التركيب الضوئي: آلية تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية في النباتات — علوم الطبيعة والحياة — الأولى ثانوي (جذع مشترك علوم) — المنهاج الجزائري

🔬 المعادلة العامة للتركيب الضوئي:

6CO₂ + 6H₂O + الطاقة الضوئية → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

ثاني أكسيد الكربون + ماء + ضوء ← غلوكوز + أكسجين

الغرض: إثبات وجود اليخضور في الأوراق الخضراء وفصل الصبغات اليخضورية

الخطوات:

1. نأخذ ورقة خضراء ونقطعها إلى قطع صغيرة
2. نضع القطع في هاون مع قليل من الرمل النظيف والكحول
3. نطحن المزيج جيداً حتى يصبح لون الكحول أخضراً
4. نرشح المزيج بمصفاة ونحصل على محلول يخضوري أخضر

النتيجة: تغير لون الكحول من شفاف إلى أخضر، مما يدل على وجود اليخضور الذائب في الكحول.

الغرض: إثبات أن النباتات تطلق الأكسجين

الخطوات:

• وضع جوزيف بريستلي فأراً تحت ناقوس زجاجي مغلق — مات الفأر بعد فترة
• وضع فأراً آخر مع نبات أخضر تحت ناقوس زجاجي مغلق — بقي الفأر حياً

النتيجة: النبات يطلق غازاً (الأكسجين) يحافظ على حياة الفأر. هذا دليل على إنتاج O₂ أثناء التركيب الضوئي.

الغرض: إثبات أن النبات ينتج النشا في الأوراق المعرضة للضوء

الخطوات:

1. يُوضع النبات في الظلام لمدة 48 ساعة لاستهلاك النشا المخزّن
2. يُغطى جزء من الورقة بورقة سوداء (غير منفذة للضوء)
3. يُعرض النبات للضوء لعدة ساعات
4. تُقطف الورقة وتُغلى في الكحول لإزالة اليخضور (تصبح بيضاء)
5. يُضاف محلول اليود (كاشف النشا) — الأجزاء المعرضة للضوء تصبح زرقاء اللون

النتيجة: الجزء المعرض للضوء تحول إلى اللون الأزرق (وجود نشا)، بينما الجزء المغطى بقي بلون اليود البني (لا نشا). هذا يثبت أن الضوء ضروري لتكوين النشا (التركيب الضوئي).

الغرض: تحديد الأطوال الموجية الأكثر فعالية في التركيب الضوئي

الطريقة: وضع إنغلمان خيوطاً من طحلب كلادوفورا (Cladophora) مع بكتيريا هوائية (تحتاج O₂) في محلول، وسلّط ضوءاً عبر منشور لتحليل الطيف

النتيجة: تجمعت البكتيريا بكثافة في المنطقتين الحمراء والزرقاء من الطيف — مما يدل على أن اليخضور يمتص الضوء الأحمر والأزرق أكثر من غيرهما، وهما الأكثر فعالية في التركيب الضوئي.

🔹 تمرين 1: تحليل وثيقة تجريبية

الوضعية: أجرى عالم تجربة على نبات أخضر حيث وضعه في وعاء زجاجي محكم الإغلاق مع جهاز لقياس تركيز CO₂. سلّط عليه ضوءاً ذا شدة متغيرة وسجّل سرعة التركيب الضوئي (بوحدة mg CO₂ الممتص/dm²/hour) كما في الجدول التالي:

الأسئلة:

1. ارسم المنحنى البياني لسرعة التركيب الضوئي بدلالة شدة الضوء.
2. ماذا تلاحظ على سرعة التركيب الضوئي عند زيادة شدة الضوء؟
3. لماذا تثبت السرعة عند 10000 Lux رغم زيادة الضوء؟
4. ما هو العامل المحدد في هذه المرحلة؟

الحل:

1. المنحنى: ينطلق من الصفر، يرتفع بسرعة بين 1000-6000 Lux، ثم يتباطأ ويستقر عند 10000 Lux (منحنى تشبع).
2. تزداد سرعة التركيب الضوئي بازدياد شدة الضوء حتى 10000 Lux، ثم تثبت بعدها.
3. عند 10000 Lux تصبح العوامل الأخرى (مثل تركيز CO₂ أو درجة الحرارة) هي العامل المحدد.
4. العامل المحدد هو تركيز CO₂ (أو درجة الحرارة) — وليس الضوء.

🔹 تمرين 2: تحليل وثيقة تجربة ساكس

الوضعية: في تجربة ساكس، تم وضع نبات في الظلام لمدة 48 ساعة، ثم غُطي جزء من ورقة بورق أسود، وعُرّض النبات للضوء لمدة 6 ساعات. بعدها قُطفت الورقة وأزيل اليخضور بالكحول وأضيف محلول اليود.

الأسئلة:

1. لماذا وُضع النبات في الظلام لمدة 48 ساعة قبل التجربة؟
2. ما سبب إزالة اليخضور بالكحول قبل إضافة اليود؟
3. ماذا تستنتج من تغير لون الجزء المعرض للضوء إلى الأزرق؟
4. ما هو دور الضوء في عملية التركيب الضوئي؟

الحل:

1. لاستهلاك النشا المخزّن في الأوراق (للتأكد من أن أي نشا يظهر بعد التجربة هو نتاج التركيب الضوئي أثناء التجربة).
2. لأن اليخضور أخضر اللون ويخفي تغير لون اليود مع النشا (الأزرق). إزالة اليخضور تسمح برؤية النتيجة بوضوح.
3. الضوء ضروري لتكوين النشا (التركيب الضوئي). حيث لا يتكون النشا في الأجزاء غير المعرضة للضوء.
4. الضوء هو مصدر الطاقة اللازمة لتحويل CO₂ + H₂O إلى غلوكوز ونشا.

🔹 تمرين 3: تطبيق المفاهيم

ضع علامة (✓) أو (✗) أمام العبارات التالية:

1. يحدث التركيب الضوئي في الميتوكندريا. (✗) — يحدث في البلاستيدات الخضراء
2. ناتج التركيب الضوئي الأساسي هو غاز الأكسجين فقط. (✗) — الناتج الأساسي هو الغلوكوز، والأكسجين منتوج ثانوي
3. اليخضور يمتص الضوء الأحمر والأزرق ويعكس الأخضر. (✓)
4. التركيب الضوئي يحدث ليلاً ونهاراً. (✗) — يحدث فقط في وجود الضوء
5. درجة الحرارة المثلى للتركيب الضوئي هي حوالي 30°م. (✓)
6. الثغور تنظم تبادل الغازات بين الورقة والجو. (✓)