والتمثيل الشمسية والتمثيل الطاقة الشمسية الطاقة & Solar Energy & Solar Energyالضوئي الضوئي

PhotosynthesisPhotosynthesis مصدر الشمسية مصدر الطاقة الشمسية الطاقة

النظام في البيولوجية النظام للطاقة في البيولوجية للطاقةعلى الطاقة وتنطلق على البيئي، الطاقة وتنطلق البيئي،

كهرومغناطيسية موجات كهرومغناطيسية شكل موجات شكلصادرة ، أطوالها في صادرة تختلف ، أطوالها في تختلف

ذرة في كامنة ذرية طاقة ذرة من في كامنة ذرية طاقة منعندما وتنطلق عندما الهيدروجين وتنطلق الهيدروجين

هيليوم ذرة إلى هيليوم تتحول ذرة إلى ((HeHe))تتحول ((Positrons, ◦ePositrons, ◦e))وبوسترون وبوسترون

الذري االنشطار الذري بواسطة االنشطار بواسطة + ◦4H4H 4 He + e◦ + 4 He + eالحراري الحراري

hr hr hrhr على وتنطلق جاما أشعة على تمثل وتنطلق جاما أشعة تمثل

فوتونات فوتونات هيئة الضوء) هيئة الضوء) سرعة سرعة300.000300.000) / ث (كم / ث كم

الشمسية الشمسية الطاقة Solar EnergySolar Energyالطاقة مجموعات ثالث بين التمييز مجموعات ويمكن ثالث بين التمييز ويمكن

: وهيي موجاتها ألطول H وفقا :رئيسية وهيي موجاتها ألطول H وفقا رئيسية البنفسجية فوق البنفسجية األشعة فوق uvuvاألشعة من أطوالها من يتراوح أطوالها 400400 – – 200200يتراوح

عالية ررنانومتنانومت طاقة ذات عالية وهي طاقة ذات وهياألشعة% 77 – – 66وتشكل وتشكل األشعة% من من

الشمسية :الشمسية : األوزون بواسطة األوزون تمتص بواسطة تمتص البيئي النظام على سلبي تأثير البيئي لها النظام على سلبي تأثير لها التمثيل عملية على Hحاد H تأثيرا التمثيل تؤثر عملية على Hحاد H تأثيرا تؤثر

الضوئيالضوئي البنفسجية فوق االشعة البنفسجية تتواجد فوق االشعة تتواجد

المحيط سطح عند عالية المحيط بمعدالت سطح عند عالية بمعدالتبسبب وذلك المدارية المناطق بسبب في وذلك المدارية المناطق في

طبقة ) ثاني في األوزون طبقة طبقة ) ضعف ثاني في األوزون طبقة ضعفالتروبوسفير طبقة التروبوسفير بعد طبقة TroposphereTroposphereبعد

الستراتوسفير بطبقة الستراتوسفير وتعرف بطبقة وتعرفStratosphere.Stratosphere. 30 30 عمقها ويصل عمقها كم ويصل كم

إلى الشفافة المياه إلى في الشفافة المياه (.2020في (.م م

الشمسية الشمسية الطاقة Solar EnergySolar Energyالطاقة الشعاب أن مالحظة الشعاب ويجب أن مالحظة ويجب

المناطق هذه في تزدهر المناطق المرجانية هذه في تزدهر المرجانيةلمقدرتها ازدهارها ويرجع لمقدرتها المدارية ازدهارها ويرجع المداريةبـ تعرف أمينية أحماض إفراز بـ على تعرف أمينية أحماض إفراز على

MycosporineMycosporine وحجب وحجب المتصاص المتصاصالحيوان على الضارة األشعة الحيوان هذه على الضارة األشعة هذه

. الوقت نفس في .والطحلب الوقت نفس في والطحلب * البنفسجية فوق االشعة البنفسجية * تقوم فوق االشعة تقوم

بحوالي الهيكل نمو نسبة بحوالي بتخفيض الهيكل نمو نسبة بتخفيضبـ% 5050 اليرقات انتاج بـ% وزيادة اليرقات انتاج . .%%8080وزيادة

المرئية- 22 المرئية- األشعة ::األشعة بين ما موجاتها أطوال بين تتراوح ما موجاتها أطوال – – 400400تتراوح

700700 nmnm البنفسجية األشعة البنفسجية وتمثل األشعة وتمثلوالصفراء والخضراء والصفراء والزرقاء والخضراء والزرقاء

ضرورية وهي والحمراء ضرورية والبرتقالية وهي والحمراء والبرتقاليةوتشكل الضوئي التمثيل وتشكل لعملية الضوئي التمثيل لعملية

.4242حوالي حوالي الشمسي% االشعاع .من الشمسي% االشعاع من

الشمسية الشمسية الطاقة Solar EnergySolar Energyالطاقة أن أن يالحظ الطويلة يالحظ الموجات ذو الطويلة الضوء الموجات ذو الضوء

بينما طاقة أقل االحمر الضوء نهاية بينما عند طاقة أقل االحمر الضوء نهاية عندالضوء نهاية في األقصر الموجات الضوء في نهاية في األقصر الموجات في

بين ما فالموجات أكبر طاقة ذو بين األزرق ما فالموجات أكبر طاقة ذو األزرقماء 490490 – – 440440 في اختراق أقصى ماء تبلغ في اختراق أقصى تبلغ

باللون البحر ماء تصبغ حيث باللون البحر البحر ماء تصبغ حيث البحراألزرق.األزرق.

عند الموجه عند أما الموجه اللون 550550أما اللون تضفي تضفيعن الساحلية المناطق في عن االخضر الساحلية المناطق في االخضر

بواسطة الحزمة امتصاص بواسطة طريق الحزمة امتصاص طريق. النباتية .العوالق النباتية العوالق

الضوء كثافة على تؤثر التي الضوء العوامل كثافة على تؤثر التي العوامل: عليه الحصول :المراد عليه الحصول المراد

السحب- 11 السحب- كمية كميةالعواصف- 22 العواصف- شدة شدةالماء- 33 الماء- عكارة عكارةالعالقة- 44 المواد العالقة- كمية المواد كميةاألمواج- 55 األمواج- حركة حركةالقاع- 66 القاع- نوع نوع

الشمسية الشمسية الطاقة Solar EnergySolar Energyالطاقة

النباتات على الساقط النباتات الضوء على الساقط الضوءمنه ينعكس منه الخضراء ينعكس وتمتص% وتمتص% 9898الخضراء

حوالي حوالي النباتات فقط% , فقط% , 22النباتاتفقط فقط تستخدم في% في% 22من% من% 11تستخدم

معدل أما الضوئي التمثيل معدل عملية أما الضوئي التمثيل عمليةالمحيطات في البيئية المحيطات الكفاءة في البيئية الكفاءة

فيبلغ فيبلغ للمنتجات تخزن% تخزن% 0.180.18للمنتجاتحوالي البحرية حوالي النباتات البحرية من% من% 0.040.04النباتات

. يتشتت والباقي الشمسية .الطاقة يتشتت والباقي الشمسية الطاقةالحمراء- 33 تحت الحمراء- األشعة تحت Infrared Infraredاألشعة

LightLightمابين أمواجها مابين أطوال أمواجها --700700أطوال

اشعاع% 5151تكون , تكون , 100.000100.000 اشعاع% من مناألكبر الجزء ويستخدم األكبر الشمس الجزء ويستخدم الشمسسطح حرارة درجة رفع في سطح منه حرارة درجة رفع في منه

. الجوي والغالف .األرض الجوي والغالف األرض

الضوئي الضوئي التمثيل التمثيلPhotosynthesisPhotosynthesis

المشعة الطاقة استخدام عن المشعة عبارة الطاقة استخدام عن عبارةالصبغات وبعض الكلورفيل الصبغات بواسطة وبعض الكلورفيل بواسطةكيميائية طاقة إلى وتحويلها كيميائية األخرى طاقة إلى وتحويلها األخرى

اختزال لعملية اختزال تستخدم لعملية المأخوذ المأخوذ Co2Co2تستخدملتكوين الهدم عملية أو الماء لتكوين من الهدم عملية أو الماء من

الجلوكوز.الجلوكوز. الكلوروبالست الكلوروبالست يحتوي ChloroplastChloroplastيحتوي

امتصاص بعملية تقوم صبغات امتصاص على بعملية تقوم صبغات على : وهي : الضوء وهي الضوء

.1.1b – c – d - eb – c – d - e : : aa من االضاءة من يمتص االضاءة يمتصمتر 650650 – – 450450 متر نانو نانو

والقصيرة 2.222. للطويلة يد يد ط والقصيرة ر للطويلة يد يد ط ر

.3.3CarotenoidsCarotenoids : الموجات عند الموجات : يمتص عند يمتص600600--700700..

لتحويل 4.4. الطاقة تستخدم لتحويل انزيمات الطاقة تستخدم انزيماتH2o + Co2H2o + Co2 كربوهيدرات كربوهيدرات إلى إلى

.) (.سكريات) سكريات)

الضوئي الضوئي التمثيل التمثيل بواسطة المرئي الضوء بواسطة يمتص المرئي الضوء يمتص

النتاج : النتاج :الصبغات الصبغات مختزلة مختزلة طاقة reducing reducingطاقة

powerpower شكل شكل على NADPH2NADPH2على شكل على بيوكيميائية شكل طاقة على بيوكيميائية طاقة

ATPATP ( ثالثي ثالثي ) أدينوسين أدينوسينالفوسفات(الفوسفات(

تستخدم تستخدم انزيمات , ATP , ATPانزيماتNADPH2NADPH2 لتحويل لتحويلCo2Co2 و و

H2OH2O كربوهيدرات كربوهيدرات إلى إلىThe electron acceptor is nictionmidw admine The electron acceptor is nictionmidw admine adenine demine simuceteotide )NADP(adenine demine simuceteotide )NADP(

المغذية العناصر من المكتسبة الطاقة لحفظ المغذية يستخدم العناصر من المكتسبة الطاقة لحفظ يستخدم

((ATPATP ) )AdenosineAdenosine TriphosphTriphosph

الضوئي الضوئي التمثيل التمثيلإلى الضوئي التمثيل عملية إلى وتنقسم الضوئي التمثيل عملية وتنقسم

قسمين:قسمين:11 - -Light reactionLight reaction

غشاء في غشاء تحدث في يتم ThylakoidThylakoidتحدث يتم حيث حيثالماء من الهيدروجين ذرة الماء نزع من الهيدروجين ذرة نزع

الكترونات بواسطة الكترونات ونقلها بواسطة ونقلهاطاقة NADDNADDالمستقبلة المستقبلة طاقة ليتكون ليتكون

هيئة على هيئة مختزلة على NADPH2NADPH2مختزلةاألوكسجين . األوكسجين .وينطلق وينطلق

تحويل العملية بهذه تحويل يرتبط العملية بهذه ADPADPيرتبطعضوي الغير عضوي والفسفور الغير إلى إلى IPIPوالفسفور

ATPATP ( ثالثي ثالثي ) أيدونوسين أيدونوسينالفوسفات( الفوسفات(

H2o + NADP1/2 O2 + NADPH2H2o + NADP1/2 O2 + NADPH2 22 ADP + P 2 ATPADP + P 2 ATP

الضوئي الضوئي التمثيل التمثيل.2.2 - -Dark reactionDark reaction منطقة في منطقة تتم في للكلوربالست للكلوربالست PyrenoidPyrenoidتتم

كال تستخدم الموجودة االنزيمات كال حيث تستخدم الموجودة االنزيمات حيثمن ATPATPو و NADPH2NADPH2من من من المتشكل المتشكل

لتحويل السابق لتحويل التفاعل السابق إلى إلى CO2CO2التفاعلالمعادلة حسب المعادلة كربوهيدرات حسب كربوهيدرات

Co2 + NADPH2 CH2O + H2O + Co2 + NADPH2 CH2O + H2O + 2NADP2NADP

33 ATP + 3 P ADP+ 3P1ATP + 3 P ADP+ 3P1 النهائية المعادلة النهائية وتصبح المعادلة وتصبح6Co2 + 6H2O6Co2 + 6H2O C6 H12 O6 + 6O2C6 H12 O6 + 6O2G = 686KcalG = 686Kcal.….… H جدا معقدة العملية هذه العموم H وعلى جدا معقدة العملية هذه العموم وعلى

ولكن الوحيد الناتج هو ليس ولكن والجلوكوز الوحيد الناتج هو ليس والجلوكوزعلى تحتوي التي المركبات بعض على هناك تحتوي التي المركبات بعض هناكوكلها والدهون البروتين مثل وكلها الكربون والدهون البروتين مثل الكربون

تستخدمها التي الكيميائية بالطاقة تستخدمها غنية التي الكيميائية بالطاقة غنية. أخرى .أحياء أخرى أحياء

عملية على اإلضاءة شدة عملية تأثير على اإلضاءة شدة تأثيرالضوئي الضوئي البناء البناء

: منها مختلفة عوامل الضوئي البناء عملية في :تتحكم منها مختلفة عوامل الضوئي البناء عملية في تتحكم الكلوروفيل كمية الكلوروفيل مقدار كمية مقدار الشمسية لألشعة المعرض السطح الشمسية مساحة لألشعة المعرض السطح مساحة الطحلبية الخاليا الطحلبية عدد الخاليا عدد المرجان بولب المرجان حجم بولب حجم المرجان في الضوئي المرجان التأقلم في الضوئي التأقلم

في النمو عملية أثناء االشعاع في التغيرات المرجان في الضوئي بالتأقلم في يقصد النمو عملية أثناء االشعاع في التغيرات المرجان في الضوئي بالتأقلم يقصد: اآلتية التغيرات على العملية هذه وتشتمل :المرجان اآلتية التغيرات على العملية هذه وتشتمل المرجان

دقائق 1.1. خالل ويكون البولب دقائق تمدد خالل ويكون البولب تمدد

ساعات 2.2. خالل يتم الضوئي التمثيل عملية أصباغ في ساعات تغير خالل يتم الضوئي التمثيل عملية أصباغ في تغير

أيام 3.3. خالل يتم الطحالب عدد في أيام تغير خالل يتم الطحالب عدد في تغير

سنوات 4.4. خالل يتم المستعمرة شكل في سنوات تغير خالل يتم المستعمرة شكل في تغير

السنين 5.5. آالف خالل يتم الجينات في السنين تغير آالف خالل يتم الجينات في تغير

المورفولوجية المورفولوجية االستجابات االستجاباتلإلشعاعلإلشعاع

من المرجان حيوان في البولب تمدد من يعتبر المرجان حيوان في البولب تمدد يعتبرجراء من الكائن لهذا تحدث التي جراء االستجابات من الكائن لهذا تحدث التي االستجابات

يعتبر التمدد هذا أن حيث عليه الساقط يعتبر االشعاع التمدد هذا أن حيث عليه الساقط االشعاع. النهار أثناء أكبر إضاءة الجتذاب .وسيلة النهار أثناء أكبر إضاءة الجتذاب وسيلة

عندما الكروي بالشكل المرجان يتشكل ما عندما غالبا الكروي بالشكل المرجان يتشكل ما غالباالمياه في أما الضحلة، المياه في المياه يتواجد في أما الضحلة، المياه في يتواجد. صفائح شكل على يتشكل فانه .العميقة صفائح شكل على يتشكل فانه العميقة