Фотосинтез нь аль эд эсийн эсэд явагддаг. Фотосинтезийн тухай ойлголт, фотосинтезийн гэрлийн үе шатанд хаана, юу тохиолддог. Хүний амьдрал дахь фотосинтезийн ач холбогдол

ФотосинтезЭнэ нь хлоропласт дахь хлорофилл шингэсэн нарны (гэрлийн) энергийг ашиглан ус, агаар мандлын нүүрстөрөгчийн давхар исэлээс ногоон ургамлын навч дахь органик нэгдлүүдийг нэгтгэх явдал юм.

Фотосинтезийн ачаар харагдах гэрлийн энергийг барьж, химийн энерги болгон хувиргаж, фотосинтезийн явцад үүссэн органик бодисуудад хадгалагддаг (хадгагддаг).

Фотосинтезийн үйл явцыг нээсэн огноог 1771 он гэж үзэж болно.Английн эрдэмтэн Ж.Престли амьтдын амин чухал үйл ажиллагаанаас болж агаарын найрлага өөрчлөгдөхөд анхаарал хандуулсан. Ногоон ургамал байгаа үед агаар дахин амьсгалах, шатаахад тохиромжтой болсон. Улмаар хэд хэдэн эрдэмтдийн (Ю.Ингенхаус, Ж.Сенебье, Т.Соссюр, Ж.Б. Бусинго) хийсэн судалгаагаар ногоон ургамал агаараас СО 2-ыг шингээж, үүнээс гэрэлд усны оролцоотойгоор органик бодис үүсдэг болохыг тогтоожээ. . Чухам энэ үйл явцыг 1877 онд Германы эрдэмтэн В.Пфеффер фотосинтез гэж нэрлэсэн. Р.Майерын томъёолсон энерги хадгалагдах хууль нь фотосинтезийн мөн чанарыг нээн илрүүлэхэд чухал ач холбогдолтой байв. 1845 онд Р.Майер ургамлын хэрэглэж буй энерги нь нарны энерги бөгөөд үүнийг ургамал фотосинтезийн үйл явцаар химийн энерги болгон хувиргадаг гэж санал болгосон. Энэ байр суурийг Оросын гайхамшигтай эрдэмтэн К.А. Тимирязев.

Фотосинтезийн организмын үндсэн үүрэг:

1) нарны гэрлийн энергийг органик нэгдлүүдийн химийн холболтын энерги болгон хувиргах;

2) агаар мандлыг хүчилтөрөгчөөр хангах;

Фотосинтезийн үр дүнд дэлхий дээр 150 тэрбум тонн органик бодис үүсч, жилд 200 тэрбум тонн чөлөөт хүчилтөрөгч ялгардаг. Энэ нь агаар мандалд CO2-ийн агууламж нэмэгдэхээс сэргийлж, дэлхийн хэт халалтаас (хүлэмжийн нөлөө) сэргийлдэг.

Фотосинтезийн үр дүнд бий болсон агаар мандал нь амьд биетүүдийг богино долгионы хэт ягаан туяаны хортой цацрагаас (агаар мандлын хүчилтөрөгч-озоны бамбай) хамгаалдаг.

Нарны эрчим хүчний зөвхөн 1-2% нь хөдөө аж ахуйн ургамлын ургацад шилждэг бөгөөд энэ нь гэрлийг бүрэн шингээдэггүйтэй холбоотой юм. Иймд фотосинтезийн өндөр үр ашигтай сортуудыг сонгон авч, гэрэл шингээхэд таатай ургацын бүтцийг бий болгосноор бүтээмжийг нэмэгдүүлэх асар том ирээдүй байна. Үүнтэй холбогдуулан фотосинтезийг хянах онолын үндэслэлийг боловсруулах нь ялангуяа хамааралтай болж байна.

Фотосинтезийн ач холбогдол асар их юм. Энэ нь бүх амьд биетийн оршин тогтноход шаардлагатай түлш (эрчим хүч) болон агаар мандлын хүчилтөрөгчөөр хангадаг гэдгийг л тэмдэглэе. Тиймээс фотосинтезийн үүрэг нь гариг ​​эрхэс юм.

Фотосинтезийн гаригийн шинж чанар нь хүчилтөрөгч ба нүүрстөрөгчийн (голчлон) эргэлтийн ачаар агаар мандлын одоогийн найрлага хэвээр хадгалагдаж байгаа бөгөөд энэ нь эргээд дэлхий дээрх амьдралын цаашдын хадгалалтыг тодорхойлдог. Фотосинтезийн бүтээгдэхүүнд хуримтлагдсан энерги нь үндсэндээ хүн төрөлхтний одоо байгаа эрчим хүчний гол эх үүсвэр гэж бид хэлж чадна.

Фотосинтезийн нийт урвал

CO 2 +H 2 O = (CH 2 О) + О 2 .

Фотосинтезийн химийг дараахь томъёогоор тодорхойлно.

Фотосинтез - 2 бүлгийн урвал:

хөнгөн шат (шаардлагатай гэрэлтүүлэг)

харанхуй үе шат (температураас хамаарна).

Хоёр бүлгийн урвал нэгэн зэрэг явагддаг

Фотосинтез нь ногоон ургамлын хлоропластуудад явагддаг.

Фотосинтез нь ногоон ургамлын эсийн хлоропластаас олддог пигмент хлорофилл гэрлийг барьж, шингээхээс эхэлдэг.

Энэ нь молекулын шингээлтийн спектрийг өөрчлөхөд хангалттай юм.

Хлорофилл молекул нь ягаан, хөх, дараа нь спектрийн улаан хэсэгт фотонуудыг шингээж авдаг бөгөөд спектрийн ногоон, шар хэсэгт фотонуудтай харьцдаггүй.

Тийм ч учраас хлорофилл болон ургамал ногоон өнгөтэй харагддаг - тэд зүгээр л ногоон туяаг ашиглаж чадахгүй, дэлхий даяар тэнүүчилж орхидог (ингэснээр үүнийг илүү ногоон болгодог).

Фотосинтезийн пигментүүд нь thylakoid мембраны дотор талд байрладаг.

Пигментүүд нь хуваагддаг фотосистемүүд(гэрлийг барих антенны талбайнууд) - янз бүрийн пигментийн 250-400 молекул агуулсан.

Фотосистем нь дараахь зүйлээс бүрдэнэ.

урвалын төвфотосистем (хлорофилл молекул A),

антенны молекулууд

Фотосистемийн бүх пигментүүд нь өдөөгдсөн төлөвийн энергийг бие биедээ дамжуулах чадвартай. Нэг буюу өөр пигмент молекул шингэсэн фотоны энерги нь урвалын төвд хүрэх хүртэл хөрш молекул руу шилждэг. Урвалын төвийн резонансын систем нь өдөөгдсөн төлөвт шилжих үед хоёр өдөөгдсөн электроныг хүлээн авагч молекул руу шилжүүлж, улмаар исэлдэж, эерэг цэнэгийг олж авдаг.

Ургамлын хувьд:

фотосистем 1(700 нм долгионы уртад хамгийн их гэрэл шингээх - P700)

фотосистем 2(680 нм долгионы уртад гэрлийн хамгийн их шингээлт - P680

Шингээлтийн оновчтой байдлын ялгаа нь пигментийн бүтцийн бага зэрэг ялгаатай байдаг.

Энэ хоёр систем нь хоёр хэсгээс бүрдсэн конвейер шиг ажилладаг цикл бус фотофосфоржилт .

Хураангуй тэгшитгэл цикл бус фотофосфоржилт:

Ф - фосфорын хүчлийн үлдэгдлийн тэмдэг

Цикл нь фотосистем 2-оос эхэлдэг.

1) антенны молекулууд фотоныг барьж, өдөөлтийг идэвхтэй төвийн молекул P680 руу дамжуулдаг;

2) өдөөгдсөн P680 молекул нь кофактор Q-д хоёр электрон өгч, исэлдэж, эерэг цэнэгийг олж авдаг;

Кофактор(кофактор). Коэнзим эсвэл ферментийн үйл ажиллагааг гүйцэтгэхэд шаардлагатай бусад бодис

Коэнзим (коэнзим)[латаас. co (cum) - хамтдаа ба ферментүүд], ферментийн урвалд бие даасан атом эсвэл атомын бүлгүүдийг хүлээн авагч байдлаар оролцдог уургийн бус шинж чанартай органик нэгдлүүд, өөрөөр хэлбэл субстратын молекулаас ферментээр хуваагдана. ферментийн катализаторын үйл ажиллагааг явуулах. Эдгээр бодисууд нь ферментийн уургийн бүрэлдэхүүн хэсэг (апоэнзим) -ээс ялгаатай нь харьцангуй бага молекул жинтэй бөгөөд дүрмээр бол халуунд тэсвэртэй байдаг. Заримдаа коэнзим гэдэг нь ферментийн каталитик үйлчлэлийг бий болгоход зайлшгүй шаардлагатай бага молекултай бодисуудыг, жишээлбэл ионуудыг хэлдэг. K + , Mg 2+ ба Mn 2+ . Ферментүүд байрладаг. ферментийн идэвхтэй төвд байрлах ба идэвхтэй төвийн субстрат ба функциональ бүлгүүдийн хамт идэвхжүүлсэн цогцолбор үүсгэдэг.

Ихэнх ферментүүд катализаторын үйл ажиллагааг харуулахын тулд коэнзим байхыг шаарддаг. Үл хамаарах зүйл бол коэнзим байхгүй үед үүргээ гүйцэтгэдэг гидролитик ферментүүд (жишээлбэл, протеаз, липаза, рибонуклеаз) юм.

Молекул нь P680 (ферментийн нөлөөн дор) багасдаг. Энэ тохиолдолд ус нь протон болон хуваагдана молекулын хүчилтөрөгч,тэдгээр. ус нь электрон донор бөгөөд P 680 дахь электронуудыг нөхөх боломжийг олгодог.

ФОТОЛИЗ УС- усны молекулын хуваагдал, ялангуяа фотосинтезийн үед. Усны фотолизийн улмаас хүчилтөрөгч үүсдэг бөгөөд энэ нь ногоон ургамлаас гэрэлд ялгардаг.

Манай гариг ​​дээрх бүх амьд оршнолууд оршин тогтнох эсэх нь эргэлзээтэй байх хамгийн чухал органик үйл явц бол фотосинтез юм. Фотосинтез гэж юу вэ? Бүгд сургуулиасаа мэддэг. Товчоор хэлбэл, энэ нь нүүрстөрөгчийн давхар исэл, уснаас органик бодис үүсэх үйл явц бөгөөд гэрэлд тохиолддог бөгөөд хүчилтөрөгч ялгарахтай холбоотой байдаг. Илүү төвөгтэй тодорхойлолт нь дараах байдалтай байна: фотосинтез гэдэг нь фотосинтезийн пигментүүдийн оролцоотойгоор гэрлийн энергийг органик гаралтай бодисын химийн холбооны энерги болгон хувиргах үйл явц юм. Орчин үеийн практикт фотосинтезийг ихэвчлэн эндергоник урвалын цувралд гэрлийг шингээх, нийлэгжүүлэх, ашиглах үйл явцын цогц гэж ойлгодог бөгөөд тэдгээрийн нэг нь нүүрстөрөгчийн давхар ислийг органик бодис болгон хувиргах явдал юм. Одоо фотосинтез хэрхэн явагддаг, энэ үйл явц ямар үе шатанд хуваагддагийг илүү нарийвчлан олж мэдье!

ерөнхий шинж чанар

Ургамал бүрт байдаг хлоропласт нь фотосинтезийг хариуцдаг. Хлоропласт гэж юу вэ? Эдгээр нь хлорофилл гэх мэт пигмент агуулсан зууван пластидууд юм. Энэ нь ургамлын ногоон өнгийг тодорхойлдог хлорофилл юм. Замагт энэ пигмент нь хроматофоруудад байдаг - пигмент агуулсан янз бүрийн хэлбэрийн гэрлийг тусгадаг эсүүд. Нарны гэрэл сайн тусдаггүй газар мэдэгдэхүйц гүнд амьдардаг бор, улаан замаг нь өөр өөр пигменттэй байдаг.

Фотосинтезийн бодисууд нь автотрофуудын нэг хэсэг юм - органик бус бодисоос органик бодисыг нэгтгэх чадвартай организм. Эдгээр нь хүнсний пирамидын хамгийн доод түвшин тул дэлхий дээрх бүх амьд организмын хоолны дэглэмд багтдаг.

Фотосинтезийн ашиг тус

Фотосинтез яагаад хэрэгтэй вэ? Фотосинтезийн явцад ургамлаас ялгарах хүчилтөрөгч агаар мандалд ордог. Дээд давхаргууддаа гарч, дэлхийн гадаргууг нарны хүчтэй цацрагаас хамгаалдаг озоныг үүсгэдэг. Озоны дэлгэцийн ачаар амьд организмууд газар дээр тав тухтай байх боломжтой. Үүнээс гадна, та бүхний мэдэж байгаагаар хүчилтөрөгч нь амьд организмын амьсгалахад шаардлагатай байдаг.

Үйл явцын явц

Энэ бүхэн хлоропласт руу гэрэл орохоос эхэлдэг. Түүний нөлөөн дор органеллууд хөрсөөс ус татаж, устөрөгч ба хүчилтөрөгч болгон хуваадаг. Тиймээс хоёр процесс явагдана. Ургамлын фотосинтез нь навчнууд ус, нүүрстөрөгчийн давхар ислийг шингээж авсан тэр мөчөөс эхэлдэг. Гэрлийн энерги нь хлоропластуудын тусгай тасалгаанууд болох тилакоидуудад хуримтлагдаж, усны молекулыг хоёр бүрэлдэхүүн хэсэг болгон хуваадаг. Хүчилтөрөгчийн нэг хэсэг нь ургамлын амьсгалд, үлдсэн хэсэг нь агаар мандалд ордог.

Дараа нь нүүрстөрөгчийн давхар исэл нь пиреноидууд - цардуулаар хүрээлэгдсэн уургийн мөхлөгт ордог. Устөрөгч бас энд ирдэг. Эдгээр бодисууд хоорондоо холилдон элсэн чихэр үүсгэдэг. Энэ урвал нь хүчилтөрөгч ялгарах үед үүсдэг. Элсэн чихэр (энгийн нүүрс усны ерөнхий нэр) нь хөрснөөс ургамалд орж буй азот, хүхэр, фосфортой холилдоход цардуул (нийлмэл нүүрс ус), уураг, өөх тос, витамин болон ургамлын амьдралд шаардлагатай бусад бодисууд үүсдэг. Ихэнх тохиолдолд фотосинтез нь байгалийн гэрэлтүүлгийн нөхцөлд явагддаг. Гэсэн хэдий ч хиймэл гэрэлтүүлэг үүнд оролцож болно.

20-р зууны 60-аад он хүртэл шинжлэх ухаан нь нүүрстөрөгчийн давхар ислийг бууруулах нэг механизмыг мэддэг байсан - С 3-пентозын фосфатын замын дагуу. Саяхан Австралийн эрдэмтэд зарим ургамлын төрөл зүйлд энэ үйл явц C 4-дикарбоксилын хүчлийн мөчлөгөөр дамждаг болохыг нотолсон.

C 3 замаар нүүрстөрөгчийн давхар ислийг багасгадаг ургамалд фотосинтез нь дунд зэргийн температур, бага гэрэл, ой мод эсвэл харанхуй газар хамгийн сайн явагддаг. Эдгээр ургамлууд нь таримал ургамлын арслангийн хувь, бидний хоол тэжээлийн үндэс болсон бараг бүх хүнсний ногоог агуулдаг.

Ургамлын хоёрдугаар ангид фотосинтез нь өндөр температур, хүчтэй гэрлийн нөхцөлд хамгийн идэвхтэй явагддаг. Энэ бүлэгт эрдэнэ шиш, чихрийн нишингэ, сорго гэх мэт халуун орны болон дулаан уур амьсгалд ургадаг ургамлууд орно.

Ургамлын бодисын солилцоог саяхан олж мэдсэн. Эрдэмтэд зарим ургамлууд усны нөөцийг хадгалах тусгай эд эстэй болохыг олж мэдсэн. Нүүрстөрөгчийн давхар исэл нь тэдгээрт органик хүчил хэлбэрээр хуримтлагдаж, 24 цагийн дараа л нүүрс ус болж хувирдаг. Энэ механизм нь ургамалд ус хэмнэх боломжийг олгодог.

Процесс хэрхэн явагддаг вэ?

Фотосинтезийн үйл явц хэрхэн явагддаг, ямар төрлийн фотосинтез явагддагийг ерөнхийд нь бид аль хэдийн мэддэг байсан бол одоо үүнийг илүү гүнзгий мэдэж авцгаая.

Энэ бүхэн ургамал гэрэл шингээхээс эхэлдэг. Үүнд ургамлын навч, иш, жимсэнд хлоропласт хэлбэрээр байрладаг хлорофилл тусалдаг. Энэ бодисын гол хэмжээ нь навчинд төвлөрдөг. Гол зүйл бол хавтгай бүтэцийнхээ ачаар хуудас нь маш их гэрлийг татдаг. Илүү их гэрэл байх тусам фотосинтезийн эрчим хүч нэмэгдэнэ. Тиймээс ургамлын навчнууд нь гэрлийг шингээдэг нэг төрлийн локаторын үүрэг гүйцэтгэдэг.

Гэрэл шингээх үед хлорофилл нь өдөөгдсөн төлөвт ордог. Энэ нь фотосинтезийн дараагийн шатанд оролцдог бусад ургамлын эрхтнүүдэд энергийг шилжүүлдэг. Үйл явцын хоёр дахь үе шат нь гэрлийн оролцоогүйгээр явагддаг бөгөөд хөрсөөс гаргаж авсан ус, агаараас гаргаж авсан нүүрстөрөгчийн давхар ислийг хамарсан химийн урвалаас бүрдэнэ. Энэ үе шатанд нүүрс ус нийлэгждэг бөгөөд энэ нь аливаа организмын амьдралд зайлшгүй шаардлагатай байдаг. Энэ тохиолдолд тэд ургамлыг өөрөө тэжээхээс гадна түүнийг иддэг амьтдад дамждаг. Хүмүүс мөн эдгээр бодисыг ургамлын болон амьтны гаралтай бүтээгдэхүүнээр олж авдаг.

Процессын үе шатууд

Нилээд төвөгтэй процесс болох фотосинтез нь гэрэл ба харанхуй гэсэн хоёр үе шатанд хуваагддаг. Нэрнээс нь харахад эхний үе шат нь нарны цацраг байхыг шаарддаг боловч хоёр дахь нь тийм биш юм. Гэрлийн үе шатанд хлорофилл нь гэрлийн квантыг шингээж, ATP ба NADH молекулуудыг үүсгэдэг бөгөөд үүнгүйгээр фотосинтез хийх боломжгүй юм. ATP ба NADH гэж юу вэ?

ATP (аденози трифосфат) нь өндөр энергийн холбоог агуулсан нуклейн коэнзим бөгөөд аливаа органик өөрчлөлтөд энергийн эх үүсвэр болдог. Холбоосыг ихэвчлэн эрч хүчтэй волют гэж нэрлэдэг.

NADH (никотинамид аденин динуклеотид) нь фотосинтез гэх мэт үйл явцын хоёр дахь үе шатанд нүүрстөрөгчийн давхар ислийн оролцоотойгоор нүүрс усыг нийлэгжүүлэхэд ашигладаг устөрөгчийн эх үүсвэр юм.

Гэрлийн үе шат

Хлоропласт нь олон хлорофилл молекулыг агуулдаг бөгөөд тэдгээр нь тус бүр нь гэрлийг шингээдэг. Бусад пигментүүд үүнийг шингээдэг боловч фотосинтез хийх чадваргүй байдаг. Процесс нь зөвхөн хлорофилл молекулуудын нэг хэсэгт л явагддаг. Үлдсэн молекулууд нь антен болон гэрэл хураах цогцолбор (LHCs) үүсгэдэг. Тэд гэрлийн цацрагийн квантуудыг хуримтлуулж, урвалын төвүүдэд шилжүүлдэг бөгөөд үүнийг мөн урхи гэж нэрлэдэг. Урвалын төвүүд нь фотосистемд байрладаг бөгөөд үүнээс фотосинтезийн ургамалд хоёр байдаг. Эхнийх нь 700 нм долгионы урттай гэрлийг шингээх чадвартай хлорофилл молекул, хоёр дахь нь 680 нм агуулдаг.

Тиймээс хоёр төрлийн хлорофилл молекулууд гэрлийг шингээж, өдөөгдөж, электронууд илүү өндөр энергийн түвшинд шилжихэд хүргэдэг. Их хэмжээний энергитэй өдөөгдсөн электронууд тасарч, тилакоидын мембранд (хлоропластын дотоод бүтэц) байрладаг тээврийн гинжин хэлхээнд ордог.

Электрон шилжилт

Эхний фотосистемийн электрон нь хлорофилл P680-аас пластокинон руу, хоёр дахь системийн электрон нь ферредоксин руу шилждэг. Энэ тохиолдолд электронуудыг зайлуулж байгаа газарт хлорофилл молекулд чөлөөт орон зай үүсдэг.

Энэ дутагдлыг нөхөхийн тулд хлорофилл P680 молекул уснаас электрон хүлээн авч, устөрөгчийн ион үүсгэдэг. Хоёрдахь хлорофилл молекул нь эхний фотосистемийн тээвэрлэгчдийн системээр дамжуулан дутагдлыг нөхдөг.

Фотосинтезийн гэрлийн үе шат ингэж явагддаг бөгөөд түүний мөн чанар нь электрон дамжуулах явдал юм. Мембранаар дамжин устөрөгчийн ионуудын хөдөлгөөнийг электрон тээвэрлэхтэй зэрэгцүүлэн явуулдаг. Энэ нь тэдний thylakoid дотор хуримтлагдахад хүргэдэг. Их хэмжээгээр хуримтлагдаж, тэдгээрийг нэгтгэх хүчин зүйлийн тусламжтайгаар гадагш гаргадаг. Электрон тээвэрлэлтийн үр дүн нь NADH нэгдэл үүсэх явдал юм. Мөн устөрөгчийн ионыг шилжүүлэх нь энергийн валют ATP үүсэхэд хүргэдэг.

Гэрлийн фазын төгсгөлд хүчилтөрөгч агаар мандалд орж, дэлбээний дотор ATP болон NADH үүсдэг. Дараа нь фотосинтезийн харанхуй үе эхэлдэг.

Харанхуй үе шат

Фотосинтезийн энэ үе шат нь нүүрстөрөгчийн давхар ислийг шаарддаг. Ургамал үүнийг агаараас байнга шингээж авдаг. Энэ зорилгоор навчны гадаргуу дээр стоматууд байдаг - нээгдэх үед нүүрстөрөгчийн давхар ислийг шингээдэг тусгай бүтэц. Навч руу орохдоо усанд уусч, гэрлийн фазын үйл явцад оролцдог.

Ихэнх ургамлын гэрлийн үе шатанд нүүрстөрөгчийн давхар исэл нь 5 нүүрстөрөгчийн атом агуулсан органик нэгдэлтэй холбогддог. Үүний үр дүнд 3-фосфоглицерины хүчил гэж нэрлэгддэг гурван нүүрстөрөгчийн нэгдлийн хос молекулууд үүсдэг. Энэ нэгдэл нь үйл явцын анхдагч үр дүн учраас ийм төрлийн фотосинтезтэй ургамлыг C 3 ургамал гэж нэрлэдэг.

Хлоропластын цаашдын үйл явц нь туршлагагүй хүмүүст маш нарийн төвөгтэй байдаг. Эцсийн үр дүн нь энгийн эсвэл нарийн төвөгтэй нүүрс усыг нэгтгэдэг зургаан нүүрстөрөгчийн нэгдэл юм. Энэ нь нүүрс ус хэлбэрээр ургамал эрчим хүчийг хуримтлуулдаг. Бодисын багахан хэсэг нь навчинд үлдэж, хэрэгцээгээ хангадаг. Үлдсэн нүүрс ус нь ургамал даяар эргэлдэж, хамгийн хэрэгцээтэй газруудад хүргэдэг.

Өвлийн улиралд фотосинтез

Олон хүмүүс амьдралынхаа наад зах нь нэг удаа хүйтний улиралд хүчилтөрөгч хаанаас ирдэг талаар гайхдаг. Нэгдүгээрт, хүчилтөрөгчийг зөвхөн навчит ургамлаас гадна шилмүүст мод, далайн ургамал үйлдвэрлэдэг. Хэрэв навчит ургамлууд өвлийн улиралд хөлддөг бол шилмүүст ургамал бага эрчимтэй амьсгалсаар байна. Хоёрдугаарт, агаар мандалд хүчилтөрөгчийн агууламж нь мод навчаа урсгасан эсэхээс хамаардаггүй. Хүчилтөрөгч нь манай гаригийн аль ч хэсэгт жилийн аль ч үед агаар мандлын 21% -ийг эзэлдэг. Агаарын масс маш хурдан хөдөлж, бүх улс оронд өвөл нэгэн зэрэг тохиолддоггүй тул энэ утга өөрчлөгддөггүй. Гуравдугаарт, өвлийн улиралд бидний амьсгалдаг агаарын доод давхаргад хүчилтөрөгчийн агууламж зуныхаас ч өндөр байдаг. Энэ үзэгдлийн шалтгаан нь бага температур бөгөөд үүнээс болж хүчилтөрөгч илүү нягт болдог.

Дүгнэлт

Өнөөдөр бид фотосинтез гэж юу болох, хлорофилл гэж юу болох, ургамал нүүрстөрөгчийн давхар ислийг шингээх замаар хүчилтөрөгчийг хэрхэн ялгаруулдаг болохыг санав. Мэдээжийн хэрэг, фотосинтез бол бидний амьдралын хамгийн чухал үйл явц юм. Энэ нь байгальд анхаарал халамж тавих хэрэгтэйг сануулж байна.

2014 оны 2-р сарын 27 | Нэг сэтгэгдэл | Лолита Окольнова

Фотосинтез- фотосинтезийн пигментүүдийн оролцоотойгоор гэрэлд нүүрстөрөгчийн давхар исэл, уснаас органик бодис үүсэх үйл явц.

Химисинтез- CO 2-аас органик бодисыг нийлэгжүүлэх энергийн эх үүсвэр нь органик бус нэгдлүүдийн исэлдэлтийн урвал болох автотроф хоол тэжээлийн арга.

Ерөнхийдөө органик бус бодисоос органик бодисыг нэгтгэх чадвартай бүх организмууд, өөрөөр хэлбэл. чадвартай организмууд фотосинтез ба химосинтез, үзнэ үү .

Заримыг нь уламжлалт байдлаар автотроф гэж ангилдаг.

Бид ургамлын эсийн бүтцийн талаар товчхон ярьсан, бүх үйл явцыг илүү дэлгэрэнгүй авч үзье ...

Фотосинтезийн мөн чанар

(хураангуй тэгшитгэл)

Фотосинтезийн олон үе шаттай үйл явцад оролцдог гол бодис нь хлорофилл. Энэ нь нарны энергийг химийн энерги болгон хувиргадаг.

Зураг дээр хлорофилийн молекулын бүдүүвч дүрслэлийг харуулсан бөгөөд дашрамд хэлэхэд молекул нь гемоглобины молекултай маш төстэй юм...

Хлорофилл дотор нь суурилагдсан хлоропласт грана:

Фотосинтезийн гэрлийн үе шат:

(тилакоид мембран дээр хийгддэг)

• Хлорофилл молекулыг цохих гэрэл нь түүнийг шингээж, түүнийг өдөөгдсөн төлөвт оруулдаг - молекулын нэг хэсэг болох электрон нь гэрлийн энергийг шингээж, илүү өндөр энергийн түвшинд шилжиж, синтезийн үйл явцад оролцдог;
• Гэрлийн нөлөөн дор ус хуваагдах (фотолиз) бас тохиолддог.

Энэ тохиолдолд хүчилтөрөгчийг гадаад орчинд зайлуулж, протонууд нь тилакоидын дотор "протоны нөөц" -д хуримтлагддаг.

2Н + + 2е - + NADP → NADPH 2

NADP нь тодорхой бодис, коэнзим, i.e. катализатор, энэ тохиолдолд устөрөгчийн тээвэрлэгч.

• нийлэгжүүлсэн (эрчим хүч)

Фотосинтезийн харанхуй үе шат

(хлоропластын стромд тохиолддог)

Бодит глюкозын синтез

C 6 H 12 O 6 үүсэх урвалын мөчлөг үүсдэг. Эдгээр урвалууд нь гэрлийн үе шатанд үүссэн ATP ба NADPH 2-ийн энергийг ашигладаг; Фотосинтезийн явцад глюкозоос гадна нарийн төвөгтэй органик нэгдлүүдийн бусад мономерууд үүсдэг - амин хүчил, глицерин ба өөхний хүчил, нуклеотидууд.

Анхаарна уу: энэ үе шат харанхуй байнаЭнэ нь шөнийн цагаар тохиолддог тул глюкозын нийлэгжилт нь ерөнхийдөө цагийн турш явагддаг. гэхдээ харанхуй үе шат нь гэрлийн энерги шаарддаггүй.

"Фотосинтез бол манай гараг дээрх амьдралын бүх илрэлүүд эцсийн дүндээ хамаардаг үйл явц юм."

К.А. Тимирязев.

Фотосинтезийн үр дүнд дэлхий дээр 150 орчим тэрбум тонн органик бодис үүсч, жилд 200 тэрбум тонн чөлөөт хүчилтөрөгч ялгардаг. Нэмж дурдахад ургамал олон тэрбум тонн азот, фосфор, хүхэр, кальци, магни, кали болон бусад элементүүдийг эргэлтэнд оруулдаг. Хэдийгээр ногоон навч нь түүн дээр тусах гэрлийн 1-2%-ийг л хэрэглэдэг ч ургамлын үүсгэсэн органик бодис, ерөнхийдөө хүчилтөрөгчийг хэрэглэдэг.

Химисинтез

Химисинтез нь янз бүрийн органик бус нэгдлүүдийн химийн исэлдэлтийн урвалын үед ялгардаг энергийн улмаас явагддаг: устөрөгч, сульфид, аммиак, төмрийн (II) исэл гэх мэт.

Бактерийн бодисын солилцоонд орсон бодисуудын дагуу дараахь зүйлүүд байдаг.

• хүхрийн бактери - H 2 S агуулсан усан сангийн бичил биетүүд - маш өвөрмөц үнэртэй эх үүсвэрүүд,
• төмрийн бактери,
• азотжуулах бактери - аммиак ба азотын хүчлийг исэлдүүлэх;
• азотыг тогтоогч бактери - хөрсийг баяжуулж, бүтээмжийг ихээхэн нэмэгдүүлэх;
• устөрөгчийг исэлдүүлэгч бактери

Гэхдээ мөн чанар нь ижил хэвээр байна - энэ нь мөн

Фотосинтез гэх мэт нарийн төвөгтэй үйл явцыг хэрхэн товч бөгөөд тодорхой тайлбарлах вэ? Ургамал бол хоол хүнсээ өөрсдөө үйлдвэрлэж чаддаг цорын ганц амьд организм юм. Тэд яаж үүнийг хийдэг вэ? Өсөлтийн хувьд тэд хүрээлэн буй орчноос шаардлагатай бүх бодисыг авдаг: агаар, ус, хөрсөөс нүүрстөрөгчийн давхар исэл. Тэд нарны туяанаас авдаг энерги бас хэрэгтэй. Энэ энерги нь нүүрстөрөгчийн давхар исэл, ус нь глюкоз (хоол) болон хувирч, фотосинтез болох тодорхой химийн урвалуудыг өдөөдөг. Сургуулийн насны хүүхдүүдэд ч үйл явцын мөн чанарыг товч бөгөөд тодорхой тайлбарлаж болно.

"Гэрэлтэй хамт"

"Фотосинтез" гэдэг үг нь "гэрэлтэй хамт" гэсэн утгатай "фото" ба "синтез" гэсэн хоёр грек үгнээс гаралтай. Нарны энергийг химийн энерги болгон хувиргадаг. Фотосинтезийн химийн тэгшитгэл:

6CO 2 + 12H 2 O + гэрэл = C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 6H 2 O.

Энэ нь нүүрстөрөгчийн давхар ислийн 6 молекул, усны арван хоёр молекулыг (нарны гэрлийн хамт) глюкоз үйлдвэрлэхэд ашигладаг бөгөөд үүний үр дүнд хүчилтөрөгчийн зургаан молекул, ус зургаан молекул үүсдэг. Хэрэв та үүнийг аман тэгшитгэлээр илэрхийлбэл дараахь зүйлийг авна.

Ус + нар => глюкоз + хүчилтөрөгч + ус.

Нар бол эрчим хүчний маш хүчтэй эх үүсвэр юм. Хүмүүс үүнийг үргэлж цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх, байшинг дулаалах, ус халаах гэх мэтээр ашиглахыг хичээдэг. Ургамал нарны энергийг хэрхэн ашиглахаа хэдэн сая жилийн өмнө “ойлгосон” учир нь энэ нь тэдний оршин тогтноход зайлшгүй шаардлагатай байсан юм. Фотосинтезийг ийм байдлаар товч бөгөөд тодорхой тайлбарлаж болно: ургамал нарны гэрлийн энергийг ашиглаж, химийн энерги болгон хувиргадаг бөгөөд үүний үр дүнд элсэн чихэр (глюкоз) үүсдэг бөгөөд үүний илүүдэл нь навч, үндэс, ишэнд цардуул хэлбэрээр хадгалагддаг. болон ургамлын үр. Нарны энерги нь ургамал, түүнчлэн эдгээр ургамлыг иддэг амьтдад дамждаг. Ургамал ургах болон бусад амьдралын үйл явцад шим тэжээл шаардлагатай үед эдгээр нөөц нь маш ашигтай байдаг.

Ургамал нарны энергийг хэрхэн шингээдэг вэ?

Фотосинтезийн талаар товч бөгөөд тодорхой ярихад ургамал нарны энергийг хэрхэн шингээж чаддаг вэ гэсэн асуултыг авч үзэх нь зүйтэй юм. Энэ нь хлорофилл хэмээх тусгай бодис агуулсан ногоон эсүүд - хлоропласт агуулсан навчны тусгай бүтэцтэй холбоотой юм. Энэ нь навчийг ногоон өнгөтэй болгож, нарны гэрлийн энергийг шингээх үүрэгтэй.

Яагаад ихэнх навчнууд өргөн, хавтгай байдаг вэ?

Фотосинтез нь ургамлын навчинд тохиолддог. Гайхалтай нь ургамал нарны гэрлийг барьж, нүүрстөрөгчийн давхар ислийг шингээхэд маш сайн зохицсон байдаг. Өргөн гадаргуугийн ачаар илүү их гэрэл авах болно. Ийм учраас заримдаа байшингийн дээвэр дээр суурилуулсан нарны зайн хавтангууд нь өргөн, тэгш байдаг. Гадаргуу нь томрох тусам шингээлт сайн болно.

Ургамлын хувьд өөр юу чухал вэ?

Хүмүүсийн нэгэн адил ургамал эрүүл байх, өсч хөгжих, амин чухал үйл ажиллагаагаа сайн гүйцэтгэхийн тулд ашигтай шим тэжээл хэрэгтэй. Усанд ууссан эрдэс бодисыг хөрснөөс үндэсээр нь авдаг. Хэрэв хөрсөнд эрдэс бодис дутагдвал ургамал хэвийн хөгжихгүй. Тариаланчид үр тариа ургахад хангалттай хэмжээний шим тэжээл байгаа эсэхийг шалгахын тулд хөрсийг байнга туршиж үздэг. Үгүй бол ургамлын тэжээл, өсөлтөд шаардлагатай эрдэс бодис агуулсан бордоог ашиглах хэрэгтэй.

Фотосинтез яагаад ийм чухал вэ?

Фотосинтезийг хүүхдүүдэд товч бөгөөд ойлгомжтой тайлбарлахын тулд энэ үйл явц нь дэлхийн хамгийн чухал химийн урвалуудын нэг гэдгийг хэлэх нь зүйтэй. Ийм чанга мэдэгдэл хийх ямар шалтгаан байна вэ? Нэгдүгээрт, фотосинтез нь ургамлыг тэжээдэг бөгөөд энэ нь эргээд дэлхий дээрх бүх амьд биетүүд, тэр дундаа амьтан, хүмүүсийг тэжээдэг. Хоёрдугаарт, фотосинтезийн үр дүнд амьсгалахад шаардлагатай хүчилтөрөгч агаар мандалд ордог. Бүх амьд биетүүд хүчилтөрөгчөөр амьсгалж, нүүрстөрөгчийн давхар ислийг гадагшлуулдаг. Аз болоход ургамал нь эсрэгээрээ байдаг тул амьсгалах чадварыг нь өгдөг учраас хүн, амьтанд маш чухал юм.

Гайхалтай үйл явц

Ургамал нь амьсгалахаа мэддэг боловч хүмүүс, амьтдаас ялгаатай нь хүчилтөрөгч биш харин агаараас нүүрстөрөгчийн давхар ислийг шингээдэг. Ургамал бас уудаг. Тиймээс та тэднийг услах хэрэгтэй, эс тэгвээс тэд үхэх болно. Үндэс системийн тусламжтайгаар ус, шим тэжээлийг ургамлын биеийн бүх хэсэгт хүргэж, нүүрстөрөгчийн давхар ислийг навчны жижиг нүхээр шингээж авдаг. Химийн урвалыг эхлүүлэх өдөөгч нь нарны гэрэл юм. Олж авсан бодисын солилцооны бүх бүтээгдэхүүнийг ургамал тэжээлд ашигладаг бөгөөд хүчилтөрөгчийг агаар мандалд гаргадаг. Ингэж та фотосинтезийн үйл явц хэрхэн явагддагийг товч бөгөөд тодорхой тайлбарлаж болно.

Фотосинтез: фотосинтезийн гэрэл ба харанхуй үе шатууд

Харж байгаа үйл явц нь хоёр үндсэн хэсгээс бүрдэнэ. Фотосинтезийн хоёр үе шат байдаг (тайлбар ба доорх хүснэгт). Эхнийх нь гэрлийн үе шат гэж нэрлэгддэг. Энэ нь хлорофилл, электрон тээвэрлэгч уураг, ATP синтетаза ферментийн оролцоотойгоор тилакоид мембранд гэрэл байгаа тохиолдолд л тохиолддог. Фотосинтез өөр юуг нуудаг вэ? Өдөр, шөнийн явцын хувьд бие биенээ гэрэлтүүлж, солих (Калвины мөчлөг). Харанхуй үе шатанд ургамлын хоол болох ижил глюкоз үүсдэг. Энэ үйл явцыг мөн гэрлээс хамааралгүй урвал гэж нэрлэдэг.

Дүгнэлт

Дээр дурдсан бүхнээс дараахь дүгнэлтийг гаргаж болно.

• Фотосинтез нь нарнаас эрчим хүч гаргаж авдаг процесс юм.
• Нарны гэрлийн энергийг хлорофилл химийн энерги болгон хувиргадаг.
• Хлорофилл нь ургамалд ногоон өнгө өгдөг.
• Фотосинтез нь ургамлын навчны эсийн хлоропластуудад явагддаг.
• Нүүрстөрөгчийн давхар исэл ба ус нь фотосинтез хийхэд шаардлагатай байдаг.
• Нүүрстөрөгчийн давхар исэл нь жижиг нүх, стоматаар дамжин ургамал руу орж, хүчилтөрөгчөөр дамжин гардаг.
• Ус нь ургамлын үндэсээр дамжин шингэдэг.
• Фотосинтезгүй бол дэлхий дээр хоол хүнс байхгүй болно.

Ургамал ус, эрдэс бодисыг үндэснээсээ авдаг. Навч нь ургамлыг органик тэжээлээр хангадаг. Үндэсээс ялгаатай нь тэд хөрсөнд биш, харин агаарт байдаг тул хөрс биш харин агаарын тэжээлээр хангадаг.

Ургамлын агаарын тэжээлийг судалсан түүхээс

Ургамлын тэжээлийн талаархи мэдлэг аажмаар хуримтлагддаг.

Ойролцоогоор 350 жилийн өмнө Голландын эрдэмтэн Ян Хелмонт анх удаа ургамлын шим тэжээлийг судлах туршилт хийжээ. Тэрээр хөрсөөр дүүргэсэн шавар саванд бургас ургуулж, зөвхөн ус нэмсэн. Эрдэмтэн унасан навчийг сайтар жинлэв. Таван жилийн дараа бургасны масс унасан навчтай хамт 74.5 кг-аар нэмэгдэж, хөрсний масс ердөө 57 граммаар буурч, Хелмонт ургамлын бүх бодис хөрсөөс үүсдэггүй гэсэн дүгнэлтэд хүрчээ. , гэхдээ уснаас. Ургамал зөвхөн уснаас болж нэмэгддэг гэсэн үзэл бодол 18-р зууны эцэс хүртэл хадгалагдан үлдсэн.

1771 онд Английн химич Жозеф Пристли нүүрстөрөгчийн давхар исэл буюу өөрийнх нь хэлснээр "муудсан агаар"-ыг судалж, гайхалтай нээлт хийжээ. Хэрэв та лаа асаагаад шилэн таглаатай бол лаа бага зэрэг шатсаны дараа унтарна.

Ийм бүрээсний доорх хулгана амьсгал боогдож эхэлдэг. Харин хулганатай малгайн дор гаа мөчир тавивал хулгана амьсгал боогддоггүй, амьдарсаар л байдаг. Энэ нь ургамал амьтдын амьсгалын замаар эвдэрсэн агаарыг "засдаг", өөрөөр хэлбэл нүүрстөрөгчийн давхар ислийг хүчилтөрөгч болгон хувиргадаг гэсэн үг юм.

1862 онд Германы ургамал судлаач Юлиус Сакс туршилтаар ногоон ургамлууд хүчилтөрөгч үүсгэдэг төдийгүй бусад бүх организмд хоол болдог органик бодисыг бий болгодог гэдгийг баталжээ.

Фотосинтез

Ногоон ургамал болон бусад амьд организмын гол ялгаа нь тэдний эсэд хлорофилл агуулсан хлоропласт байдаг. Хлорофилл нь нарны цацрагийг шингээх чадвартай бөгөөд энерги нь органик бодис үүсгэхэд шаардлагатай байдаг. Нарны энергийг ашиглан нүүрстөрөгчийн давхар исэл, уснаас органик бодис үүсэх үйл явцыг фотосинтез (грекээр pbo1os гэрэл) гэж нэрлэдэг. Фотосинтезийн явцад зөвхөн органик бодисууд болох сахар үүсэхээс гадна хүчилтөрөгч ялгардаг.

Схемийн хувьд фотосинтезийн үйл явцыг дараах байдлаар дүрсэлж болно.

Ус нь үндэст шингэж, үндэс, ишний дамжуулагч системээр дамжин навч руу шилждэг. Нүүрстөрөгчийн давхар исэл нь агаарын бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Энэ нь нээлттэй stomata дамжуулан навч руу ордог. Нүүрстөрөгчийн давхар ислийг шингээх нь навчны бүтэц нь хөнгөвчилдөг: навчны ирний хавтгай гадаргуу нь агаартай харьцах талбайг нэмэгдүүлж, арьсанд олон тооны стомат байдаг.

Фотосинтезийн үр дүнд үүссэн элсэн чихэр нь цардуул болж хувирдаг. Цардуул нь усанд уусдаггүй органик бодис юм. Иодын уусмал ашиглан кг-ыг амархан илрүүлж болно.

Гэрэлд өртсөн навчинд цардуул үүссэний нотолгоо

Ургамлын ногоон навчинд цардуул нь нүүрстөрөгчийн давхар исэл, уснаас үүсдэг болохыг баталцгаая. Үүнийг хийхийн тулд Жулиус Сакс нэгэн цагт хийсэн туршилтыг авч үзье.

Тасалгааны ургамлыг (geranium эсвэл primrose) хоёр өдрийн турш харанхуй газар байлгаснаар бүх цардуулыг амин чухал үйл явцад зарцуулдаг. Дараа нь хэд хэдэн навчийг хоёр талдаа хар цаасаар бүрхэж, зөвхөн нэг хэсгийг нь бүрхэв. Өдрийн цагаар ургамал гэрэлд өртдөг бөгөөд шөнийн цагаар ширээний чийдэнг ашиглан нэмэлт гэрэлтүүлэг хийдэг.

Нэг өдрийн дараа судалж буй навчнууд таслагдана. Навчны цардуулын аль хэсэгт үүссэнийг мэдэхийн тулд навчийг усанд буцалгаж (цардуулын үр тариаг хавдах) дараа нь халуун спиртэнд байлгана (хлорофилл уусч, навчны өнгө алддаг). Дараа нь навчийг усаар угааж, иодын сул уусмалаар эмчилнэ. Тиймээс гэрэлд өртсөн навчны хэсгүүд иодын нөлөөгөөр цэнхэр өнгөтэй болдог. Энэ нь навчны гэрэлтсэн хэсгийн эсүүдэд цардуул үүссэн гэсэн үг юм. Тиймээс фотосинтез нь зөвхөн гэрэлд явагддаг.

Фотосинтезийн хувьд нүүрстөрөгчийн давхар ислийн хэрэгцээг нотлох баримт

Навчанд цардуул үүсэхэд нүүрстөрөгчийн давхар исэл шаардлагатай гэдгийг батлахын тулд эхлээд тасалгааны ургамлыг харанхуй газар хадгалдаг. Дараа нь навчны нэгийг нь бага хэмжээний шохойн устай колбонд хийнэ. Колбо нь хөвөн арчдасаар хаалттай байна. Ургамал гэрэлд өртдөг. Нүүрстөрөгчийн давхар исэл нь шохойн усаар шингэдэг тул энэ нь колбонд байхгүй болно. Навчийг тайрч, өмнөх туршилтын адил цардуул байгаа эсэхийг шалгана. Энэ нь халуун ус, спиртэнд хадгалагдаж, иодын уусмалаар эмчилдэг. Гэсэн хэдий ч, энэ тохиолдолд туршилтын үр дүн өөр байх болно: навч цэнхэр болж хувирдаггүй, учир нь энэ нь цардуул агуулаагүй болно. Тиймээс цардуул үүсэхийн тулд гэрэл, уснаас гадна нүүрстөрөгчийн давхар исэл хэрэгтэй.

Тиймээс бид ургамал агаараас ямар хоол хүнс авдаг вэ гэсэн асуултад хариулав. Туршлагаас харахад энэ нь нүүрстөрөгчийн давхар исэл юм. Энэ нь органик бодис үүсэхэд зайлшгүй шаардлагатай.

Бие махбодоо бүрдүүлэхийн тулд бие даан органик бодис үүсгэдэг организмуудыг автотрофамнууд (Грекээр autos - өөрөө, трофе - хоол хүнс) гэж нэрлэдэг.

Фотосинтезийн үед хүчилтөрөгч үүссэнийг нотлох баримт

Фотосинтезийн явцад ургамал гадны орчинд хүчилтөрөгч ялгаруулдаг болохыг батлахын тулд усны ургамал Элодеятай хийсэн туршилтыг авч үзье. Elodea найлзуурыг устай саванд дүрж, дээрээс нь юүлүүрээр хучдаг. Усаар дүүргэсэн туршилтын хоолойг юүлүүрийн төгсгөлд хийнэ. Ургамал хоёроос гурван өдрийн турш гэрэлд өртдөг. Гэрэлд elodea нь хийн бөмбөлөг үүсгэдэг. Тэд туршилтын хоолойн дээд хэсэгт хуримтлагдаж, усыг нүүлгэн шилжүүлдэг. Энэ нь ямар төрлийн хий болохыг мэдэхийн тулд туршилтын хоолойг болгоомжтой авч, дотор нь шатаж буй хэлтэрхий хийнэ. Хагархай нь тод гэрэлтдэг. Энэ нь колбонд хүчилтөрөгч хуримтлагдсан гэсэн үг бөгөөд энэ нь шаталтыг дэмждэг.

Ургамлын сансрын үүрэг

Хлорофилл агуулсан ургамал нарны энергийг шингээх чадвартай. Тиймээс К.А. Тимирязев дэлхий дээрх тэдний үүргийг сансар огторгуй гэж нэрлэжээ. Органик бодист хуримтлагдсан нарны энергийн зарим хэсгийг удаан хугацаанд хадгалах боломжтой. Нүүрс, хүлэр, газрын тос нь эртний геологийн цаг үед ногоон ургамлаар бүтээгдсэн, нарны энергийг шингээсэн бодисуудаас бүрддэг. Байгалийн шатдаг материалыг шатаах замаар хүн олон сая жилийн өмнө ногоон ургамлаар хуримтлагдсан энергийг ялгаруулдаг.

Фотосинтез (туршилт)

1. Зөвхөн органик бодисоос органик бодис үүсгэдэг организмууд:

1.гетеротрофууд

2.автотрофууд

3.химотрофууд

4.миксотрофууд

2. Фотосинтезийн гэрлийн үе шатанд дараахь зүйл тохиолддог.

1.ATP үүсэх

2.глюкоз үүсэх

3.нүүрстөрөгчийн давхар ислийн ялгаралт

4. нүүрс ус үүсэх

3. Фотосинтезийн явцад хүчилтөрөгч үүсдэг бөгөөд энэ процесст ялгардаг:

1.уургийн биосинтез

2. фотолиз

3.хлорофилл молекулын өдөөлт

4.нүүрстөрөгчийн давхар исэл ба усыг нэгтгэдэг

4. Фотосинтезийн үр дүнд гэрлийн энерги нь:

1. дулааны эрчим хүч

2.органик бус нэгдлүүдийн химийн энерги

3. цахилгаан эрчим хүч дулааны эрчим хүч

4.органик нэгдлүүдийн химийн энерги

5. Амьд организм дахь анаэробын амьсгал нь дараахь үйл явцад тохиолддог.

1.хүчилтөрөгчийн исэлдэлт

2. фотосинтез

3. исгэх

4.химисинтез

6. Эс дэх нүүрс усны исэлдэлтийн эцсийн бүтээгдэхүүн нь:

1.ADP ба ус

2.аммиак ба нүүрстөрөгчийн давхар исэл

3.ус ба нүүрстөрөгчийн давхар исэл

4.аммиак, нүүрстөрөгчийн давхар исэл, ус

7. Нүүрс ус задрах бэлтгэл үе шатанд гидролиз үүснэ.

1. целлюлозыг глюкоз

2. уураг нь амин хүчлүүд

3.ДНХ-ээс нуклеотидууд

4.өөх тос нь глицерол болон карбоксилын хүчлүүд

8. Ферментүүд нь хүчилтөрөгчийн исэлдэлтийг хангадаг:

1.хоол боловсруулах зам ба лизосом

2.цитоплазм

3.митохондри

4. пластид

9. Гликолизийн үед 3 моль глюкоз ATP хэлбэрээр хадгалагдана.

10. Амьтны эсэд хоёр моль глюкоз бүрэн исэлдэж, нүүрстөрөгчийн давхар исэл ялгарсан.

11. Химисинтезийн явцад организм исэлдэлтийн энергийг хувиргадаг.

1.хүхрийн нэгдлүүд

2.органик нэгдлүүд

3. цардуул

12. Нэг ген нь молекулын талаарх мэдээлэлтэй тохирч байна:

1.амин хүчлүүд

2. цардуул

4.нуклеотид

13. Удамшлын код нь гурван нуклеотидаас бүрддэг бөгөөд энэ нь:

1. тодорхой

2. илүүдэл

3. бүх нийтийн

4.триплетен

14. Удамшлын кодонд нэг амин хүчил 2-6 гурвалсантай тохирч байгаа нь дараахь байдлаар илэрдэг.

1.тасралтгүй байдал

2. илүүдэл

3. олон талт байдал

4. өвөрмөц байдал

15. Хэрэв ДНХ-ийн нуклеотидын найрлага нь ATT-CHC-TAT бол i-РНХ-ийн нуклеотидын найрлага нь:
1.ТАА-ЦГЦ-УТА

2.UAA-GTG-AUA

3.УАА-ЧЦ-АУА

4.УАА-ЦГЦ-АТА

16. Уургийн нийлэгжилт нь дангаараа рибосом дээр явагддаггүй:

1.тамхины мозайк вирус

2. Дрозофила

3.шоргоолж

4. Холерын чичиргээ

17. Антибиотик:

1. цусны хамгаалалтын уураг юм

2.биед шинэ уураг нийлэгжүүлнэ

3. суларсан эмгэг төрүүлэгч юм

4.эмгэг төрүүлэгчийн уургийн нийлэгжилтийг дарангуйлдаг

18. ДНХ молекулын репликаци явагддаг хэсэг нь 30000 нуклеотид (хоёр хэлхээ)-тэй. Хуулбарлахын тулд танд хэрэгтэй болно:

19. Нэг т-РНХ хэдэн өөр амин хүчлийг зөөвөрлөх вэ?

1. үргэлж нэг

2. үргэлж хоёр

3. үргэлж гурав

4.зарим нь нэг, зарим нь хэд хэдэн тээвэрлэж болно.

20. Транскрипц явагдах ДНХ-ийн хэсэг нь 153 нуклеотидыг агуулдаг:

1.153 амин хүчил

2.51 амин хүчил

3.49 амин хүчил

4,459 амин хүчил

21. Фотосинтезийн явцад үүний үр дүнд хүчилтөрөгч үүсдэг

1. фотосинтезийн ус

2. нүүрстөрөгчийн хийн задрал

3. нүүрстөрөгчийн давхар ислийг глюкоз болгон бууруулах

4. ATP синтез

Фотосинтезийн процессын явцад үүсдэг

1. нүүрс усны нийлэгжилт, хүчилтөрөгч ялгаруулах

2. усны ууршилт ба хүчилтөрөгчийн шингээлт

3. Хийн солилцоо ба липидийн нийлэгжилт

4. Нүүрстөрөгчийн давхар ислийг ялгаруулах, уургийн нийлэгжилт

23. Фотосинтезийн гэрлийн үе шатанд нарны гэрлийн энергийг молекулуудын нийлэгжилтэнд зарцуулдаг.

1. липид

2. уураг

3. нуклейн хүчил

24. Нарны гэрлийн энергид өртөхөд электрон молекул дахь энергийн өндөр түвшинд хүрнэ.

1. хэрэм

2. глюкоз

3. хлорофилл

4. уургийн биосинтез

25. Ургамлын эс нь амьтны эстэй адил үйл явцад энерги хүлээн авдаг. .

1. органик бодисын исэлдэлт

2. уургийн биосинтез

3. липидийн нийлэгжилт

4. нуклейн хүчлийн нийлэгжилт

Фотосинтез нь ургамлын эсийн хлоропластуудад явагддаг. Хлоропластууд нь фотосинтезийн үйл явцад оролцдог пигмент хлорофилл агуулдаг бөгөөд ургамалд ногоон өнгө өгдөг. Үүнээс үзэхэд фотосинтез нь зөвхөн ургамлын ногоон хэсэгт л явагддаг.

Фотосинтез нь органик бус бодисоос органик бодис үүсэх үйл явц юм. Тодруулбал, органик бодис нь глюкоз, органик бус бодис нь ус, нүүрстөрөгчийн давхар исэл юм.

Фотосинтез хийхэд нарны гэрэл бас чухал. Гэрлийн энерги нь органик бодисын химийн холбоонд хадгалагддаг. Энэ бол фотосинтезийн гол цэг юм: дараа нь энэ ургамлыг иддэг ургамал эсвэл амьтдын амьдралыг дэмжихэд ашиглагдах энергийг холбох явдал юм. Органик бодис нь зөвхөн хэлбэр, нарны энергийг хуримтлуулах арга зам болдог.

Эсэд фотосинтез явагдах үед хлоропласт болон тэдгээрийн мембран дээр янз бүрийн урвал явагддаг.

Тэд бүгдэд нь гэрэл хэрэггүй. Тиймээс фотосинтезийн хоёр үе шат байдаг: гэрэл ба харанхуй. Харанхуй үе шат нь гэрэл шаарддаггүй бөгөөд шөнийн цагаар тохиолдож болно.

Нүүрстөрөгчийн давхар исэл нь ургамлын гадаргуугаар дамжин агаараас эсэд ордог. Ус нь ишний дагуух үндэснээс гардаг.

Фотосинтезийн үйл явцын үр дүнд зөвхөн органик бодис төдийгүй хүчилтөрөгч үүсдэг. Хүчилтөрөгч нь ургамлын гадаргуугаар дамжин агаарт гардаг.

Фотосинтезийн үр дүнд үүссэн глюкозыг бусад эсүүдэд шилжүүлж, цардуул болгон хувиргаж (хадгалж), амин чухал үйл явцад ашигладаг.

Ихэнх ургамалд фотосинтез явагддаг гол эрхтэн бол навч юм. Навчны дотор фотосинтезийн эд эсийг бүрдүүлдэг фотосинтезийн олон эсүүд байдаг.

Нарны гэрэл фотосинтезийн хувьд чухал байдаг тул навч нь ихэвчлэн том гадаргуутай байдаг. Өөрөөр хэлбэл тэд хавтгай, нимгэн байдаг. Ургамлын бүх навчнууд дээр гэрэл унахын тулд тэдгээрийг бараг бие биенээ сүүдэрлэхгүй байхаар байрлуулна.

Тиймээс фотосинтезийн процесс явагдахын тулд танд хэрэгтэй нүүрстөрөгчийн давхар исэл, ус, гэрэл. Фотосинтезийн бүтээгдэхүүнүүд нь органик бодис (глюкоз) ба хүчилтөрөгч. Фотосинтез нь хлоропластуудад явагддаг, тэдгээр нь навчинд хамгийн их байдаг.

Фотосинтез нь гэрэлд ургамалд (гол төлөв навчинд) тохиолддог. Энэ нь органик бодис глюкоз (элсэн чихрийн нэг төрөл) нүүрстөрөгчийн давхар исэл, уснаас үүсдэг процесс юм. Дараа нь эс дэх глюкоз нь илүү төвөгтэй бодис болох цардуул болж хувирдаг. Глюкоз ба цардуул хоёулаа нүүрс ус юм.

Фотосинтезийн үйл явц нь зөвхөн органик бодисыг үүсгэдэг төдийгүй хүчилтөрөгчийг дайвар бүтээгдэхүүн болгон үүсгэдэг.

Нүүрстөрөгчийн давхар исэл, ус нь органик бус, глюкоз, цардуул нь органик бодис юм.

Тиймээс гэрэлд органик бус бодисоос органик бодис үүсэх процессыг фотосинтез гэж олонтаа ярьдаг. Зөвхөн ургамал, зарим нэг эст эукариотууд, зарим бактери нь фотосинтез хийх чадвартай байдаг. Амьтан, мөөгөнцөрийн эсэд ийм процесс байдаггүй тул хүрээлэн буй орчноос органик бодисыг шингээхээс өөр аргагүй болдог. Үүнтэй холбоотойгоор ургамлыг автотроф, амьтан, мөөгийг гетеротроф гэж нэрлэдэг.

Ургамлын фотосинтезийн үйл явц нь хлорофилл ногоон пигмент агуулсан хлоропластуудад явагддаг.

Тиймээс фотосинтез үүсэхийн тулд танд дараахь зүйлс хэрэгтэй болно.

хлорофилл,

нүүрстөрөгчийн давхар исэл.

Фотосинтезийн явцад дараахь зүйл үүсдэг.

органик бодис,

хүчилтөрөгч.

Ургамал нь гэрлийг барьж авахад зохицсон байдаг.Олон өвслөг ургамалд навчнууд нь бие биенээ сүүдэрлэхгүй байх үед навчийг суурь сарнай гэж нэрлэдэг. Мод нь навчны мозайкаар тодорхойлогддог бөгөөд навчнууд нь бие биенээ аль болох бага сүүдэрлэх байдлаар ургадаг. Ургамлын навчны ишний гулзайлтын улмаас навчны ир нь гэрэл рүү эргэдэг. Энэ бүхний хажуугаар зөвхөн сүүдэрт ургадаг сүүдэрт дуртай ургамал байдаг.

Усфотосинтезийн хувьдирдэгнавч рууүндэснээсишний дагуу. Тиймээс ургамал хангалттай чийгийг авах нь чухал юм. Ус, зарим эрдэс бодис дутагдсанаар фотосинтезийн үйл явц саатдаг.

Нүүрстөрөгчийн давхар исэлфотосинтезийн зорилгоор авсаншууднимгэн агаарааснавч. Фотосинтезийн явцад үйлдвэрээс гаргаж авдаг хүчилтөрөгч нь эсрэгээрээ агаарт цацагддаг. Хийн солилцоог эс хоорондын зай (эс хоорондын зай) хөнгөвчилдөг.

Фотосинтезийн явцад үүссэн органик бодисууд нь навчинд хэсэгчлэн ашиглагддаг боловч бусад бүх эрхтэнд голчлон урсаж, бусад органик бодисууд болон хувирч, энергийн солилцоонд ашиглагдаж, нөөц тэжээл болдог.

Фотосинтез

Фотосинтез- гэрлийн энергийг ашиглан органик бодисыг нэгтгэх үйл явц. Органик бус нэгдлээс органик бодисыг нэгтгэх чадвартай организмуудыг автотроф гэж нэрлэдэг. Фотосинтез нь зөвхөн автотроф организмын эсийн онцлог шинж юм. Гетеротроф организмууд нь органик бус нэгдлүүдээс органик бодисыг нэгтгэх чадваргүй байдаг.
Ногоон ургамал болон зарим бактерийн эсүүд нь нарны гэрлээс эрчим хүч авах боломжийг олгодог тусгай бүтэц, химийн бодисын цогцолбортой байдаг.

Фотосинтез дэх хлоропластуудын үүрэг

Ургамлын эсүүд нь микроскопийн формацуудыг агуулдаг - хлоропласт. Эдгээр нь энерги, гэрлийг шингээж, ATP болон бусад молекулуудын энерги болгон хувиргадаг органеллууд юм. Хлоропластын мөхлөгт нарийн төвөгтэй органик бодис болох хлорофилл агуулагддаг. Хлорофилл нь глюкоз болон бусад органик бодисын биосинтезд ашиглах гэрлийн энергийг шингээдэг. Глюкозыг нийлэгжүүлэхэд шаардлагатай ферментүүд нь хлоропластуудад бас байдаг.

Фотосинтезийн гэрлийн үе шат

Хлорофилл шингэсэн улаан гэрлийн квант нь электроныг өдөөгдсөн төлөвт шилжүүлдэг. Гэрлээр өдөөгдсөн электрон нь их хэмжээний эрчим хүчний хангамжийг олж авдаг бөгөөд үүний үр дүнд илүү өндөр энергийн түвшинд шилждэг. Гэрлээр өдөөгдсөн электроныг өндөрт өргөгдсөн чулуутай зүйрлэж болох бөгөөд энэ нь бас боломжит энергийг олж авдаг. Тэр өндрөөс унаж, түүнийгээ алддаг. Өдөөгдсөн электрон нь хлоропласт дотор баригдсан нарийн төвөгтэй органик нэгдлүүдийн гинжин хэлхээний дагуу алхам алхмаар хөдөлдөг. Нэг алхамаас нөгөөд шилжихэд электрон энерги алддаг бөгөөд энэ нь ATP-ийн нийлэгжилтэнд ашиглагддаг. Эрчим хүчээ үрсэн электрон хлорофилл руу буцаж ирдэг. Гэрлийн энергийн шинэ хэсэг нь хлорофилл электроныг дахин өдөөдөг. Энэ нь дахин ижил замаар явж, ATP молекул үүсэхэд энерги зарцуулдаг.
Эрчим хүч зөөгч молекулуудыг нөхөн сэргээхэд шаардлагатай устөрөгчийн ион ба электронууд нь усны молекулуудыг хуваах замаар үүсдэг. Хлоропласт дахь усны молекулуудын задрал нь гэрлийн нөлөөн дор тусгай уурагаар явагддаг. Энэ процессыг нэрлэдэг усны фотолиз.
Тиймээс нарны гэрлийн энергийг ургамлын эс дараах үйл ажиллагаанд шууд ашигладаг.
1. энерги нь цаашид ATP болон бусад энерги зөөгч молекулыг үүсгэхэд зарцуулагддаг хлорофилл электроныг өдөөх;
2. Усны фотолиз, фотосинтезийн гэрлийн үе шатанд устөрөгчийн ион ба электроныг нийлүүлэх.
Энэ нь фотолизийн урвалын дайвар бүтээгдэхүүн болох хүчилтөрөгчийг ялгаруулдаг.

Гэрлийн энергийн улмаас эрчим хүчээр баялаг нэгдлүүд үүсдэг үе шат - ATP ба энерги зөөгч молекулууд,дуудсан фотосинтезийн гэрлийн үе шат.

Фотосинтезийн харанхуй үе шат

Хлоропласт нь таван нүүрстөрөгчийн сахар агуулдаг бөгөөд тэдгээрийн нэг нь юм рибулоз дифосфат, нүүрстөрөгчийн давхар ислийг хүлээн авагч юм. Тусгай фермент нь таван нүүрстөрөгчийн элсэн чихэрийг агаар дахь нүүрстөрөгчийн давхар исэлтэй холбодог. Энэ тохиолдолд ATP болон бусад энерги зөөгч молекулуудын энергийг ашиглан зургаан нүүрстөрөгчийн глюкозын молекул болгон бууруулсан нэгдлүүд үүсдэг.

Тиймээс гэрлийн үе шатанд хувирсан гэрлийн энергийг ATP болон бусад энерги зөөгч молекулуудын энерги болгон глюкозын нийлэгжилтэд ашигладаг.

Эдгээр үйл явц нь харанхуйд явагдаж болно.
Туршилтын хоолойд гэрлийн нөлөөн дор фотосинтез хийдэг ургамлын эсээс хлоропластыг тусгаарлах боломжтой байсан - тэд шинэ глюкозын молекулуудыг үүсгэж, нүүрстөрөгчийн давхар ислийг шингээдэг. Хэрэв хлоропластуудын гэрэлтүүлэг зогссон бол глюкозын нийлэгжилт бас зогссон. Гэсэн хэдий ч хэрэв хлоропластуудад ATP болон багассан энерги зөөгч молекулуудыг нэмбэл глюкозын нийлэгжилт сэргэж, харанхуйд үргэлжлэх боломжтой. Энэ нь гэрэл нь зөвхөн ATP-ийг нэгтгэж, энерги зөөгч молекулуудыг цэнэглэхэд л хэрэгтэй гэсэн үг юм. Ургамлын нүүрстөрөгчийн давхар ислийг шингээх, глюкоз үүсэхдуудсан фотосинтезийн харанхуй үе шат, тэр харанхуйд алхаж чаддаг тул.
Хүчтэй гэрэлтүүлэг, агаар дахь нүүрстөрөгчийн давхар ислийн агууламж нэмэгдэж байгаа нь фотосинтезийн идэвхжил нэмэгдэхэд хүргэдэг.

Биологийн талаархи бусад тэмдэглэл

Илүү сонирхолтой нийтлэлүүд: