فقط في تخليق البروتينات الخضار ، ولكنه مهم أيضًا لأنه يمكن تحويله إلى دهون وزيوت بعد عدد من التفاعلات الكيميائية. وهو أيضًا المنتج الأساسي الذي تتشكل منه المركبات العضوية.

لا يمكن إطالة أهمية التمثيل الضوئي في جميع دورات الطعام. لا يمكن للحيوانات استخدام الطاقة الشمسية لتجميع مركبات الطاقة من المواد البسيطة والمتاحة بسهولة مثل الماء وثاني أكسيد الكربون الموجود في الجو حولنا. يؤثر الميلانين والكيراتين على لون وقوة جلد الحيوان وبعض الأضرار الداخلية. من الأشعة ، من حسن الحظ أن النباتات يمكنها استخدام الطاقة التي توفرها أشعة الشمس لتوليف وتخزين اتصالات الطاقة ، والتي تعتمد في النهاية على جميع أشكال الحياة الحيوانية.

من أجل بقائه ، لا يأكل الناس منتجات الخضروات فقط مثل الفاكهة والخضروات والحبوب ، ولكن أيضًا حيوانات مثل الماشية والأسماك. تعتمد الماشية والحيوانات العاشبة الأخرى تمامًا على حياة النبات لوجودها. على الرغم من أن بعض الأسماك هي العاشبة ، إلا أن البعض الآخر مختلط وعدد كبير من الحيوانات آكلة اللحوم تمامًا. تعيش الحيوانات التي تتناول السيارات بشكل غير مباشر من النباتات. يتكون نظامهم الغذائي الفوري من حيوانات أصغر يجب أن تتغذى على النباتات ، إن لم يكن تمامًا. التمثيل الضوئي هو الخطوة الأولى في جميع دورات الطعام.

أثناء عملية التمثيل الضوئي ، تتم إزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي ويتم إضافة الأكسجين. إذا لم تكن عملية التنظيف هذه موجودة في الطبيعة ، فسيتم تشبع الغلاف الجوي قريبًا بجائزة ثاني أكسيد الكربون ، والتي يتم إطلاقها أثناء تنفس الحيوانات والنباتات وخلال تحلل المواد العضوية ، بحيث تتوصل كل الحياة تدريجياً إلى طريق مسدود. لا يوجد نظام غذائي بدون التمثيل الضوئي. وإذا لم يكن هناك نظام غذائي ، فلن يكون هناك أي كائنات حية. وإذا لم يكن هناك كائنات حية على الأرض ، فستظل الأرض بدون شكل وفارغة تمامًا. لن يكون هناك أي كائنات حية ستعمل إذا لم يتغير التمثيل الضوئي. أتساءل ما هو مصير الكائنات الحية اليوم أو في مرحلة ما عندما تتوقف التمثيل الضوئي.