شرح أسطوري للدرس الثالث علوم متكاملة درس العناصر الغذائية وصحة الأنظمة البيئية الترم الثاني 2025

شرح أسطوري للدرس الثالث علوم متكاملة أولى ثانوى الترم الثاني 2025 درس العناصر الغذائية وصحة الأنظمة البيئية.
فى هذا الدرس سوف نتعرف على مفهوم العناصر الغذائية وصحة الأنظمة البيئية و ما هى انواع العناصر الغذائية الرئيسية الكربون و النيتروجين والفوسفور .

العناصر الغذائية وصحة الأنظمة البيئية

أولًا: العناصر الغذائية وأهميتها في الأنظمة البيئية

العناصر الغذائية هي المواد الأساسية التي تحتاجها الكائنات الحية للنمو والتطور، وهي تلعب دورًا حيويًا في العمليات البيولوجية داخل الأنظمة البيئية. تشمل هذه العناصر الأساسية:

1. الكربون (C):

العنصر الأساسي في جميع المركبات العضوية، مثل البروتينات، الكربوهيدرات، الدهون، والأحماض النووية (DNA, RNA).

يوجد في الغلاف الجوي كغاز ثاني أكسيد الكربون (CO₂)، وفي المحيطات على شكل أملاح الكربونات والبيكربونات، وكذلك في الصخور الجيرية والدولوميت والوقود الأحفوري.



2. النيتروجين (N):

ضروري لصنع البروتينات والأحماض النووية.

يوجد في الغلاف الجوي بشكل غاز N₂، ويتم تثبيته في التربة بواسطة البكتيريا.



3. الفوسفور (P):

يلعب دورًا مهمًا في تخزين الطاقة داخل الخلايا من خلال مركب ATP.

يساهم في تكوين DNA وRNA، وهو أساسي لنمو الجذور والثمار في النباتات.
شرح تفصيلي لدورة النيتروجين

دورة النيتروجين هي واحدة من أهم الدورات البيوجيوكيميائية التي تضمن إعادة تدوير النيتروجين بين الغلاف الجوي، التربة، النباتات، الحيوانات، والكائنات الدقيقة. النيتروجين عنصر أساسي في تركيب البروتينات والأحماض النووية (DNA و RNA) وهو ضروري لجميع الكائنات الحية. لكنه يوجد في الغلاف الجوي بنسبة 78% على شكل نيتروجين جزيئي (N₂)، وهو شكل غير قابل للاستخدام المباشر من قبل معظم الكائنات الحية. لذلك، يحتاج إلى التحول إلى أشكال قابلة للامتصاص من قبل النباتات والحيوانات.

تتكون دورة النيتروجين من عدة مراحل رئيسية، تشمل:


---

1- تثبيت النيتروجين (Nitrogen Fixation)

في هذه المرحلة، يتم تحويل النيتروجين الجوي (N₂) إلى أمونيا (NH₃) أو أيون الأمونيوم (NH₄⁺)، وهي أشكال قابلة للامتصاص من قبل بعض الكائنات الحية. هناك طريقتان رئيسيتان لتثبيت النيتروجين:

أ- التثبيت الحيوي (Biological Fixation)

تقوم بكتيريا مثبتة للنيتروجين مثل ريزوبيا (Rhizobium)، والتي تعيش في العقد الجذرية لنباتات البقوليات (مثل الفاصوليا، العدس، البرسيم)، بتحويل النيتروجين الجوي (N₂) إلى أمونيا (NH₃) بفضل إنزيم نيتروجيناز (Nitrogenase).

بعض أنواع البكتيريا الأخرى مثل الأزوتوباكتر (Azotobacter) والكلوستريديوم (Clostridium) تعيش حرة في التربة وتؤدي نفس الوظيفة.


ب- التثبيت غير الحيوي (Non-Biological Fixation)

يتم ذلك من خلال البرق أو العمليات الصناعية مثل عملية هابر-بوش (Haber-Bosch Process)، حيث يتم تحويل النيتروجين إلى أمونيا لإنتاج الأسمدة الزراعية.



---

2- الأمونيَة (Ammonification) أو التحلل العضوي

عند موت النباتات والحيوانات أو عند إفراز الفضلات، تقوم البكتيريا والفطريات المحللة بتحليل المواد العضوية، مما يؤدي إلى إنتاج أيونات الأمونيوم (NH₄⁺) في التربة.

هذه المرحلة تضمن إعادة تدوير النيتروجين إلى التربة ليستفيد منه النبات مرة أخرى.



---

3- النترتة (Nitrification) – تحويل الأمونيوم إلى نترات

في هذه العملية، تقوم بكتيريا متخصصة بتحويل الأمونيا (NH₃) أو الأمونيوم (NH₄⁺) إلى نترات (NO₃⁻)، وهي الشكل الأكثر امتصاصًا من قبل النباتات.

هذه العملية تحدث على مرحلتين:

1. تحويل الأمونيوم إلى نيتريت (NO₂⁻) بواسطة بكتيريا نيتروسوموناس (Nitrosomonas).


2. تحويل النيتريت إلى نترات (NO₃⁻) بواسطة بكتيريا نيتروبكتر (Nitrobacter).



النترات الناتجة تمتصها النباتات لاستخدامها في تصنيع البروتينات والمواد العضوية اللازمة للنمو.



---

4- الامتصاص بواسطة النباتات (Assimilation)

تقوم النباتات بامتصاص النترات (NO₃⁻) من التربة عبر الجذور، ثم تستخدمها في تكوين الأحماض الأمينية، البروتينات، والكلوروفيل الضروري لعملية البناء الضوئي.

تنتقل النيتروجين بعد ذلك إلى الحيوانات عندما تتغذى على النباتات.



---

5- إزالة النيتروجين (Denitrification) – عودة النيتروجين إلى الجو

في هذه المرحلة، تقوم بكتيريا نزع النيتروجين (Denitrifying Bacteria) مثل Pseudomonas و Clostridium بتحويل النترات (NO₃⁻) إلى غاز النيتروجين (N₂)، الذي يعود إلى الغلاف الجوي.

تحدث هذه العملية في البيئات اللاهوائية (أي قليلة الأكسجين)، مثل التربة المشبعة بالماء والمستنقعات.

تعتبر هذه المرحلة ضرورية للحفاظ على التوازن بين النيتروجين في الجو والتربة.
ما هو الكربون (C) ولماذا هو مهم؟

عنصر أساسي: الكربون هو المكون الرئيسي لجميع المركبات العضوية مثل البروتينات، الدهون، الكربوهيدرات، والأحماض النووية (DNA وRNA).

أشكال وجوده في الطبيعة: يوجد الكربون في عدة أشكال في الطبيعة، مثل:

في الغلاف الجوي: على هيئة غاز ثاني أكسيد الكربون (CO₂).

في الماء: على شكل أيونات الكربونات (CO₃²⁻) والبيكربونات (HCO₃⁻).

في الصخور: يوجد في الحجر الجيري (CaCO₃) والصخور الرسوبية الأخرى.

في الوقود الأحفوري: يوجد في الفحم، النفط، والغاز الطبيعي.



3- دورة الكربون في الطبيعة

دورة الكربون هي العملية التي يتم فيها تبادل الكربون بين الغلاف الجوي، الكائنات الحية، التربة، والمسطحات المائية، وتشمل المراحل التالية:

أولًا: امتصاص الكربون من الغلاف الجوي

البناء الضوئي: النباتات والطحالب تستخدم ضوء الشمس لامتصاص ثاني أكسيد الكربون (CO₂) من الجو وتحويله إلى مواد عضوية مثل الجلوكوز، مما يساعد في نموها.

المعادلة الكيميائية للبناء الضوئي:


CO₂ + H₂O + ضوء الشمس → C₆H₁₂O₆ + O₂

تأثير العمليات الفيزيائية

.