O'simliklarda fotosintez jarayoni qanday va qayerda? Barglarning tashqi tuzilishi.

Ta'rif: fotosintez - bu karbonat angidrid va suvdan, yorug'likda, kislorodli bo'shatilgan organik moddalarni shakllantirish.

Fotosintezning qisqacha tushuntirish

Fotosintez jarayonida quyidagilar mavjud:

1) xloroplastlar,

3) karbonat angidrid,

5) harorat.

W. yuqori o'simliklar Fotosintez xlorofil pigmentni o'z ichiga olgan xlorofil pigmentni o'z ichiga olgan xlorofil pigmentni o'z ichiga olgan plastmassalar (yarim avtonom organlari) da uchastkada bo'ladi.

Yaltaklardagi xlorofilllar xromomatoforalar (pigmentni o'z ichiga olgan va aks ettiruvchi hujayralar) tarkibida mavjud. Jigarrang va qizil yodalar, quyosh nuri uchun juda yaxshi bo'lgan juda chuqurlikda yashaydigan, boshqa pigmentlar ham bor.

Agar siz barcha tirik mavjudotlarning ovqatlanish piramidaga nazar tashlasangiz, fotosintez bo'lgan organizmlar yaqinda, avtotropning bir qismi sifatida joylashgan (organizmlar noorganik moddalarni singanik moddalarni sintezizatsiya qilish). Shuning uchun ular sayyorada yashaydigan barcha narsalar uchun oziq-ovqat manbai.

Fotosintez bilan kislorod atmosferaga chiqariladi. Atmosferaning yuqori qatlamlarida ozon hosil bo'ladi. Ozon ekrani er yuzini qattiq ultrabinafsha nurlanishidan himoya qiladi, shuning uchun hayot dengizni quruqlikka qoldirishga qodir edi.

O'simliklar va hayvonlarning nafas olish uchun kislorod kerak. Mitaxondriyada kislorod bilan shug'ullanayotgan glyukoza oksidi bo'lmaganda, bu kamida 20 baravar ko'proq energiya mavjud. Bu oziq-ovqatdan ko'proq samaraliroq qiladi, bu qushlar va sutemizuvchilarga yuqori metabolizmga olib keldi.

Ko'proq batafsil tavsif Fotosintez o'simliklar

Fotosintez ko'chirish:

Fotosintez jarayoni xloroplastlardagi yorug'likdan boshlanadi - yashil pigmentni o'z ichiga olgan ichidagi yarim avtonom organellar. Yorug'lik ta'sirida xloroplastlar tuproqdan suv iste'mol qila boshlaydi, uni vodorod va kislorodga ajratishni boshlaydi.

Ba'zi kislorod atmosferaga chiqariladi, boshqa qismi zavodda oksidlovchi jarayonlarga o'tadi.

Shakar atrofdan azot, kulrang va fosfor bilan tuproqdan, yog ', yog'lar, oqsillar, vitaminlar, vitaminlar, vitaminlar, vitaminlar va boshqa kompleks birikmalarga ulangan.

Barcha fotosintezning eng yaxshisi quyosh nuri ta'siri ostida, ammo ba'zi o'simliklar sun'iy yoritishdan qoniqishlari mumkin.

Murakkab o'quvchi uchun fotosintez mexanizmlarining murakkab tavsifi

XX asrning 60-yillarigacha faqat bitta karbonat angidrli fiksvati mexanizmi - C3-Bentnofosfat yo'liga ko'ra olimlarga ma'lum edi. Biroq, yaqinda bir guruh avstraliyalik olimlar ba'zi o'simliklarda karbonat angidridni tiklash C4 dikboksilli kislotalarida karbonat angidridni tiklash sodir bo'lishini isbotlashga muvaffaq bo'lishdi.

C3 reaktsiyasi bilan o'simliklarda fotosintez o'rtacha harorat va yoritish sharoitida, asosan o'rmonlarda va qorong'i joyda. Ushbu o'simliklar deyarli barcha madaniy o'simliklar va sabzavotlarning aksariyat qismini o'z ichiga oladi. Ular insoniy parhezning asosini tashkil qiladi.

C4 reaktsiyasi bilan o'simliklarda fotosintez yuqori harorat va yoritgichlarda juda faol. Bunday o'simliklar, masalan, iliq va tropik iqlim sharoitida o'sadigan, masalan, makkajo'xori, jo'xori va shakar qamishiga kiradi.

Metabolizm yaqinda, suv ta'minoti uchun maxsus to'qimalarga ega bo'lgan ba'zi o'simliklar organik kislotalar shaklida va uglerod kislotalari shaklida to'plangan va uglevodlarga faqat bir kundan keyin o'rnatilganligini aniqlash mumkin. Bunday mexanizm suv zaxiralarini tejash uchun o'simliklarga yordam beradi.

Fotosintez jarayoni qanday sodir bo'ladi

O'simlik chiroqni xlorofil deb ataladigan yashil modda bilan ochadi. Xlorofilllyoki mevalardagi xloroplastlarda joylashgan. Ayniqsa barglari barglarining katta miqdori, chunki uning tekis tuzilishi tufayli varaq fotosintez jarayoni uchun ko'proq energiya olish uchun varaq juda ko'p yorug'likni jalb qilishi mumkin.

Qo'shilmaslikdan so'ng xlorofillar hayajonlangan holatda bo'lib, energiya molekulalariga, ayniqsa fotosintezda bevosita ishtirok etadigan boshqa organizm molekulalariga energiya uzatadi. Fotosintez jarayonining ikkinchi bosqichi yorug'likning majburiy ishtirokisiz o'tadi va havo va suvdan olingan karbonat angidridi ishtirokida kimyoviy obligatsiyalarni olishdan iborat. Ushbu bosqichda kraxmal va glyukoza kabi turli xil foydali moddalar sintez qilinadi.

Ushbu organik moddalar turli xil qismlarni etkazib berish, shuningdek normal hayotni saqlab qolish uchun o'simliklarni o'zlarini ishlatadi. Bundan tashqari, ushbu moddalar hayvonlar, shuningdek, o'simliklar o'simliklar tomonidan ovqatlanadilar. Odamlar bu moddalarni hayvonlar va sabzavot buyumlari iste'mol qilish orqali olishadi.

Fotosintez uchun shartlar

Fotosintez sun'iy yorug'lik va quyoshning ta'siri ostida bo'lishi mumkin. Qoida tariqasida, zavod tabiatida ko'p quyosh chiroqlari kerak bo'lganda bahor-yoz davrida jadal "ishlaydi". Kuzda yorug'lik kamroq qisqartirildi, barglar sarg'ayadi va keyin yiqilib tushadi. Ammo bu bahorgi iliq quyoshga ko'rinishi kerak, chunki yashil barglar yana paydo bo'ladi va yashil "fabrika" o'z ishlarini kislorodni, shuningdek, hayot uchun zarur bo'lgan boshqa ozuqalarni berish uchun o'z ishlarini qayta tiklaydi.

Fotosintezning muqobil ta'rifi

Fotosintez (boshqa inoyat. Fotosuratlar va sintez - fotografiya, kattaroq, almashtirish, sintez, sintez, sintez) - fotovintetric pigmentlar (xlorofill o'simliklarda xlorofill) nuriga ega bo'lganligi bakteriyalarda bakteriya va bakteriesopcin). Zamonaviy o'simlik fiziologiyasida fotomoniniyalar ko'proq taxminiy funktsiya sifatida keng tarqalgan va eng yaxshi kanaryonik reaktsiyalar to'plami, shu jumladan karbonat angidridni organik moddalarga aylantirish, shu jumladan karbonat angidridni organik moddalarga konvertatsiya qilish.

Fotosuratlarning fotosintezi

Fotosintez - Jarayon juda murakkab va ikkita bosqichni o'z ichiga oladi: yorug'lik faqat yorug'lik va qorong'ilikda sodir bo'ladi. Barcha jarayonlar xloroplastlarning maxsus kichik organlarda - inlayacod. Chiroq fazada xlorofill hisobning miqdori va napfn molekulalari shakllantiriladi. Bir vaqtning o'zida suv parchalanadi, vodorod ionlarini hosil qiladi va kislorod molekulani ta'kidlaydi. Savol mavjud, chunki bu tushunarsiz sirlar uchun: ATP va Nadi?

ATP - bu barcha tirik organizmlarda mavjud bo'lgan maxsus organik molekulalar, ular ko'pincha "energiya" valyuta deb atashadi. Bu yuqori energiya aloqasi bo'lgan molekulalar, har qanday organik sintez va tanadagi kimyoviy jarayonlar bo'lgan energiya manbai hisoblanadi. Xo'sh, va Napfn vodorod manbai - bu to'g'ridan-to'g'ri molekulyar og'irlik organik moddalar - uglerinatezning ikkinchi, quyma dioksid yordamida uchraydigan uglevodlar sintezida qo'llaniladi.

Ikki faz pozitsiyalari

Xloroplastlarda juda ko'p xlorofil molekulalari mavjud va ularning barchasi quyosh nurini o'zlashtiradilar. Shu bilan birga, yorug'lik boshqa pigmentlar tomonidan so'riladi, ammo ular fotosintezni qanday amalga oshirishni bilishmaydi. Jarayonning o'zi faqat ozgina xlorofill molekulalarida yuz beradi, bu juda oz. Boshqa xlorofil molekulalar, karotenoidlar va boshqa moddalar maxsus antenna, shuningdek, engil o'ralgan komplekslar (SAC) shakllanadi. Ular antenna sifatida, yorug'lik kvantini o'zlashtiradi va maxsus reaktsiya markazlariga yoki tuzoqlarga hayajon bilan uzatadi. Ushbu markazlar ikkita zavodga ega bo'lgan fotosuratlar: Fotosuratlar II va Fotosuratlar: Maxsus xlorofil molekulalari mavjud: mos ravishda II - P680 va I - P700 foto tizimida. Ular bunday to'lqin uzunligi nurini (680 va 700 nm) olishadi.

Sxemaga ko'ra, hamma ko'rinishi qanday ko'rinishini va fotosintezning engil bosqichi paytida ro'y berishi mumkinligini tushunarli.

Rasmda biz P680 va P700 xlorofilllar bilan ikkita fotosuratni ko'ramiz. Shuningdek, rasm shuni ko'rsatadiki, elektron transport transporti o'tkaziladigan tashuvchilar ko'rsatilgan.

Shunday qilib: Ikkala fotivorning xlorofilllelllellllllık molekulalari yorug'lik va hayajonlangan miqdorni yutishadi. Elektron (qizil rangda), ular yuqori energiya darajasiga o'tishadi.

Ko'chmas elektron gazlar juda yuqori energiyaga ega, ular tan olinadi va tanakoidlar membranalari - xloroplastlarning ichki tuzilmalari. Rasm shuni ko'rsatadiki, P680 xloroii, elektron plasterga o'girilib, p700llllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllestem-dan ferredxinga o'tadi. Elektron joylardagi xlorofil molekulalarida musbat zaryadli ko'k tuynuklar hosil bo'ladi. Nima qilish kerak?

Xlorofill molekulasining tanqisligini to'ldirish uchun ii elektronni suvdan oladi, vodorod ionlari hosil bo'ladi. Bundan tashqari, bu atmosferaga chiqariladigan suvning parchalanishi bilan bog'liq. Va xlorofillllll molekulati P700, rasmdan ko'rinib turibdiki, rasmlarning tanqisligini Fotosuratlar II-dan tashuvchi tizimidan to'ldiradi.

Umuman olganda, fotosintez oqadi, uning asosiy mohiyati elektronni uzatish qanchalik qiyin. Shuningdek, rasmda shuni ta'kidlash kerakki, elektron transport vositalarida parallel ravishda vodorod ionlari membrana orqali o'tadi va ular tulat ichkarisida to'planadi. U erda juda ko'p bo'lgani uchun ular to'q sariq rangdagi rasmda tasvirlangan va qo'ziqorin kabi ko'rinadigan maxsus juftlik omili bilan ko'chib o'tishadi.

Oxirida biz yuqorida aytib o'tilgan birikmaning paydo bo'lishi natijasi bo'lgan elektron transportning yakuniy bosqichini ko'ramiz. X + ionlarini pul o'tkazmasi tufayli, energiya valyutasi sintez qilingan - ATP (o'ngda ko'rinishda ko'rinadigan).

Shunday qilib, fotosintezning eng asosiy bosqichi to'ldirildi, kislorod atmosferaga, ATP va Nadp shakllandi. Va keyingi nima? Va'da qilingan organik vositasi qayerda? Va keyin asosan kimyoviy jarayonlar mavjud bo'lib, ular asosan kimyoviy jarayonlarda keladi.

Fotosintezning qorong'i bosqichi

Fotosintezning qorong'i bosqichi uchun majburiy komponent karbonat angidrid - CO2. Shuning uchun o'simlik uni doimiy atmosferadan singdirishi kerak. Buning uchun varaqning yuzasida maxsus tuzilmalar mavjud - chang. Ular ochilganda, CO2 varaq ichkarisiga kirib, suvda eriydi va fotosintezning engil bosqichiga javob beradi.

Chiroq fazasi davomida CO2 o'simliklarining aksariyati besh uglerodli organik birikma bilan bog'liq (bu besh uglerod molekulalari zanjiri), natijada ikki uch uglerodli aralash molekulalar (3 fosiqsimon kislota) shakllanadi. Chunki Asosiy natijada aniq bu uch uglerod birikmalari, bunday turdagi fotosintezning bunday turidagi o'simliklar, C3 o'simliklari nomini oldi.

Xloroplastlardagi qo'shimcha sintez juda qiyin. Uning yakuniy natijalariga ko'ra, olti uglerod birikmasi shakllanadi, undan glyukoza, saxaroza yoki kraxmal sintez qilinishi mumkin. Ushbu organik moddalar shaklida o'simlik energiya to'playdi. Shu bilan birga, ularning ozgina qismi uning ehtiyojlari uchun ishlatiladi, qolgan ugbozidlar o'simlik atrofida, bu erda eng zarur energiya - masalan, o'sish punktlarida. Masalan, o'sish nuqtalarida.

Fotosintez engil energiyani kimyoviy aloqalar energiyasiga aylanishi organik birikmalar.

Fotosintez o'simliklarga, shu jumladan barcha yosunlar, shu jumladan progaralar, jumladan siyanobakteriyalar, ba'zi birlashgan eukirmalari.

Aksariyat hollarda, fotosintezda, kislorod (o 2) tomonidan ishlab chiqarilgan mahsulot sifatida shakllanadi. Biroq, bu har doim ham shunday emas, chunki fotosintezning bir necha xil yo'nalishlari mavjud. Kislorod chiqarilgan taqdirda, bu fotograflik atomlari fotosintezning ehtiyojlariga moslashgan suvdir.

Fotosintez turli xil pilmentlar, fermentlar, fermentlar, koftimmentlar va boshqa reaktsiyalardan iborat. Asosiy pigotlar - ulardan tashqari - karotenoidlar va fictobilinlar bundan mustasno.

Tabiatda o'simliklarni fotosintezning ikkita usuli keng tarqalgan: c 3 va C 4. Boshqa organizmlar o'zlarining shaxsiy reaktsiyalarining o'ziga xos xususiyatlariga ega. Ushbu turli jarayonlarni "Fotosintez" deb atama bo'yicha birlashtiradigan hamma narsa - ularning barchasida kimyoviy obligatsiyalardagi fotonlar o'zgaradi. Taqqoslash uchun: Kimyoviy aloqa energiyasi ba'zi bir birikmalarni (noorganik) boshqalarga aylantiruvchi moddalarga aylantiriladi.

Fotosintezning ikkita bosqichlari izolyatsiya qilinadi - engil va qorong'i. Birinchisi reaktsiyalar oqimi uchun zarur bo'lgan yorug'lik nurlanishiga bog'liq. Qorong'u faza engilga bog'liq.

O'simliklarda xloroplastlardagi fotosintez oqadi. Barcha reaktsiyalar natijasida asosiy organik moddalar hosil bo'ladi, ularda uglevodlar, aminokislotalar, yog 'kislotalari, yog' kislotalari va boshqalar. Odatda fotosintezning umumiy reaktsiyasi. Odatda fotosintezning umumiy reaktsiyasi. glyukoza - eng keng tarqalgan fotosintez mahsuloti:

6co 2 + 6h 2 o → C 6 H 12 O 6 + 6O 2

O 2 molekulaga kiritilgan kislorod atomlari karbonat angidriddan olinmaydi, ammo suvdan. Karbonat angidrid - uglerod manbaiEng muhimi. Uning majburiyligi tufayli o'simliklar organik sintez qilish ehtimoli paydo bo'ladi.

Yuqorida keltirilgan kimyoviy reaktsiya umumlashtirilgan va jami. Bu jarayonning mohiyatidan uzoqdir. Shunday qilib, glyukoza oltita alohida karbonatik molekuladan hosil bo'lmaydi. CO 2 bog'lanishi bitta molekulada uchraydi, ular avval mavjud besh uglerod shakariga qo'shiladi.

Prokaryotlar fotosintez bilan ajralib turadi. Shunday qilib, bakteriyalarda asosiy pigment bakteriya va kislorod chiqmaydi, chunki vodorod suvdan olinmaydi, lekin ko'pincha vodorod sulfididan yoki boshqa moddalardan. Ko'k-yashil algalarda asosiy pigment xlorofill va kislorod fotosintezda chiqariladi.

Engil faz pozitsiyalari

Fotosintezning engil bosqichida ATP va NaDF · 2 sintezi yorqin energiya tufayli sodir bo'ladi. Bo'lib turadi xloroplatalardagi tulalardaBu erda pigmentlar va fermentlar elektrokimyoviy zanjirlarning ishlashi uchun murakkab komplekslarni shakllantiradi, shunga ko'ra, qaysi elektron va qisman vodorod protonlari yuqadi.

Elektron elektronlar NADF Coenzuzyme bo'lishga, protonlarning bir qismini o'ziga jalb qiladi va NaF · H H 2 ga aylanadi. Shuningdek, tumoloid membrananing bir tomonidagi protonlarning to'planishi elektrokimyoviy gradyanga, uning potentsial indform sintetizease fermenti tomonidan ATP-sintetase fermenti tomonidan ATP-sintetase fermenti tomonidan ATP-sintetase fermenti tomonidan ATP-sintetase fermenti tomonidan ATP-sintetase fermenti tomonidan ATP-sinthetease fermenti tomonidan ATP-sintetase fermenti tomonidan ATP-sintetase fermenti tomonidan ATP-sintetase fermenti orqali amalga oshiriladi.

Fotosintezning asosiy pigitlari turli xil xlorofill. Ularning molekulalari ma'lum bir yorug'likning ayrim spektrini aniq ushlaydi. Shu bilan birga, xlorofil molekulalari yuqori energiya darajasiga ko'tariladi. Bu beqaror holat va bir xil nurlanish orqali elektronlar g'oyasida energiyadan olingan va oldingi darajaga qaytish kerak. Biroq, fotosintetik hujayralarda hayajonlangan elektronlar o'quvchilarning asirga olinadi va uning energiyasining asta-sekin pasayishi tashuvchi zanjirlar bo'ylab yuqadi.

Tilakoid membranalari engil ta'sirga ega elektron vositalarni chiqaradigan ikkita turdagi fotosuratlarni chiqaradi. Fotosuratlar asosan glorofil pigmentlarda reaktsiya markazi bo'lgan murakkab kompleksi. Fotosurat tizimida quyosh nuri ko'plab molekulalarni ushlaydi, ammo barcha energiya reaktsiya markazida to'planadi.

Fotosuratlar Iminman, tashuvchilarning zanjiri bo'ylab nadfni tiklang.

Fotosuratlar tizimidan yirtilgan elektron energiyasi II ATP sintez qilish uchun ishlatiladi. Va Fotosuratlarning elektronlari II o'zlari Fotosuratlarning elektron teshiklarini i orqali to'ldiradilar.

Ikkinchi fotografiya teshiklari natijasida kelib chiqadigan elektronlar bilan to'ldirilgan suv fotolisi. Fotoliz, shuningdek, yorug'lik ish joyi va proton, elektron va kislorod uchun H 2 O parchalanishida yotadi. Bu suvning erkin kislorod fotoleslari natijasida. Protonlar elektroakemik gradika va NADFni tiklashda ishtirok etadi. Elektronlar xlorofill fotossystem ii oladi.

Fotosintez engil bosqichning namunaviy tenglamasi:

H 2 o + nadf + 2adf + 2F → HTU 2 + NADF · HASH · 2 + 2af

Tsikl elektron transportasi

Yuqoridagilar chaqirilganni tasvirlaydi tsiklik yorug'lik fazasi fazi. Yana bor nADFni tiklash yuz bermasa, tsiklik elektron transport vositasi. Shu bilan birga, fotoke tizimidan elektronlar men ATP sintezi bo'lgan tashuvchi zanjirga boraman. Ya'ni, ushbu elektron transport aylanmasi II emas, balki Fotosuratlar tizimidan elektron oladi. Birinchi fotosurat tizimi tsiklni tushunadi: u o'z chiqarilgan elektronlarga qaytariladi. Yo'lda ular energiyasini ATP sinteziga sarflashadi.

Fosforilatsiya va oksidlovchi fosforillanish

Fotosintezning yorug'lik bosqichi hujayralarning nafas olish bosqichi - mitoxonddrial yig'lashda oqadigan oksidlovchi fosforillanish bilan taqqoslanishi mumkin. U erda ham elektron va protonni tashuvchilar zanjiri bo'ylab o'tkazilishi sababli sintez mavjud. Biroq, fotosintez bo'lsa, energiya hujayraning ehtiyojlari uchun emas, balki asosan fotosintezning qorong'i bosqichi ehtiyojlari uchun saqlanadi. Va agar energiya manbai norasmiy moddani, keyin fotosintez - quyosh nuri bilan nafas olish bilan xizmat qiladi. Fotosintez bilan sintezi chaqiriladi fosfaellashoksidlovchi fosforillanish o'rniga.

Fotosintezning qorong'i bosqichi

Birinchi marta fotokintezning qorong'i bosqichi kalvin, Benson, Bassem batafsil ma'lumotlarida o'rganilgan. Keyinchalik ular tomonidan ochilgan reaktsiya tsikli Kalvin tsikl deb nomlangan yoki C 3 3 fotosintez deb nomlangan. Ayrim o'simliklarning ayrim guruhlarida fotosintezning o'zgartirilgan yo'li kuzatiladi - C 4, shuningdek, lyuk dyulka deb nomlanadi.

Fotosintezning quyuq reaktsiyalarida CO 2 fiksatsiyasi yuzaga keladi. Qorong'u faza xloroplastning stromida tushadi.

Qayta tiklash COP ATP energiyasi tufayli yuzaga keladi va NADF · 2 ning reabilitatsiya kuchlari yorug'lik reaktsiyalarida shakllanadi. Umuman olmagan holda uglerodli mahkamlash sodir bo'lmaydi. Shuning uchun, qorong'i faza to'g'ridan-to'g'ri yorug'likka bog'liq emas, lekin odatda yorug'likka tushadi.

Kalvin tsikl

Birinchi bosqich javobi - bu CO 2-ning ulanishidir ( karboklare.) 1 ta arpulozobiyphlatga ( libuloza-1,5 difosfat) – Libos. Ikkinchisi ikki marta fosforli riboza. Bu reaktsiya ariza-1,5 differfakibozsiz fermentni katalizator rubian tili.

Karboksillanish natijasida beqaror olti burchakli aralashma hosil bo'ladi, bu gidroliz natijasida ikki uch karbon molekulasida parchalanadi. fosogika kislotasi (FGK) - Fotosintezning birinchi mahsuloti. FGK, shuningdek, fosogoriatrati deb ataladi.

Ribf + CO 2 + O → 2FGK

FGKda uchta uglerod atomlari mavjud, ulardan biri kislota karboklavli guruhiga kiritilgan (-COOh):

FGK uch uglerodli shakarni hosil qiladi (glikoldexydhosfat) triosofosfat (tf)Alldehide guruhiga kirgan (-CHO)

FGK (3-kislota) → TF (3-shakar)

ATP faollashtirish va Napf № 2 ning qisqarishi ushbu reaktsiyaga sarflanadi. TF - birinchi uglevod fotosintezi.

Shundan so'ng, triozofosfatning aksariyati yana CA 2-ni bog'lash uchun ishlatiladigan qovurg'a (Ribf) regenergeratsiyasiga sarflanadi. Qayta tiklash bo'yicha ATP xarajatlari bilan sarflanadigan bir qator javoblarni o'z ichiga olgan.

Bunday tsiklda Ribvinning tsiklidir.

Kalvin tsiklidan TFning kichik qismi mavjud. Uverlangan karbonat angidrid molekulalari, hosil 2 ta uch tishlifosfat molekulalari. Kiritish va mahsulot mahsulotlari bilan umumiy tsikl reaktsiyasi:

6co 2 + 6h 2 o → 2tf

Shu bilan birga, majburiy ravishda 6 ta relf molekulalari va 12 ta molekulalar tashkil etilib, ular 12 tfga aylantiriladi, ulardan 10 molekula tsiklda qoladi va 6 ta libh molekulalariga aylantiriladi. TF uch uglerodli shakar bo'lganligi sababli, keyinchalik uglerod atomlariga nisbatan bizda: 10 * 3 \u003d 6 * 5. Tsiklni ta'minlamaydigan uglerod atomlari soni, barcha kerakli ridiz regeneratsiyalangan. Tsiklga kiritilgan oltita karbon molekulalari ikki triozofosfat molekulalari tsiklini shakllantirishga sarflanadi.

Ulangan CA 2T 2 molekulasi uchun kalvin tsikli 18 ta ATP molekulalari va 12 NaDF № 2 molekulati, bu fotosintezning engil bosqichi.

Hisoblash ikki transport vositasi-fosfat molekulalari tsikllari bilan amalga oshiriladi, chunki keyingi molekulada hosil bo'lgan glyukoza molekulalari 6 uglerod atomlarini o'z ichiga oladi.

Tindi (TF) Kalvin tsiklining yakuniy mahsuloti, ammo u deyarli to'planmaganligi sababli, boshqa moddalar bilan reaktsiyaga kirish, glyukoza, saxaroza, yog ', yog', yog 'kislotalari, aminokislotalar. TF-ga qo'shimcha ravishda FGK muhim rol o'ynaydi. Biroq, bunday reaktsiyalar nafaqat fotosintetik organizmlarda sodir bo'ladi. Shu ma'noda, fotosintezning qorong'i bosqichi Kalvin tsikli bilan bir xil.

FGKdan qadamli kataliz by Servical katalizing olti kürtl shakar hosil qiladi fruktoza-6-fosfatqayerga aylanadi glyukoza. Glyukoza zavodlarida kraxmal va tsellyuloza ichiga polimerlangan bo'lishi mumkin. Uglevodlarning sintezi teskari glikolizm jarayoniga o'xshaydi.

Surat

Kislorod fotosintezni bostiradi. Kattaroq o 2 ichida atrof-muhitKas olish jarayoni yanada samarali bo'ladi. Gap shundaki, risulozsitasiz fermentsiz ferment (Rubisko) nafaqat karbonat angidrid, balki kislorod bilan reaktsiya bo'lishi mumkin. Bunday holda, qorong'i reaktsiyalar biroz boshqacha.

Fosogikcolt fosogik kislota. Bu darhol fosfat guruhini tozalaydi va glikol kislotasiga aylanadi (glycoune). "Umumiy foydalanish" uchun yana kislorod kerak. Shuning uchun, kislorod muhitidagi kattaroq, bu fotografiya kuchayadi va shunchalik ko'p o'simlik reaktsiya mahsulotlaridan xalos bo'lish uchun kislorod kerak bo'ladi.

Fotchchcate - bu kislorod va karbonat angidridni qazib olishning yuqori darajadagi iste'moli. Ya'ni gaz almashinuvi nafas olishda sodir bo'ladi, lekin xloroplastlar bilan tushadi va yorug'lik nuriga bog'liq. Fotografiya yorug'likdan faqat ribulosalarBifiya faqat fotosintez paytida hosil bo'lganligi sababli.

Fotosuratlar, glikolyotdan kalvin tsiklidagi fosogika kislotasi (fosfoglyateriat) shaklida glycaltinning uglerod atomlari paydo bo'ladi.

2 glycolat (C 2) → 2 glyoksylat (C 2) → 2 glysine (C 2) → Giotroksulov → Grierat (C 3) → FGK (C 3) → FGK (C 3) → FGK (C 3) → FGK (C 3)

Ko'rinib turibdiki, pulni qaytarib bo'lmaydi, chunki bitta glikin molekulalarini bitta aminokislota molekulasiga aylantirishda bitta uglerod atomi, va karbonat angidrid chiqariladi.

Kislorod glycolatsiyani glyoksillat va glikinda serinada glycelalatsiyani konvertatsiya qilish bosqichlarida zarurdir.

Glyoktillatda glycolatsiyaning o'zgarishi, keyin glikinda mitoxondriyada serin sintezida uchraydi. "Serin" yana peroksaoma kiritadi, u erda dastlab gidroksipruvat, keyin glitserot. Glitserat FGK Undan sintezlangan xloroplastlarga kiradi.

Fotosurat asosan C 3 -YA-likin rangli fotosintezli o'simliklar uchun xosdir. Buni zararli deb hisoblash mumkin, chunki energiya FGK-da glycolatsiyani o'zgartirish befoyda. Aftidan, fotografiya qadimgi o'simliklar atmosferada katta miqdordagi kislorodga tayyor emasligi sababli paydo bo'ldi. Dastlab, ularning evolyutsiyasi karbonat angidridga boy atmosferada bo'lgan va u Rubisko Entme reaktsiyasini egallagan kishi.

C 4 - vaposintez yoki tsikl lyuk Slaka

Agar C 3-fosintez bilan, qorong'u davrning birinchi mahsuloti fosogli kislota, shu jumladan uchta uglerod atomlari, shu jumladan, C 4 dagi kislotalardir: olma, oksid, qushqo'nmas.

4 - fotintinez bilan ko'plab tropik o'simliklar, masalan, shakar qamish, makkajo'xori kuzatiladi.

C 4-testlar uglerod oksidi ko'proq singdirilgan, ular deyarli fotografiyaga ega emaslar.

Fotosintezning C 4-Pokivada olingan, varaqning maxsus tarkibiga ega bo'lgan o'simliklar mavjud. Unda o'tkazuvchan nurlar ikki qavatli hujayralar bilan o'ralgan. Ichki qatlam - bu o'tkazuvchan nur. Tashqi qatlam - Mezopill hujayralari. Qatlam hujayralarining xloroplastlari bir-biridan farq qiladi.

Mezofil xloroplast uchun, katta nikohlar xarakterli, fotossistemlarning yuqori fotosuratlari, ferment Ra Racf Comboxylaz (Rubyso) va kraxmal yo'q. Ya'ni, ushbu hujayralarning xloroplastlari asosan fotosintezning engil bosqichiga moslashtirilgan.

Qo'llab-quvvatlovchi nurning xloroplastlarida granet deyarli ishlab chiqilmagan, ammo Ribf karboksalazining kontsentratsiyasi yuqori. Ushbu xloroplastlar fotosintezning qorong'i bosqichiga moslashdi.

Uglerod dioksidi birinchi bo'lib organik kislotalarni bog'laydi, bunday shaklda kodlash hujayralariga tashiladi, ularda ham c 3 ta sinovga ham qo'shiladi. Ya'ni C 4 to'ldiriladi va C 3 o'rnini bosa olmaydi.

Mesopillda, CO 2 uglerod atomlarini (kislotali) hosil qilish uchun fosforolpiruvativt (FEP) ga qo'shildi:

Reaktsiya FEP-Carboxylaz fermentining ishtiroki bilan sodir bo'ladi, u Rubiskoga qaraganda 2 ga yaqin bo'lgan. Bundan tashqari, fep karbokssizzasi kislorod bilan ta'sir qilmaydi, bu esa bu fotografiyaga sarflanmaydi. Shunday qilib, C 4-likhosintosintning afzalligi - bu karbonat angidridni yanada samarali tuzatish, shuning uchun fotografiyaga deyarli sarflanmagan Ra Rassom Comboxaylining samaradorligi yanada samarali ishlashi.

Oksaksetate 4 karbonat dikografli kislotasi (kit yoki aspartit kislotasi (kit yoki aspartat) bo'lib, uni o'tkazuvchan nurlarning qafasining xloroplastiga o'tkaziladi. Bu erda kislota - bu sarkarburbli (CO 2 istisnosi), oksidlaydi oksidlaydi va piruvvatga aylanadi. Vodorod NADFni tiklaydi. Piruvat Mesopill-ga qaytadi, u erda FEP ATP narxi bilan udan qayta tiklanadi.

Kok 2 qoplangan hujayralar xloroplastlarida singan, kalvin tsiklida fotvin tsiklidagi fotvintezning qorong'i bosqichiga o'tadi.

Fotosintez Lyuk-Slaka yo'li bo'ylab ko'proq energiya sarfini talab qiladi.

C 4 evolyutsiyada C 3-da paydo bo'lgan va asosan fotografiyaga qarshi qurilmadir deb ishoniladi.

Sayyoradagi har bir tirik mavjudot omon qolish uchun oziq-ovqat yoki energiya kerak. Ba'zi organizmlar boshqa mavjudotlarga oziq-ovqat bilan oziqlashadi, boshqalari esa o'zlarining ozuqa elementlarini ishlab chiqarishi mumkin. Fotosintez deb nomlangan jarayonda ular o'zlarini oziq-ovqat, glyukoza ishlab chiqaradilar.

Fotosintez va nafas qisilishi. Fotosintezning natijasi - bu kimyoviy energiya shaklida saqlanadi. Ushbu to'plangan kimyoviy energiya noorganik uglerod (karbonat angidrid) organik karbonga aylanishi natijasida olinadi. Nafas olish jarayoni to'plangan kimyoviy energiya.

Ular ishlab chiqaradigan mahsulotlarga qo'shimcha ravishda o'simliklar, shuningdek, omon qolish uchun uglerod, vodorod va kislorod talab qilinadi. Tuproqdan so'rilgan suv vodorod va kislorod beradi. Fotosintez paytida oziq-ovqat sintez qilish uchun uglerod va suv ishlatiladi. O'simliklar, shuningdek, aminokislotalar ishlab chiqarish uchun nitratlar kerak (Aminalik kislotasi - oqsilni yaratish uchun ingredientlar). Bundan tashqari, ularga xlorofil ishlab chiqarish uchun magniy kerak.

Eslatma: Boshqa oziq-ovqat mahsulotlariga bog'liq bo'lgan jonli mavjudotlar deyiladi. Sigirlar kabi o'simlik, shuningdek hasharotlarni oziqlantiradigan o'simliklar - heterotrofmalarga misollar keltiradi. O'z ovqatlarini ishlab chiqaradigan jonli mavjudotlar deyiladi. Yashil o'simliklar va yosunlar - audotroflarga misollar.

Ushbu maqolada siz o'simliklardagi fotosintez va ushbu jarayon sharoitida zarur bo'lgan narsalar haqida ko'proq bilib olasiz.

Fotosintez ta'rifi

Fotosintez - bu kimyoviy jarayoni, ba'zilari va aloa karbonat angidrid va suvdan glyukoza va kislorod ishlab chiqaradigan, faqat yorug'lik manbai sifatida.

Bu jarayon Yerdagi hayot uchun juda muhimdir, chunki u tufayli kislorod chiqariladi, bu erda butun hayot bog'liq.

Nima uchun o'simliklar glyukoza (ovqat) kerak?

Odamlar va boshqa tirik mavjudotlar kabi o'simliklar hayotiy faoliyatni saqlab qolish uchun ovqatlanishiga muhtoj. O'simliklar uchun glyukoza qiymati quyidagicha:

• Fotosintez natijasida olingan glyukoza nafas olish paytida o'simlikning boshqa hayotiy jarayonlar uchun zarur bo'lgan energiyani chiqarish uchun ishlatiladi.
• Sabzavot hujayralari glyukozaning bir qismini kerak bo'lganda kraxmalga aylantiradi. Shuning uchun o'lik o'simlik biomassa sifatida ishlatiladi, chunki kimyoviy energiya saqlanadi.
• Shuningdek, glyukoza o'sish va boshqa muhim jarayonlarni ta'minlash uchun zarur bo'lgan oqsillar, yog'li shakar kabi boshqa kimyoviy moddalarni ishlab chiqarish uchun zarurdir.

Fotosuratlarning fotosintezi

Fotosintez jarayoni ikki bosqichga bo'linadi: yorug'lik va qorong'i.

Engil faz pozitsiyalari

Ismdan quyidagicha, engil bosqichlar quyosh nuri kerak. Yengillik bilan mustaqil reaktsiyalarda, quyosh nuri energiyasi xlorofill tomonidan so'riladi va elektron tashuvchining (Nikotinnyndotididididiplotidiplulati) va ATP energiya molekulasida (Adenosin triffat). Chiroq bosqichlar xloroplastda tulapid membranalarida oqadi.

Fotosintez yoki kalvin tsiklining dinamik bosqichi

Qorong'u davrda yoki kalvin tsiklida yorug'lik davridagi hayajonlangan elektronlar karbonat angidrid molekulalaridan uglevodlarni hosil qiladi. Yengilga bog'liq bo'lgan fazalar ba'zan jarayonning tsikliligi tufayli kalvin tsikl deb ataladi.

Qorong'i bosqichlar yorug'likni regent sifatida ishlatmasa ham (va natijada kun yoki tunda yuzaga kelishi mumkin), bu funktsiyalarga engil mustaqil reaktsiyalar mahsulotlari uchun zarurdir. Engillikdan mustaqil bo'lgan molekulalar energiya molekulalariga bog'liq - ATP va Napfn - yangi uglevod molekulalarini yaratish uchun. Energiya uzatilishidan keyin energiya molekulasi ko'proq baquvvat ekranni olish uchun engil bosqichlarga qaytariladi. Bundan tashqari, qorong'i bosqichning bir necha jarohati yorug'lik bilan faollashadi.

Faze diagrammasi Fotosintez

Eslatma:Bu shuni anglatadiki, agar o'simliklar uzoq vaqt davomida yorug'likdan mahrum bo'lsa, ular engil fazes mahsulotlaridan foydalanadilar.

O'simlik barglarining tuzilishi

Fotosintezni to'liq o'rgana olmaymiz, varaqning tuzilishi haqida ko'proq ma'lumotni bilmaymiz. Varaq fotosintez jarayonida muhim rol o'ynashga moslashgan.

Barglarning tashqi tuzilishi

• Maydoni

O'simliklarning eng muhim xususiyatlaridan biri bargning katta yuzasi. Ko'pgina yashil o'simliklar juda ko'p quyosh energiyasini (quyosh nuri) olishiga qodir bo'lgan keng, tekis va ochiq barglar, fotosintez uchun qancha kerak.

• Markaziy tomir va uy hayvonlari

Markaziy parda va petioles bir-biriga bog'langan va varaqning tagligi. Talabalar imkon qadar engillashi uchun varaq bor.

• Varaq plastinkasi

Oddiy barglar bor, bir nechta kompleks bo'ladi. Plastinka plitasi - bu fotosintez jarayonida bevosita ishtirok etadigan varaqning eng muhim tarkibiy qismlaridan biridir.

• Yadro

Barglarda yashovchi aholining tarmog'i barglarga sopdan suvga toqat qiladi. Ajratilgan glyukoza o'simlikning boshqa qismlariga tomirlar orqali barglardan yuboriladi. Bundan tashqari, varaqning bu qismlarini qo'llab-quvvatlash va bargli plitani quyosh nuri ko'proq tutish uchun qoplaydi. Aholi (uy-joy) joylashgan joy o'simlik turiga bog'liq.

• Varaqning asoslari

Bargning poydevori bu poyakka bilan ajratilgan eng past qismidir. Ko'pincha, varaqning tagligi bir qator otlar joylashgan.

• Varaqning cheti

O'simlik turiga qarab, varaqning cheti boshqacha shaklga ega bo'lishi mumkin, shu jumladan: har doim: har doim: uchi, zimmali, zig'ir, oltin va boshqalar.

• Yuqori barg

Varaqning chetidagi kabi, yuqori shakllarda, shu jumladan: o'tkir, yumaloq, ahmoq, cho'zilgan, chizilgan va boshqa narsalar.

Barglarning ichki tuzilishi

Quyida barglarning ichki tuzilishining ichki tuzilishining eng yaqin diagrammasi:

• Kesma

Kuruil o'simlik yuzasida asosiy, himoya qatlamini amalga oshiradi. Qoida tariqasida, varaqning yuqori qismida qalinroq. Kurugich mumga o'xshaydi, buning tufayli o'simlik suvdan himoyalangan.

• Epidermis

Epidermis - hujayralar qatlami, ya'ni qoplama varaqasi. Uning asosiy funktsiya - Sug'atlanish, mexanik zarar va infektsiyalardan varaq ichki to'qimalarini himoya qilish. Shuningdek, u gaz almashinuvi va transpiratsiya jarayonini tartibga soladi.

• Mesofill

Mezofill - bu o'simlikning asosiy matosi. Mana fotosintez jarayoni. Aksariyat o'simliklar ichida, moesofil ikki qatlamga bo'lingan: yuqori - gilam va pastki qismi - gbonty.

• Himoya hujayralari

Himoya hujayralari - gaz almashinuvini boshqarish uchun ishlatiladigan epidermis barglaridagi ixtisoslashgan hujayralar. Ular chang uchun himoya funktsiyasini bajaradilar. Suv tekin kirishda bo'lganida, usting kattalar kattalashadi aks holdaHimoya hujayralari sustlashadi.

• Stoma

Fotosintez mesaofil to'qimadagi chang orqali havodan karbonat angidrid (CO2) kirib borishga bog'liq. Fotosintezning qo'shimcha mahsuloti sifatida olingan kislorod (O2) o'simlikdan changdan chiqadi. Chang ochilganda bug'lanish natijasida suv yo'qoladi va transpiratsiya oqimi bilan to'ldirilishi kerak, ildizlar uchun so'rilgan suv. O'simliklar eritilgan CO2 miqdorini havodan muvozanatlash va ozuqaviy g'oyalardan suvning yo'qolishiga majbur bo'ladi.

Fotosintez uchun zarur shartlar

Fothinthe jarayonini amalga oshirish uchun o'simliklar tomonidan zarur bo'lgan shartlar keltirilgan:

• Karbonat angidrid. Hujumsiz rangsiz tabiiy gazni havolani aniqladi va ilmiy digitik belgiga ega. U uglerod va organik birikmalar yoqilganda hosil bo'ladi, shuningdek nafas olish jarayonida sodir bo'ladi.
• Suv. Hidsiz va ta'msiz shaffof suyuqlik (normal sharoitda).
• Porlashi.Sun'iy yorug'lik o'simliklar, tabiiy quyosh nuri uchun mos bo'lsa-da, odatda, o'simliklarga ijobiy ta'sir ko'rsatadigan tabiiy ultrabinafsha nurlanish uchun eng yaxshi sharoit yaratadi.
• Xlorofil.Bu o'simliklarning barglarida topilgan yashil pigment.
• Ozuqa moddalari va minerallar.O'simlik ildizlari tuproqdan so'riladigan kimyoviy moddalar va organik birikmalar.

Fotosintez natijasida hosil bo'lgan nima?

• Glyukoza;
• Kislorod.

(Engil energiya qavs ichida ko'rsatilgan, chunki u modda emas)

Eslatma: O'simliklar CO2-ni ularning barglari orqali va tuproqdan ildizlar orqali suv olishadi. Engil energiya quyoshdan keladi. Natijada kislorod barglardan havoga chiqariladi. Olingan glyukoza energiya ta'minoti sifatida ishlatiladigan kraxmal kabi boshqa moddalarga aylantirilishi mumkin.

Agar fotosintezga hissa qo'shadigan omillar bo'lmasa yoki etarli darajada bo'lsa, u zavodga salbiy ta'sir ko'rsatishi mumkin. Masalan, kichik miqdori o'simlik barglarini eydigan hasharotlar uchun qulay sharoit yaratadi va suvning etishmasligi sekinlashadi.

Fotosintez qayerda?

Fotosintez sabzavot hujayralari ichida, xloroplastlar deb ataladigan kichik plastmassalar ichida uchraydi. Xloroplastlar (asosan Mesophill Layer-da topilgan) xlorofill deb ataladigan yashil moddani o'z ichiga oladi. Quyida fotosintezni amalga oshirish uchun xloroplast bilan ishlaydigan boshqa hujayralar.

O'simlik hujayrasining tuzilishi

O'simlik hujayrasining qismlarining funktsiyalari

• : Tarkibiy va mexanik yordamni ta'minlaydi, hujayralarni himoya qiladi, tuzatadi va hujayraning shaklini belgilaydi, o'sish tezligi va yo'nalishini boshqaradi va o'simliklarning shaklini beradi.
• : Fermentlar tomonidan boshqariladigan ko'pgina kimyoviy jarayonlar uchun platformani taqdim etadi.
• : Moddalar qafasiga va undan moddalarga harakatni boshqaradigan to'siq sifatida harakat qiladi.
• : Yuqorida tavsiflanganidek, ularda chiroqnigish jarayonida engil energiyani o'zlashtiradigan yashil moddani o'z ichiga oladi.
• : Suv to'playdigan sitoplazma ichidagi bo'shliq.
• : Hujayra faoliyatini boshqaradigan genetik brend (DNK) mavjud.

Xlorofilllllllllllslthez uchun zarur bo'lgan engil energiyani o'zlashtiradi. Shuni ta'kidlash kerakki, yorug'likning barcha ranglari to'lqin uzunliklari so'riladi. O'simliklar asosan qizil va ko'k to'lqinlarni o'zlashtiradi - ular yorug'likni yashil rangda yutishmaydi.

Fotosintez jarayonida karbonat angidrid

O'simliklar barglari orqali havodan karbonat angidridni oladi. Karbonat angidrid varaqning pastki qismidagi kichik teshik orqali yonadi.

Vartaning pastki qismi begona hujayralar joylashgan, shunda karbonat angidrid boshqa kataklarni barglardagi boshqa hujayralarga etib boradi. Shuningdek, u fotosintez paytida kislorodni shakllantirish imkonini beradi, varaqni osongina qoldiradi.

Uglerod dioksidi juda kam konsentratsiyalarda nafas olamiz va fotosintezning qorong'i bosqichi sharoitida zarur omil bo'lib xizmat qilamiz.

Fotosintez jarayonida yorug'lik

Varaq odatda katta sirt maydoni bor, shuning uchun u juda ko'p yorug'likni yutishi mumkin. Uning yuqori yuzasi suvning yo'qolishi, kasallik va ob-havo ta'siridan (kesma) bilan himoyalangan. Varaqning yuqori qismi yorug'lik tushadi. Mezofillning bu qatlami pardada deb ataladi. U so'rilishi uchun moslashtiriladi. katta raqam Yorug'lik, chunki unda juda ko'p xloroplastlar mavjud.

Engil bosqichlarda fotosintez jarayoni ko'p sonli yorug'lik bilan ortadi. Yana xlorofil molekulalari ionlashtirilgan va ATP va Napfn engil fotonlar yashil bargga jamlangan bo'lsa, yondi. Engil bosqichlarda yorug'lik juda muhim bo'lsa-da, haddan tashqari miqdor xlorofillarga zarar etkazishi va fotosintez jarayonini kamaytirishi mumkinligini ta'kidlash kerak.

Engil bosqichlar harorat, suv yoki karbonat angidridga bog'liq emas, garchi ular fotosintez jarayonini yakunlash uchun zarurdir.

Fotosintez jarayonida suv

O'simliklar Fotosintez uchun suv ildizlari bilan kerak. Ular tuproqda o'sadigan ildiz tuklari bor. Ildizlar katta sirt maydoni va ingichka devorlar bilan ajralib turadi, bu suvni ular orqali osonlikcha o'tishiga imkon beradi.

Rasm o'simliklari va hujayralarini etarli suv (chapda) va uning etishmasligi (o'ngda) ko'rsatadi.

Eslatma: Ildiz hujayralarida xloroplastlar mavjud emas, chunki ular qoida tariqasida, qorong'ida joylashgan va fotosinteze bo'lmaydi.

Agar o'simlik etarli suvni yuta olmasa, u pasayadi. Suvsiz o'simliklar tezda fotosintsiya qila olmaydi va hatto o'lishi mumkin.

O'simliklar uchun suv qanday ahamiyatga ega?

• Zavod salomatligini qo'llab-quvvatlaydigan eriydigan minerallarni taqdim etadi;
• Transport muhiti;
• Barqarorlik va tuzatishni qo'llab-quvvatlaydi;
• Soviydi va to'yinadi namlik;
• Bu o'simlik hujayralarida turli xil kimyoviy reaktsiyalarni amalga oshirishga imkon beradi.

Tabiatdagi fotosintezning ahamiyati

Fotosintezning biokimyoviy jarayoni suv va karbonat angidridni kislorod va glyukoza ichiga aylantirish uchun quyosh nuri energiyasidan foydalanadi. Glyukoza to'qimalarning o'sishi uchun o'simliklarda qurilish bloklari sifatida ishlatiladi. Shunday qilib, fotosintez ildizlar, jarohatlaydi, barglar, gullar va mevalar hosil bo'ladi. Fotosintez jarayonisiz o'simliklar o'sishi yoki ko'payishi mumkin emas.

• Mahsulotlar

Fotosintetik qobiliyat tufayli o'simliklar ishlab chiqaruvchilar sifatida tanilgan va er yuzidagi deyarli har bir oziq-ovqat zanjirining asosi sifatida xizmat qiladi. (Algeae o'simliklarga teng). Biz iste'mol qiladigan barcha oziq-ovqat fototintezlar bo'lgan organizmlardan kelib chiqadi. Biz bu o'simliklarni to'g'ridan-to'g'ri ovqatlantiramiz yoki o'simlik ovqatini iste'mol qiladigan sigirlar yoki cho'chqalar kabi hayvonlarni iste'mol qilamiz.

• Oziq-ovqat zanjiri bazasi

Ichki suv tizimlari, o'simliklar va yosunlar ham oziq-ovqat zanjiri asosini tashkil etadi. Aynan, o'z navbatida, katta organizmlar uchun ovqatlanish manbai sifatida ishlaydi. Sukuti atrofidagi fotokinatsiz hayot imkonsiz bo'ladi.

• Karbonat angidridni olib tashlash

Fotosintez karbonat angidridni kislorodga aylantiradi. Fotosintez paytida atmosferadan uglerod dioksidi zavodga kiradi va keyin kislorod shaklida chiqariladi. Uglerod dioksid darajasi dahshatli sur'atda o'sgan bugungi dunyoda atmosferadan karbonat angidridni yo'q qiladigan har qanday jarayon ekologik muhimdir.

• Oziq-ovqatlarni tozalash

O'simliklar va boshqa fotosintezlashtiradigan organizmlar ozuqaviy moddalar tsiklarida muhim rol o'ynaydi. Havodagi azot sabzavot to'qimalarida o'rnatiladi va oqsillarni yaratish uchun mavjud bo'ladi. Tuproqdagi mikroelementlar o'simlik to'qimalariga ham kiritilishi va oziq-ovqat zanjiri bo'ylab o'tadigan o'simliklar uchun mavjud bo'lishi mumkin.

• Fotosintetik giyohvandlik

Fotosintez yorug'lik intensivligi va sifatiga bog'liq. Har yili quyosh nuri bo'lgan ekvatorda, suvda qiynalagich cheklangan omil emas, o'simliklar yuqori o'sish sur'atlari va juda katta bo'lishi mumkin. Aksincha, okeanning chuqur qismlarida fotosintez kamroq javob beradi, chunki yorug'lik bu qatlamlarga kirmaydi va natijada bu ekotizim yanada samarasiz bo'ladi.

Fotosintez - Bu yorug'lik energiyasi tufayli noorganik moddalarni sintez qilish jarayoni. Aksariyat hollarda fotosintez o'simliklar tomonidan bunday hujayra organlari yordamida o'simliklar tomonidan amalga oshiriladi xloroplastlaryashil pigmentni o'z ichiga oladi xlorofil.

Agar o'simliklar organikistlarning sinteziga qodir bo'lmasa, unda deyarli barcha boshqa organizmlar ovqatlanishmaydi, hayvonlar, qo'ziqorinlar va ko'plab bakteriyalar noorganik moddalarni singanik moddalarni sintez qila olmaydi. Ular faqat tayyor, ularni yanada soddalashtiradi, ular yana to'plangan, ammo allaqachon tanalariga xos bo'lgan.

Agar biz fotosintez va uning roli haqida gapiradigan bo'lsak, shunday. Fotosintezni tushunish uchun siz ko'proq gapirishingiz kerak: noorganik moddalar qanday qilib sintez qanday paydo bo'ladi?

Fotosintez uchun ikkita noorganik moddalar kerak - karbonat angidrid (CO 2) va suv (H 2 O). Birinchisi havodan asosan chang orqali o'simliklarning yuqori qismlari bilan singdiriladi. Suv - tuproqdan, qayiqli o'simlik tizimi bilan fotosintetik hujayralarga etkazilgan holda. Bundan tashqari, fotosintez uchun fotonlarning energiyasi kerak (hta), ammo ular moddaga tegishli emas.

Hammasi bo'lib, fotosintez natijasida organik modda va kislorod (O 2) hosil bo'ladi. Odatda organik moddalar ostida ko'pincha glyukoza (c 6 h 12 o 6) degan ma'noni anglatadi.

Organik birikmalar asosan uglerod atomlari, vodorod va kisloroddan iborat. Ular karbonat angidrid va suvda. Biroq, fotosintez bilan kislorod chiqariladi. Uning atomlari suvdan olingan.

Fotosintezning reaktsiya tenglamasini yozib olish va umumlashtirish odatiy holdir:

6co 2 + 6h 2 o → C 6 H 12 O 6 + 6O 2

Ammo bu tenglama fotosintezning mazmunini aks ettirmaydi, uni aniq qilmaydi. Qarang, tenglama muvozanatli bo'lsa-da, 7 ta atomlarning umumiy soni 12 ta atomlar mavjud, ammo biz ular suvdan olib ketilganliklarini va u erda ular faqat 6 kishini olib ketishadi.

Aslida fotosintez ikki bosqichga oqadi. Birinchisi deyiladi yorug'likikkinchi - temnova. Bunday nomlar yorug'lik fazasi uchun yorug'lik kerakligi sababli, qorong'i fazi uning yonida emas, balki qorong'ida yurishni anglatmaydi. Chunki xloroplast silakoid membranalarida engil fazali xloroplastning stromida qorong'i bo'ladi.

COP 2 ning engil bosqichi yuzaga kelmaydi. Bu faqat xlorofil komplekslari tomonidan quyosh energiyasini olish, uning ATP intensivligi, NADF * H 2 ga NADF-ni tiklash uchun energiyadan foydalanish. Yorug'likdan hayajonlangan xlorofildan energiya oqimi thiloid membranalar ichiga o'rnatilgan elektron transport vositalarining elektron-transport vositasi tomonidan uzatiladigan elektronlar tomonidan ta'minlanadi.

NADF uchun vodorod suvdan olinadi, ular quyosh nuri ta'sirida kislorod atomlari, vodorod protomlari va elektronlar bilan bezatiladi. Bu jarayon deb nomlanadi fotolizom. Fotosintez uchun suvdan kislorod kerak emas. Ikki suv molekulalarining kislorod atomlari molekulyar kislorod hosil bo'lishiga bog'liq. Fotosintezning engil fazasining reaktsiya tenglamasi qisqacha ko'rinadi:

H 2 O + (adf + f) + nadf → ATP + NADF * H 2 + HOSH 2

Shunday qilib, kislorodni ajratish fotosintezning engil bosqichida yuzaga keladi. Bitta suv molekulasidagi fotocume-dagi ATF va fosfor kislotasidan sintez qilingan ATP molekulalari soni boshqacha bo'lishi mumkin: bir yoki ikkitasi.

Shunday qilib, yorug'lik fazasidan qorong'u ATP va NADF * H 2 ga olinadi. Bu erda ikkinchisining birinchi va tiklovchi kuchining energiyasi karbonat angidridga sarflanadi. Fotosintezning ushbu bosqichi shunchaki va qisqacha tushuntirib bo'lmaydi, chunki u olti CO 2 molekulasi NADF * H 2 molekulalari va glyukoza hosil bo'ladi:

6co 2 + 6Nadf * H 2 → C 6 H 12 O 6 + 6NADF
(Reaktsiya ATP energiyasining narxi bilan keladi, u AdP va fosfor kislotasi).

Kamaytirilgan reaktsiya tushunishni osonlashtirish uchun faqat soddalashtirilgan. Aslida, u karbonat angidrid molekulalari bir-biriga bog'langan, ular tayyor besh uglerod organik moddasi bilan birga bo'lishadi. Barqaror olti burchakli organik moddalar hosil bo'ladi, bu uchta karbonatli uch karvo molekulalarida parchalanadi. Ushbu molekulalarning ba'zilari Beshta uglerodli moddani bog'lash uchun amalga oshiriladi. Bunday takrorlanadigan narsa taqdim etiladi kalvin tsikl. Uglevod molekulalarining kichik qismi, unda uchta uglerod atomlari tsikldan chiqadi. Ulardan allaqachon va boshqa moddalar boshqa organik moddalar (uglevodlar, yog ', oqsillar) sintezlanadi.

Ya'ni, uch uglerodli shakar fotosintezning quyuq uglerod bosqichiga, glyukoza emas.

- karbonat angidrid va energiya liniyasidan majburiy foydalanish bilan karbonat angidrid va suvdan organik moddalar sintezi:

6so 2 + 6 6 Q FLOY → C 6 H 12 O 6 + 6O 2.

Yuqori o'simliklar, fotosintez organi varaq, fotosintez organoidlari - xloroplastlar (xloroplastlar - 7-ma'ruza tuzilishi). Fotosintetik pigmentlar xloroplast tilakoid membranalariga qurilgan: xlorofill va karotenoidlar. Chiroyli xlorofill ( a B C D), asosiysi xlorofill a.. Xlorofillllllllllllllly molekulada, "bosh" porfirin markazda magniy atom va fitikonal "quyruq" bilan ajralib turishi mumkin. Porfirin "bosh" - bu tekis tuzilish, gidrofilik, shuning uchun suv stroma vositasiga qaragan membrana yuzasida yotadi. Fitolon "quyruq" - gidrofobik va bu membranada xlorofill molekulasini ushlab turadi.

Xlorofillar qizil va ko'k-binafsha nurni o'zlashtiradi, yashil rangni aks ettiradi, shuning uchun o'simliklarni o'ziga xos yashil rangga beradi. Tilakoid membranalarida xlorofill molekulalari tashkil etiladi fotosuratlar. O'simliklar va sinyuzlangan yoda fotosuratlar - Fotosuratlar-1 va Fotosuratlar mavjud - 2, fotosintezizatsiya qiladigan bakteriyalar - Fotosuratlar-1. Faqat fotoza tizimi - 2 suvni kislorodli bo'shatib, vodorod suvida elektronni tanlaishi mumkin.

Fotosintez - bu murakkab ko'p bosqichli jarayon; Fotosintez reaktsiyalari ikki guruhga bo'linadi: reaktsiyalar engil fazali va reaktsiyalar qorong'u faza.

Engil fazali

Ushbu bosqich faqat xlorofill, elektron protein-tashuvchilar va ferment - ATP sintethasesi bilan fojia faqat tankoidlar membranalarida paydo bo'ladi. Kvantning yorug'ligi ostida xlorofil elektronlar hayajonlanadi, molekulasini qoldirib, thlakoid membrananing tashqi tomoniga tushadi, natijada salbiy ayblanadi. Oksidlangan xlorofil molekulalar tikilib, intrelyakoid makonda suvda elektronni tanlash, qayta tiklanadi. Bu suv galereyasiga olib keladi:

H 2 O + Q Night → H + +

Gidrokta ionlar elektronlarini reaktiv radikallarga aylantirishadi. Bu:

U - → .Hamma + E -.

Radikallar. Bu birlashtirilgan, suv va erkin kislorodni hosil qiladi:

4 Ammo → 2N 2 O + O 2.

Kislorod tashqi muhitga olib tashlanadi, va "Proton suv ombori" dagi tiyakid ichida to'planadi. Tilakid membranasi natijasida, bir qo'lida, H + narxi tufayli, boshqa tomondan, elektron hisobidan - salbiy. Tilakol membranasining tashqi va ichki tomonlari o'rtasidagi farq 200 mVVga etadi, protonlar ATP-SytheTease kanallari va fosforillyatsion ATP-ni ATP-ni o'rnatadi; atom vodorodlari NaDF + H H 2 ga NADF + (Nikotinomydenindiniflukukidi fosfatini) tiklovchi pog'onasini tiklashda davom etmoqda:

2N + + + 2e - + NADF → NaDF · H 2.

Shunday qilib, 1 ta muhim jarayonlar bilan birga bo'lgan yorug'lik bosqichida suvning fotolizi uchraydi: 1) ATP sintezi; 2) Naxt · 2 ning shakllanishi; 3) kislorod hosil bo'lishi. Kislorod atmosferaga, ATP va Napa · 2 Chloroplastning stomida tashiladi va qorong'i bosqich jarayonida ishtirok etadi.

1 - xloroplast uslubi; 2 - Tilakoid Granana.

Kvadrat fazi

Ushbu bosqich xloroplastning stromida tushadi. Uning reaktsiyalari uchun yorug'lik energiyasi kerak emas, shuning uchun ular nafaqat yorug'likda, balki qorong'ida ham uchraydi. Qorong'u fazaning reaktsiyasi - karbonat angidrid transformatsiyasining zanjiri (havodan keladi) glyukoza va boshqa organik moddalar paydo bo'lishiga olib keladi.

Ushbu zanjirning birinchi munosabati karbonat angidridni tuzatmoqda; Kerbon Dioksid - bu besh uglerodli shakar rassobosfat (Libf); Calitsioneze fitti rassobossifikik karbokssiz (Ribf-karbokssiz). Ribulosobisfosfatning karbozekti natijasida beqaror olti burchakli aralashma shakllantiriladi, bu darhol ikki molekulaga parchalanadi. fosogikacal kislotasi (FGK). Keyin fosogli kislota oralig'i mahsulotlari glyukoza ichiga aylanadigan reaktsiyalar tsikl bo'ladi. Ushbu reaktsiyalarda OTP va 1-sonli NADF №2 ishlatiladi; Ushbu reaktsiyalar tsikl kalvin tsikl deb ataladi:

64 2 + 24h + ATP → C 6 H 12 O 6 + 6 O O 6.

Glyukozadan tashqari, murakkab organik birikmalarning boshqa monommerlari - aminokislotalar, glitserin va yog 'kislotalari, nukleotidlar hosil bo'ladi. Hozirgi vaqtda fotosintezning ikki turini ajratib turing: 3 va 4 fotosintez bilan.

3-fotosintez bilan

Fotosintezning ushbu turi birinchi mahsulot uch uglerod (C 3) birikmadir. 3-fotosintez bilan 4 ta fotvinez (M. Kalvin) bilan ochilgan. Bu yuqorida tavsiflangan 3 ta fotofit bilan, "Xavf fazasi" sarlavhasida. 3-fazilatli xususiyatlar 3-fazilatli xususiyatlar: 1) karbonat angidrid reaktori - bu karbozik reaktsion Racf, relksillate rasakini, relksilte rasakit, libf ikki FGC-ni parchalaydigan olti burchakli birikma hosil bo'ladi. FGK qayta tiklanadi tiosofosfat (TF). TF bir qismi Ribfning regeneratsiyasiga boradi, qismi esa glyukozaga aylanadi.

1 - Xloroplast; 2 - Peroxisoma; 3 - Mitaxondriya.

Bu kislorod va karbonat angidridni ajratishning engil bog'liqligi va ajralish. Hatto o'tgan asrning boshlarida kislorod fotosintezni bostirayotgani aniqlandi. Ma'lum bo'lishicha, Ribf-karbokssiz uchun substrat nafaqat karbonat angidrid, balki kislorod ham bo'lishi mumkin:

O 2 + Racf → fosoglecolatli (2C) + FGK (3C).

Ferment Ribf-oksgenasan deb ataladi. Kislorod - bu raqobatbardosh karbonat angidrid inhibitori. Fosfat guruhi - tuzlangan va foslovolate o'simlik o'simlik qayta ishlash kerakligini anglatadigan glyolaga aylanadi. U peroksaoma kiradi, bu erda glikin uchun oksidlangan. Glikin mitoxondriyaga kiradi, u erda serinka oksidlangan bo'lsa, sobit uglerodning yo'qolishi CO 2 shaklida yo'qoladi. Natijada ikkita glikol molekulalari (2C + 2C) bitta FGK (3C) va CO 2 ga aylantiriladi. Fotosuratlar portlashning 3 sinovdan 30-40% gacha pasayishiga olib keladi ( 3-sinov bilan - 3 - fotosintin xususiyatlari xarakterli o'simliklar).

4-fotintintez bilan - fotosintez bilan birinchi mahsulot (4 dan 4 gacha) kvadrat hosil bo'ladi. 1965 yilda ba'zi o'simliklar (shakar qamish, makkajo'xori, jo'g'i, tariq), to'rt uglerod kislotasi birinchi fotosintez mahsulotlari hisoblanadi. Bunday o'simliklar chaqirilgan 4-sinov bilan. 1966 yilda Avstraliya olimlari, lyuklari va qalg'oqchasini ko'rsatdi, 4 ta sinov deyarli fotiksiz mavjud emas va ular karbonat angidridni yanada samaraliroqlashadi. 4 marta bilan uglerod konversiyasining yo'li qo'ng'iroq qila boshladi lyuk Slaka.

4-sinov bilan, varaqning maxsus anatomik tuzilishi xarakterli. Barcha harakatchan nurlar ikki qavatli hujayralar bilan o'ralgan: tashqi - mezofil hujayralar, ichki ekspluatatsiya qilingan hujayralar. Mezopill hujayralari sitoplazasida karbonat angidrid o'rnatiladi - fosforolpiruva (FEP, 3C), oksaketat (4C) karboksilsiya natijasida hosil bo'ladi. Jarayon katalizator Fep-karboksizlaza. Ribf-karbokssizlashgandan farqli o'laroq, FEP Comboxhayle CO 2 uchun juda yaqin va eng muhimi, eng muhimi, 2 bilan o'zaro ta'sir qilmaydi. Mezopllllsning xloroplastlarida juda ko'p gran, bu erda engil bosqichning reaktsiyasi faol keladi. Xloroplastlarda, qoplangan hujayralar qorong'i bosqichning reaktsiyasidir.

Oksalatetti (4C) plazma kamerasiga plazmalar orqali tashiladigan sayohiy ichiga kiradi. Bu erda piruvvat, CO 2 va Naxt · 2 shakllanishi bilan bezatilgan va suvsizlangan.

Piruvat Mesopill hujayralariga qaytadi va FEPdagi ATP energiyasi bilan qayta tiklanadi. FGK shakllanishi bilan CO 2 lidf-karbokssizatsiyasi bilan ta'mirlanadi. FEP regeneratsiyasi ATP energiyasini talab qiladi, shuning uchun u 3-fiznyntezga qaraganda deyarli ikki baravar ko'pdir.

Fotosintezning ma'nosi

Farmosferadan har yili milliardlab tonna karbonat angidjodi karbonat angidridi tufayli so'riladi, ularda milliardlab tonna kislorod ajralib turadi; Fotosintez - bu organik moddalarning asosiy manbai. Ozoksi kisloroddan hosil bo'ladi, tirik valtrabinafsha nurlanishdan tirik organizmlarni himoya qiladi.

Fotosintezda yashil barg Unga faqat 1% quyosh energiyasidan foydalanadi, mahsuldorlik soatiga 1 m 2 yuztagacha bo'lgan.

Kimyoviy

Karbonat angidrid va suvdan organik birikmalarning sintezi yorug'lik energiyasi tufayli emas va noorganik moddalarni oksidlash energiyasi tufayli amalga oshiriladi kimyoviy. Chexosintetik organizmlar ba'zi bakteriyalarning ba'zi turlarini o'z ichiga oladi.

Nitik bakteriyalar Ammoliyani azotga, keyin nitrat kislotaga oksidlash (NH 3 → HNO 2 → HNO 3) oksidi.

Tiqilib qolish Zokis temirni oksidga (Fe 2+ → Fe 3+) ga o'ting.

Serobakteriyalar Vodorod sulfidi va oltingugurt kislotasiga oksidik oksidlash (H 2 s + guna 2 → s + h 2 o, h 2 s + 2 → h 2).

Noorganik moddalarni oksidlash reaktsiyalari natijasida energiya bakteriyalar tomonidan ATPning makrookik aloqalari shaklida inhibe qilingan energiya chiqariladi. ATP organik moddalarni sintez qilish uchun ishlatiladi, bu xuddi shunday fotosintezning qorong'i bosqichi reaktsiyalariga o'xshaydi.

Bakteriyalarning kimyosinlari minerallar tuproqida to'planishga yordam beradi, tuproq unumdorligini oshirishga yordam beradi, tozalash uchun yordam beradi oqava suv va boshq.

Bormoq №11 ma'ruzalar. "Metabolizm tushunchasi. Biosintez oqsillar »

Bormoq 1-ma'ruza compressiyalar. "Eukaryotik hujayralarni taqsimlash usullari: Mitoz, meyoz ,emitoz"