Fotosintez qaysi to'qimalarning hujayralarida sodir bo'ladi. Fotosintez tushunchasi, fotosintezning yorug'lik bosqichida qayerda va nima sodir bo'ladi. Fotosintezning inson hayotidagi ahamiyati

fotosintez xloroplastlarda xlorofill tomonidan adsorbsiyalangan quyosh (yorug'lik) energiyasidan foydalangan holda suv va atmosferadagi karbonat angidriddan yashil o'simliklar barglaridagi organik birikmalarning sintezidir.

Fotosintez tufayli ko'rinadigan yorug'lik energiyasi ushlanib, fotosintez jarayonida hosil bo'lgan organik moddalarda saqlanadigan (saqlanadigan) kimyoviy energiyaga aylanadi.

Fotosintez jarayonining kashf etilgan sanasini 1771 yil deb hisoblash mumkin.Ingliz olimi J.Pristli hayvonlarning hayotiy faoliyati tufayli havo tarkibidagi oʻzgarishlarga eʼtibor qaratgan. Yashil o'simliklar mavjud bo'lganda, havo yana nafas olish va yonish uchun mos bo'ldi. Keyinchalik, bir qator olimlarning (Y. Ingenhaus, J. Senebier, T. Sossure, J. B. Boussingoult) ishlari natijasida yashil o'simliklar havodan CO 2 ni o'zlashtirishi, undan organik moddalar yorug'likda suv ishtirokida hosil bo'lishini aniqladi. . Aynan shu jarayon 1877 yilda nemis olimi V. Pfeffer fotosintez deb atagan. Fotosintezning mohiyatini ochishda R.Mayer tomonidan tuzilgan energiyaning saqlanish qonuni katta ahamiyatga ega edi. 1845-yilda R.Mayer o‘simliklar ishlatadigan energiya Quyosh energiyasi bo‘lib, o‘simliklar fotosintez jarayonida kimyoviy energiyaga aylanadi, deb taklif qildi. Bu pozitsiya ajoyib rus olimi K.A.ning tadqiqotlarida ishlab chiqilgan va eksperimental ravishda tasdiqlangan. Timiryazev.

Fotosintez qiluvchi organizmlarning asosiy roli:

1) quyosh nuri energiyasini organik birikmalarning kimyoviy bog'lanish energiyasiga aylantirish;

2) atmosferaning kislorod bilan to'yinganligi;

Fotosintez natijasida Yerda 150 milliard tonna organik moddalar hosil bo'ladi va yiliga 200 milliard tonnaga yaqin erkin kislorod ajralib chiqadi. Bu atmosferada CO2 kontsentratsiyasining ko'payishini oldini oladi, Yerning haddan tashqari qizib ketishini oldini oladi (issiqxona effekti).

Fotosintez natijasida hosil bo'lgan atmosfera tirik mavjudotlarni zararli qisqa to'lqinli UV nurlanishidan (atmosferaning kislorod-ozon qalqoni) himoya qiladi.

Quyosh energiyasining atigi 1-2% qishloq xo'jaligi o'simliklari hosiliga o'tkaziladi, bu yo'qotishlar yorug'likning to'liq singdirilmasligi bilan bog'liq; Shu sababli, fotosintez samaradorligi yuqori bo'lgan navlarni tanlash va yorug'likni singdirish uchun qulay ekin strukturasini yaratish orqali hosildorlikni oshirishning katta istiqbollari mavjud. Shu munosabat bilan fotosintezni boshqarishning nazariy asoslarini ishlab chiqish ayniqsa dolzarb bo'lib bormoqda.

Fotosintezning ahamiyati juda katta. Shuni ta'kidlash kerakki, u barcha tirik mavjudotlarning mavjudligi uchun zarur bo'lgan yoqilg'i (energiya) va atmosfera kislorodini ta'minlaydi. Shuning uchun fotosintezning roli sayyoraviydir.

Fotosintezning sayyoraviyligi, shuningdek, kislorod va uglerod aylanishi tufayli (asosan) atmosferaning hozirgi tarkibi saqlanib qolishi bilan belgilanadi, bu esa o'z navbatida Yerdagi hayotning keyingi saqlanishini belgilaydi. Yana shuni aytishimiz mumkinki, fotosintez mahsulotlarida to'plangan energiya aslida insoniyatning hozirgi energiya manbai hisoblanadi.

Fotosintezning umumiy reaktsiyasi

CO 2 +H 2 O = (CH 2 O) + O 2 .

Fotosintez kimyosi quyidagi tenglamalar bilan tavsiflanadi:

Fotosintez - reaktsiyalarning 2 guruhi:

yorug'lik bosqichi (bog'liq yorug'lik)

qorong'u bosqich (haroratga bog'liq).

Ikkala guruh reaktsiyalari bir vaqtning o'zida sodir bo'ladi

Fotosintez yashil o'simliklarning xloroplastlarida sodir bo'ladi.

Fotosintez yashil o'simlik hujayralarining xloroplastlarida joylashgan pigment xlorofill tomonidan yorug'likni ushlash va yutishdan boshlanadi.

Bu molekulaning yutilish spektrini o'zgartirish uchun etarli bo'lib chiqadi.

Xlorofill molekulasi binafsha va ko'k rangdagi, keyin esa spektrning qizil qismidagi fotonlarni o'zlashtiradi va spektrning yashil va sariq qismida fotonlar bilan o'zaro ta'sir qilmaydi.

Shuning uchun xlorofill va o'simliklar yashil bo'lib ko'rinadi - ular shunchaki yashil nurlardan foydalana olmaydilar va ularni butun dunyo bo'ylab kezib ketishga qoldiradilar (shunday qilib, uni yanada yashil qiladi).

Fotosintetik pigmentlar tilakoid membrananing ichki tomonida joylashgan.

Pigmentlar tashkil etilgan fototizimlar(yorug'likni olish uchun antenna maydonlari) - turli pigmentlarning 250-400 molekulasini o'z ichiga oladi.

Fototizim quyidagilardan iborat:

reaktsiya markazi fototizimlar (xlorofill molekulasi A),

antenna molekulalari

Fototizimdagi barcha pigmentlar hayajonlangan holat energiyasini bir-biriga o'tkazishga qodir. U yoki bu pigment molekulasi tomonidan so‘rilgan foton energiyasi reaksiya markaziga yetguncha qo‘shni molekulaga uzatiladi. Reaksiya markazining rezonans tizimi qo'zg'aluvchan holatga o'tganda, u ikkita qo'zg'atilgan elektronni qabul qiluvchi molekulaga o'tkazadi va shu bilan oksidlanadi va musbat zaryad oladi.

O'simliklarda:

fototizim 1(700 nm to'lqin uzunligida maksimal yorug'lik yutilishi - P700)

fototizim 2(680 nm to'lqin uzunligida maksimal yorug'lik yutilishi - P680

Optimal singdirishdagi farqlar pigment tuzilishidagi ozgina farqlarga bog'liq.

Ikki tizim tandemda ishlaydi, xuddi ikki qismli konveyer kabi siklik bo'lmagan fotofosforlanish .

uchun xulosa tenglama siklik bo'lmagan fotofosforlanish:

F - fosfor kislotasi qoldig'ining belgisi

Tsikl 2-fototizimdan boshlanadi.

1) antenna molekulalari fotonni ushlaydi va qo'zg'alishni P680 faol markaz molekulasiga uzatadi;

2) qo'zg'algan P680 molekulasi kofaktor Q ga ikkita elektron beradi, shu bilan birga u oksidlanadi va musbat zaryad oladi;

Kofaktor(kofaktor). Koferment yoki fermentning o'z vazifasini bajarishi uchun zarur bo'lgan boshqa modda

Kofermentlar (kofermentlar)[latdan. co (cum) - birgalikda va fermentlar], ferment tomonidan substrat molekulasidan ajratilgan individual atomlar yoki atom guruhlari akseptorlari sifatida fermentativ reaktsiyada ishtirok etadigan oqsil bo'lmagan tabiatdagi organik birikmalar, ya'ni. fermentlarning katalitik ta'sirini amalga oshirish. Bu moddalar, fermentning (apoferment) oqsil komponentidan farqli o'laroq, nisbatan kichik molekulyar og'irlikka ega va, qoida tariqasida, termostabildir. Ba'zida kofermentlar har qanday past molekulyar moddalarni anglatadi, ularning ishtiroki fermentning katalitik ta'sirini, shu jumladan ionlarni ham amalga oshirish uchun zarurdir. K + , Mg 2+ va Mn 2+ . Fermentlar joylashgan. fermentning faol markazida va faol markazning substrati va funktsional guruhlari bilan birgalikda faollashtirilgan kompleks hosil qiladi.

Ko'pgina fermentlar katalitik faollikni ko'rsatish uchun kofermentning mavjudligini talab qiladi. Istisno - gidrolitik fermentlar (masalan, proteazlar, lipazalar, ribonukleazalar), ular koferment bo'lmaganda o'z funktsiyalarini bajaradilar.

Molekula P680 ga kamayadi (fermentlar ta'sirida). Bunda suv protonlarga ajraladi va molekulyar kislorod, bular. suv elektron donor bo'lib, P 680 da elektronlarni to'ldirishni ta'minlaydi.

FOTOLIZ SUV- suv molekulasining bo'linishi, xususan, fotosintez paytida. Suvning fotolizi tufayli kislorod ishlab chiqariladi, u yorug'likda yashil o'simliklar tomonidan chiqariladi.

Sayyoramizdagi barcha tirik mavjudotlarning mavjudligi shubha ostida qoladigan eng muhim organik jarayon bu fotosintezdir. Fotosintez nima? Buni hamma maktabdan biladi. Taxminan aytganda, bu yorug'likda yuzaga keladigan va kislorodning chiqishi bilan birga keladigan karbonat angidrid va suvdan organik moddalar hosil bo'lish jarayonidir. Keyinchalik murakkab ta'rif quyidagicha: fotosintez - bu yorug'lik energiyasini fotosintetik pigmentlar ishtirokida organik kelib chiqadigan moddalarning kimyoviy bog'lanish energiyasiga aylantirish jarayoni. Zamonaviy amaliyotda fotosintez deganda, odatda, bir qator endergonik reaktsiyalarda yorug'likni yutish, sintez qilish va ishlatish jarayonlari to'plami tushuniladi, ulardan biri karbonat angidridni organik moddalarga aylantirishdir. Keling, fotosintez qanday sodir bo'lishini va bu jarayon qanday bosqichlarga bo'linganligini batafsilroq bilib olaylik!

umumiy xususiyatlar

Har bir o'simlikda bo'lgan xloroplastlar fotosintez uchun javobgardir. Xloroplastlar nima? Bular xlorofil kabi pigmentni o'z ichiga olgan oval plastidlardir. O'simliklarning yashil rangini aniqlaydigan xlorofildir. Yosunlarda bu pigment xromatoforlarda - pigment o'z ichiga olgan turli shakldagi yorug'likni aks ettiruvchi hujayralarda mavjud. Quyosh nurlari yaxshi tushmaydigan sezilarli chuqurlikda yashaydigan jigarrang va qizil yosunlar turli xil pigmentlarga ega.

Fotosintez moddalari avtotroflar tarkibiga kiradi - noorganik moddalardan organik moddalarni sintez qilishga qodir organizmlar. Ular oziq-ovqat piramidasining eng past darajasidir, shuning uchun ular Yer sayyorasidagi barcha tirik organizmlarning ratsioniga kiritilgan.

Fotosintezning foydalari

Nima uchun fotosintez kerak? Fotosintez jarayonida o'simliklardan ajralib chiqadigan kislorod atmosferaga kiradi. U oʻzining yuqori qatlamlariga koʻtarilib, yer yuzasini kuchli quyosh nurlanishidan himoya qiluvchi ozon qatlamini hosil qiladi. Aynan ozon ekrani tufayli tirik organizmlar quruqlikda qulay yashashlari mumkin. Bundan tashqari, siz bilganingizdek, kislorod tirik organizmlarning nafas olishi uchun kerak.

Jarayonning borishi

Hammasi yorug'likning xloroplastlarga kirishi bilan boshlanadi. Uning ta'siri ostida organellalar tuproqdan suv oladi, shuningdek, vodorod va kislorodga bo'linadi. Shunday qilib, ikkita jarayon sodir bo'ladi. O'simlik fotosintezi barglar allaqachon suv va karbonat angidridni so'rib olgan paytdan boshlanadi. Yorug'lik energiyasi tilakoidlarda - xloroplastlarning maxsus bo'linmalarida to'planadi va suv molekulasini ikki komponentga ajratadi. Kislorodning bir qismi o'simliklarning nafas olishiga, qolgan qismi esa atmosferaga kiradi.

Keyin karbonat angidrid pirenoidlarga - kraxmal bilan o'ralgan oqsil granulalariga kiradi. Vodorod ham bu erga keladi. Bir-biri bilan aralashib, bu moddalar shakar hosil qiladi. Bu reaktsiya kislorodning chiqishi bilan ham sodir bo'ladi. Shakar (oddiy uglevodlarning umumiy nomi) o‘simlikka tuproqdan kiradigan azot, oltingugurt va fosfor bilan aralashganda, kraxmal (murakkab uglevod), oqsillar, yog‘lar, vitaminlar va o‘simlik hayoti uchun zarur bo‘lgan boshqa moddalar hosil bo‘ladi. Aksariyat hollarda fotosintez tabiiy yorug'lik sharoitida sodir bo'ladi. Biroq, unda sun'iy yoritish ham ishtirok etishi mumkin.

Yigirmanchi asrning 60-yillarigacha fan karbonat angidridni kamaytirishning bitta mexanizmini - C 3 -pentoza fosfat yo'li bo'ylab bilar edi. Yaqinda avstraliyalik olimlar ba'zi o'simlik turlarida bu jarayon C 4 -dikarboksilik kislota aylanishi orqali sodir bo'lishi mumkinligini isbotladilar.

C 3 yo'li orqali karbonat angidridni kamaytiradigan o'simliklarda fotosintez o'rtacha haroratda va kam yorug'likda, o'rmonlarda yoki qorong'i joylarda yaxshi sodir bo'ladi. Bu o'simliklar madaniy o'simliklarning sher ulushini va dietamizning asosini tashkil etadigan deyarli barcha sabzavotlarni o'z ichiga oladi.

Ikkinchi sinf o'simliklarida fotosintez yuqori harorat va kuchli yorug'lik sharoitida eng faol sodir bo'ladi. Bu guruhga tropik va issiq iqlim sharoitida oʻsadigan makkajoʻxori, shakarqamish, joʻxori va boshqalar kiradi.

Aytgancha, o'simlik metabolizmi yaqinda kashf etilgan. Olimlar ba'zi o'simliklarda suv zaxiralarini saqlab qolish uchun maxsus to'qimalar mavjudligini aniqlashga muvaffaq bo'lishdi. Karbonat angidrid ularda organik kislotalar shaklida to'planadi va faqat 24 soatdan keyin uglevodlarga aylanadi. Bu mexanizm o'simliklar suvni tejash imkonini beradi.

Jarayon qanday ishlaydi?

Fotosintez jarayoni qanday davom etishini va qanday fotosintez sodir bo'lishini umumiy ma'noda allaqachon bilamiz, endi uni chuqurroq bilib olaylik.

Hammasi o'simlikning yorug'likni yutishi bilan boshlanadi. Bunda unga o'simlikning barglari, poyalari va mevalarida xloroplastlar shaklida joylashgan xlorofill yordam beradi. Ushbu moddaning asosiy miqdori barglarda to'plangan. Gap shundaki, tekis tuzilishi tufayli varaq juda ko'p yorug'likni tortadi. Va qanchalik ko'p yorug'lik bo'lsa, fotosintez uchun shunchalik ko'p energiya. Shunday qilib, o'simlikdagi barglar yorug'likni ushlaydigan o'ziga xos joylashtiruvchi vazifasini bajaradi.

Yorug'lik so'rilganda, xlorofill qo'zg'aluvchan holatda bo'ladi. U energiyani fotosintezning keyingi bosqichida ishtirok etadigan boshqa o'simlik organlariga o'tkazadi. Jarayonning ikkinchi bosqichi yorug'lik ishtirokisiz sodir bo'ladi va tuproqdan olingan suv va havodan olingan karbonat angidridni o'z ichiga olgan kimyoviy reaktsiyadan iborat. Ushbu bosqichda har qanday organizmning hayoti uchun zarur bo'lgan uglevodlar sintezlanadi. Bunday holda, ular nafaqat o'simlikning o'zini oziqlantiribgina qolmay, balki uni iste'mol qiladigan hayvonlarga ham uzatiladi. Odamlar bu moddalarni o'simlik yoki hayvonot mahsulotlarini iste'mol qilish orqali ham oladi.

Jarayon bosqichlari

Fotosintez juda murakkab jarayon bo'lib, ikki bosqichga bo'linadi: yorug'lik va qorong'i. Nomidan ko'rinib turibdiki, birinchi bosqich quyosh radiatsiyasining mavjudligini talab qiladi, ikkinchisi esa yo'q. Yorug'lik fazasida xlorofill yorug'lik kvantini o'zlashtiradi, ATP va NADH molekulalarini hosil qiladi, ularsiz fotosintez amalga oshirilmaydi. ATP va NADH nima?

ATP (adenoz trifosfat) nuklein koferment bo'lib, yuqori energiyali aloqalarni o'z ichiga oladi va har qanday organik transformatsiyada energiya manbai bo'lib xizmat qiladi. Bog'lanish ko'pincha energetik volut deb ataladi.

NADH (nikotinamid adenin dinukleotid) vodorod manbai bo'lib, u fotosintez kabi jarayonning ikkinchi bosqichida karbonat angidrid ishtirokida uglevodlarni sintez qilish uchun ishlatiladi.

Yengil faza

Xloroplastlarda ko'plab xlorofill molekulalari mavjud bo'lib, ularning har biri yorug'likni yutadi. Boshqa pigmentlar ham uni o'zlashtiradi, lekin ular fotosintezga qodir emas. Jarayon faqat xlorofill molekulalarining bir qismida sodir bo'ladi. Qolgan molekulalar antenna va yorug'lik yig'uvchi komplekslarni (LHC) hosil qiladi. Ular yorug'lik nurlanishining kvantlarini to'playdi va ularni tuzoq deb ham ataladigan reaksiya markazlariga o'tkazadi. Reaktsiya markazlari fotosistemalarda joylashgan bo'lib, ulardan ikkitasi fotosintetik o'simlikka ega. Birinchisida to'lqin uzunligi 700 nm, ikkinchisi esa 680 nm bo'lgan yorug'likni o'zlashtira oladigan xlorofill molekulasi mavjud.

Shunday qilib, ikki turdagi xlorofill molekulalari yorug'likni o'zlashtiradi va qo'zg'aladi, bu elektronlarning yuqori energiya darajasiga ko'tarilishiga olib keladi. Katta miqdordagi energiyaga ega bo'lgan qo'zg'aluvchan elektronlar uzilib, tilakoid membranalarda (xloroplastlarning ichki tuzilmalari) joylashgan transport zanjiriga kiradi.

Elektron o'tish

Birinchi fototizimdagi elektron xlorofill P680 dan plastokinonga, ikkinchi sistemadagi elektron esa ferredoksinga o'tadi. Bunday holda, elektronlar chiqarilgan joyda, xlorofill molekulasida bo'sh joy hosil bo'ladi.

Kamchilikni to'ldirish uchun xlorofil P680 molekulasi suvdan elektronlarni qabul qilib, vodorod ionlarini hosil qiladi. Ikkinchi xlorofill molekulasi esa birinchi fototizimdagi tashuvchilar tizimi orqali etishmovchilikni qoplaydi.

Fotosintezning yorug'lik bosqichi shunday davom etadi, uning mohiyati elektronlarni uzatishdir. Elektron tashishga parallel ravishda vodorod ionlarining membrana orqali harakatlanishi. Bu ularning tilakoid ichida to'planishiga olib keladi. Ko'p miqdorda to'planib, ular konjugatsiya qiluvchi omil yordamida tashqariga chiqariladi. Elektronlarni tashish natijasi NADH birikmasining hosil bo'lishidir. Va vodorod ionlarining o'tkazilishi ATP energiya valyutasining shakllanishiga olib keladi.

Yorug'lik fazasining oxirida kislorod atmosferaga kiradi va gulbarg ichida ATP va NADH hosil bo'ladi. Keyin fotosintezning qorong'u bosqichi boshlanadi.

Qorong'i faza

Fotosintezning bu bosqichi karbonat angidridni talab qiladi. O'simlik uni doimo havodan so'rib oladi. Shu maqsadda barg yuzasida stomalar - ochilganda karbonat angidridni o'zlashtiradigan maxsus tuzilmalar mavjud. Bargga kirib, u suvda eriydi va yorug'lik fazasi jarayonlarida ishtirok etadi.

Ko'pgina o'simliklardagi yorug'lik bosqichida karbonat angidrid 5 uglerod atomini o'z ichiga olgan organik birikma bilan bog'lanadi. Natijada 3-fosfogliserik kislota deb ataladigan uch uglerodli birikmaning juft molekulalari hosil bo'ladi. Aynan shu birikma jarayonning asosiy natijasi bo'lganligi sababli, bunday turdagi fotosintezga ega o'simliklar C 3 o'simliklari deb ataladi.

Xloroplastlarda sodir bo'ladigan keyingi jarayonlar tajribasiz odamlar uchun juda murakkab. Natijada oddiy yoki murakkab uglevodlarni sintez qiladigan oltita uglerodli birikma hosil bo'ladi. O'simlik energiyani uglevodlar shaklida to'playdi. Moddalarning kichik bir qismi bargda qoladi va uning ehtiyojlarini qondiradi. Qolgan uglevodlar butun o'simlik bo'ylab aylanadi va ular eng zarur bo'lgan joylarga etkaziladi.

Qishda fotosintez

Ko'p odamlar hayotlarida kamida bir marta sovuq mavsumda kislorod qayerdan kelganligi haqida o'ylashgan. Birinchidan, kislorod nafaqat bargli o'simliklar, balki ignabargli va dengiz o'simliklari tomonidan ham ishlab chiqariladi. Va agar bargli o'simliklar qishda muzlab qolsa, ignabargli o'simliklar kamroq intensiv bo'lsa-da, nafas olishni davom ettiradi. Ikkinchidan, atmosferadagi kislorod miqdori daraxtlarning barglarini to'kib tashlaganiga bog'liq emas. Kislorod sayyoramizning istalgan nuqtasida yilning istalgan vaqtida atmosferaning 21 foizini egallaydi. Bu qiymat o'zgarmaydi, chunki havo massalari juda tez harakat qiladi va qish barcha mamlakatlarda bir vaqtning o'zida sodir bo'lmaydi. Uchinchidan, qishda biz nafas olayotgan havoning pastki qatlamlarida kislorod miqdori yozdagidan ham yuqori. Ushbu hodisaning sababi past haroratdir, buning natijasida kislorod zichroq bo'ladi.

Xulosa

Bugun biz fotosintez nima ekanligini, xlorofill nima ekanligini va o'simliklar karbonat angidridni o'zlashtirish orqali kislorodni qanday chiqarishini esladik. Albatta, fotosintez hayotimizdagi eng muhim jarayondir. Bu bizga tabiatni asrash zarurligini eslatadi.

2014-yil 27-fevral | Bitta izoh | Lolita Okolnova

fotosintez- fotosintetik pigmentlar ishtirokida yorug'likda karbonat angidrid va suvdan organik moddalar hosil bo'lish jarayoni.

Xemosintez- CO 2 dan organik moddalarni sintez qilish uchun energiya manbai noorganik birikmalarning oksidlanish reaktsiyalari bo'lgan avtotrofik oziqlanish usuli.

Odatda, noorganik moddalardan organik moddalarni sintez qilishga qodir barcha organizmlar, ya'ni. qodir organizmlar fotosintez va kimyosintez, ga murojaat qiling.

Ba'zilari an'anaviy ravishda avtotroflar sifatida tasniflanadi.

Biz o'simlik hujayrasining tuzilishi haqida qisqacha gaplashdik, keling, butun jarayonni batafsil ko'rib chiqaylik ...

Fotosintezning mohiyati

(xulosa tenglama)

Fotosintezning ko'p bosqichli jarayonida ishtirok etadigan asosiy moddadir xlorofill. Aynan shu narsa quyosh energiyasini kimyoviy energiyaga aylantiradi.

Rasmda xlorofill molekulasining sxematik tasviri ko'rsatilgan, aytmoqchi, molekula gemoglobin molekulasiga juda o'xshaydi...

Xlorofil o'rnatilgan xloroplast grana:

Fotosintezning yorug'lik bosqichi:

(tilakoid membranalarda amalga oshiriladi)

• Xlorofill molekulasiga tushgan yorug'lik u tomonidan so'riladi va uni hayajonlangan holatga keltiradi - molekula tarkibiga kiruvchi elektron yorug'lik energiyasini o'zlashtirib, yuqori energiya darajasiga o'tadi va sintez jarayonlarida ishtirok etadi;
• Yorug'lik ta'sirida suvning bo'linishi (fotoliz) ham sodir bo'ladi:

Bunday holda, kislorod tashqi muhitga chiqariladi va protonlar tilakoid ichida "proton rezervuari" da to'planadi.

2N + + 2e - + NADP → NADPH 2

NADP o'ziga xos modda, koenzim, ya'ni. katalizator, bu holda vodorod tashuvchisi.

• sintezlangan (energiya)

Fotosintezning qorong'u bosqichi

(xloroplastlar stromasida uchraydi)

haqiqiy glyukoza sintezi

C 6 H 12 O 6 hosil bo'ladigan reaktsiyalar sikli sodir bo'ladi. Bu reaktsiyalar yorug'lik fazasida hosil bo'lgan ATP va NADPH 2 energiyasidan foydalanadi; Fotosintez jarayonida glyukozadan tashqari murakkab organik birikmalarning boshqa monomerlari - aminokislotalar, glitserin va yog 'kislotalari, nukleotidlar hosil bo'ladi.

E'tibor bering: bu bosqich qorong'i u kechada sodir bo'lgani uchun emas - glyukoza sintezi, umuman, kechayu kunduz sodir bo'ladi, ammo qorong'u faza endi yorug'lik energiyasini talab qilmaydi.

"Fotosintez - bu sayyoramizdagi hayotning barcha ko'rinishlari oxir-oqibat bog'liq bo'lgan jarayondir."

K.A.Timiryazev.

Fotosintez natijasida Yerda 150 milliard tonnaga yaqin organik moddalar hosil boʻladi va yiliga 200 milliard tonnaga yaqin erkin kislorod ajralib chiqadi. Bundan tashqari, o'simliklar milliardlab tonna azot, fosfor, oltingugurt, kaltsiy, magniy, kaliy va boshqa elementlarni tsiklga jalb qiladi. Yashil barg unga tushayotgan yorug'likning atigi 1-2 foizini ishlatsa ham, o'simlik tomonidan yaratilgan organik moddalar va umuman kislorod.

Xemosintez

Xemosintez turli noorganik birikmalar: vodorod, vodorod sulfidi, ammiak, temir (II) oksidi va boshqalarning kimyoviy oksidlanish reaksiyalari jarayonida ajralib chiqadigan energiya hisobiga amalga oshiriladi.

Bakteriyalar metabolizmiga kiradigan moddalarga ko'ra quyidagilar mavjud:

• oltingugurt bakteriyalari - H 2 S ni o'z ichiga olgan suv havzalarining mikroorganizmlari - juda xarakterli hidli manbalar,
• temir bakteriyalari,
• nitrifikator bakteriyalar - ammiak va azot kislotasini oksidlaydi,
• azot saqlovchi bakteriyalar - tuproqni boyitadi, hosildorlikni sezilarli darajada oshiradi;
• vodorod oksidlovchi bakteriyalar

Ammo mohiyat bir xil bo'lib qoladi - bu ham

Fotosintez kabi murakkab jarayonni qisqacha va aniq qanday tushuntirish mumkin? O'simliklar o'z oziq-ovqat mahsulotlarini ishlab chiqaradigan yagona tirik organizmdir. Ular buni qanday qilishadi? O'sish uchun ular atrof-muhitdan barcha kerakli moddalarni oladi: havodan, suvdan va tuproqdan karbonat angidrid. Ular quyosh nurlaridan oladigan energiyaga ham muhtoj. Bu energiya ma'lum kimyoviy reaktsiyalarni qo'zg'atadi, bunda karbonat angidrid va suv glyukoza (oziq-ovqat) ga aylanadi va fotosintezdir. Jarayonning mohiyatini hatto maktab yoshidagi bolalarga ham qisqa va aniq tushuntirish mumkin.

"Nur bilan birga"

"Fotosintez" so'zi ikkita yunoncha so'zdan - "foto" va "sintez" dan kelib chiqqan bo'lib, ularning kombinatsiyasi "yorug'lik bilan birga" degan ma'noni anglatadi. Quyosh energiyasi kimyoviy energiyaga aylanadi. Fotosintezning kimyoviy tenglamasi:

6CO 2 + 12H 2 O + yorug'lik = C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 6H 2 O.

Bu shuni anglatadiki, glyukoza hosil qilish uchun 6 molekula karbonat angidrid va o'n ikki molekula suv ishlatiladi (quyosh nuri bilan birga), natijada olti molekula kislorod va olti molekula suv hosil bo'ladi. Agar siz buni og'zaki tenglama sifatida ifodalasangiz, siz quyidagilarni olasiz:

Suv + quyosh => glyukoza + kislorod + suv.

Quyosh juda kuchli energiya manbai. Odamlar doimo elektr energiyasini ishlab chiqarish, uylarni izolyatsiya qilish, suvni isitish va hokazolar uchun foydalanishga harakat qilishadi. O'simliklar millionlab yillar oldin quyosh energiyasidan qanday foydalanishni "o'ylab topdilar", chunki bu ularning yashashi uchun zarur edi. Fotosintezni shunday qisqacha va aniq tushuntirish mumkin: o‘simliklar quyosh nurining yorug‘lik energiyasidan foydalanadi va uni kimyoviy energiyaga aylantiradi, buning natijasida shakar (glyukoza) hosil bo‘ladi, uning ortiqcha qismi barglarda, ildizlarda, poyalarda kraxmal sifatida saqlanadi. va o'simlik urug'lari. Quyosh energiyasi o'simliklarga, shuningdek, bu o'simliklarni iste'mol qiladigan hayvonlarga o'tkaziladi. O'simlik o'sishi va boshqa hayotiy jarayonlar uchun ozuqa moddalariga muhtoj bo'lsa, bu zahiralar juda foydali.

O'simliklar quyosh energiyasini qanday qabul qiladi?

Fotosintez haqida qisqacha va aniq gapirganda, o'simliklar quyosh energiyasini qanday o'zlashtira oladi degan savolga murojaat qilish kerak. Bu xlorofill deb ataladigan maxsus moddani o'z ichiga olgan yashil hujayralar - xloroplastlarni o'z ichiga olgan barglarning maxsus tuzilishi tufayli yuzaga keladi. Aynan shu narsa barglarga yashil rang beradi va quyosh nuridan energiya olish uchun javobgardir.

Nima uchun barglarning ko'pchiligi keng va tekis?

Fotosintez o'simliklarning barglarida sodir bo'ladi. Ajablanarlisi shundaki, o'simliklar quyosh nurini olish va karbonat angidridni o'zlashtirish uchun juda yaxshi moslashgan. Keng sirt tufayli ko'proq yorug'lik olinadi. Aynan shuning uchun ham ba'zan uylarning tomlariga o'rnatiladigan quyosh panellari ham keng va tekis bo'ladi. Sirt qanchalik katta bo'lsa, absorbsiya shunchalik yaxshi bo'ladi.

O'simliklar uchun yana nima muhim?

Odamlar singari, o'simliklar ham sog'lom bo'lishlari, o'sishi va hayotiy funktsiyalarini yaxshi bajarishlari uchun foydali oziq moddalarga muhtoj. Ular suvda erigan mineral moddalarni ildizlari orqali tuproqdan oladi. Agar tuproqda mineral ozuqalar etishmasa, o'simlik normal rivojlanmaydi. Fermerlar ko'pincha tuproqni ekinlar o'sishi uchun etarli ozuqa moddalariga ega ekanligiga ishonch hosil qilish uchun sinovdan o'tkazadilar. Aks holda, o'simliklarning oziqlanishi va o'sishi uchun muhim minerallarni o'z ichiga olgan o'g'itlardan foydalanishga murojaat qiling.

Nima uchun fotosintez juda muhim?

Bolalar uchun fotosintezni qisqacha va aniq tushuntirish uchun shuni aytish kerakki, bu jarayon dunyodagi eng muhim kimyoviy reaktsiyalardan biridir. Bunday balandparvoz bayonotga qanday sabablar bor? Birinchidan, fotosintez o'simliklarni oziqlantiradi, ular o'z navbatida sayyoradagi barcha tirik mavjudotlarni, shu jumladan hayvonlar va odamlarni oziqlantiradi. Ikkinchidan, fotosintez natijasida nafas olish uchun zarur bo'lgan kislorod atmosferaga chiqariladi. Barcha tirik mavjudotlar kislorodni nafas oladi va karbonat angidridni chiqaradi. Yaxshiyamki, o'simliklar buning aksini qiladi, shuning uchun ular odamlar va hayvonlar uchun juda muhimdir, chunki ular nafas olish qobiliyatini beradi.

Ajoyib jarayon

Ma'lum bo'lishicha, o'simliklar nafas olishni ham bilishadi, lekin odamlar va hayvonlardan farqli o'laroq, ular kislorodni emas, balki havodan karbonat angidridni o'zlashtiradilar. O'simliklar ham ichishadi. Shuning uchun siz ularni sug'orishingiz kerak, aks holda ular o'lishadi. Ildiz tizimining yordami bilan suv va ozuqa moddalari o'simlik tanasining barcha qismlariga etkaziladi va karbonat angidrid barglardagi kichik teshiklar orqali so'riladi. Kimyoviy reaktsiyani boshlash uchun tetik quyosh nuridir. Olingan barcha metabolik mahsulotlar o'simliklar tomonidan ovqatlanish uchun ishlatiladi, kislorod atmosferaga chiqariladi. Shunday qilib, siz fotosintez jarayoni qanday sodir bo'lishini qisqacha va aniq tushuntirishingiz mumkin.

Fotosintez: fotosintezning yorug'lik va qorong'i fazalari

Ko'rib chiqilayotgan jarayon ikkita asosiy qismdan iborat. Fotosintezning ikki bosqichi mavjud (tavsif va quyidagi jadval). Birinchisi yorug'lik fazasi deb ataladi. U faqat xlorofill, elektron transport oqsillari va ATP sintetaza fermenti ishtirokida tilakoid membranalarda yorug'lik mavjud bo'lganda paydo bo'ladi. Fotosintez yana nimani yashiradi? Kunduzgi va tungi o'zgarishlar (Kalvin tsikllari) sifatida bir-birini yoritib turing va almashtiring. Qorong'i fazada o'simliklar uchun oziq-ovqat bo'lgan xuddi shu glyukoza ishlab chiqariladi. Bu jarayon yorug'likdan mustaqil reaktsiya deb ham ataladi.

Xulosa

Yuqorida aytilganlarning barchasidan quyidagi xulosalar chiqarish mumkin:

• Fotosintez - bu quyosh energiyasini ishlab chiqaradigan jarayon.
• Quyoshdan keladigan yorug'lik energiyasi xlorofill tomonidan kimyoviy energiyaga aylanadi.
• Xlorofil o'simliklarga yashil rang beradi.
• Fotosintez o'simlik bargi hujayralarining xloroplastlarida sodir bo'ladi.
• Fotosintez uchun karbonat angidrid va suv kerak.
• Karbonat angidrid o'simlikka mayda teshiklar, stomalar orqali kiradi va ular orqali kislorod chiqadi.
• Suv o'simlikka ildizlari orqali so'riladi.
• Fotosintezsiz dunyoda oziq-ovqat bo'lmaydi.

O'simliklar suv va minerallarni ildizlaridan oladi. Barglari o'simliklarni organik oziqlantirishni ta'minlaydi. Ildizlardan farqli o'laroq, ular tuproqda emas, balki havoda, shuning uchun ular tuproq emas, balki havo bilan oziqlanadi.

O'simliklarning havoda oziqlanishini o'rganish tarixidan

O'simliklarning oziqlanishi haqidagi bilimlar asta-sekin to'planadi.

Taxminan 350 yil oldin golland olimi Yan Helmont birinchi marta o'simliklarning oziqlanishini o'rganish bilan tajriba o'tkazdi. U tuproq bilan to‘ldirilgan sopol idishda faqat suv qo‘shib majnuntol o‘stirdi. Olim tushgan barglarni diqqat bilan tortdi. Besh yil o'tgach, tolning massasi tushgan barglar bilan birga 74,5 kg ga o'sdi va tuproq massasi atigi 57 g ga kamaydi. Bundan kelib chiqqan holda, Helmont o'simlikdagi barcha moddalar tuproqdan hosil bo'lmaydi degan xulosaga keldi. , lekin suvdan. O'simlik faqat suv tufayli kattalashadi, degan fikr 18-asrning oxirigacha saqlanib qoldi.

1771 yilda ingliz kimyogari Jozef Pristli karbonat angidridni yoki uni "buzilgan havo" ni o'rganib chiqdi va ajoyib kashfiyot qildi. Agar siz shamni yoqsangiz va uni shisha qopqoq bilan yopsangiz, biroz yondirgandan keyin u o'chadi.

Bunday qalpoq ostida sichqonchani bo'g'ila boshlaydi. Biroq, agar siz yalpiz shoxini sichqoncha bilan qalpoq ostiga qo'ysangiz, sichqon bo'g'ilib qolmaydi va yashashni davom ettiradi. Bu shuni anglatadiki, o'simliklar hayvonlarning nafas olishi natijasida buzilgan havoni "tuzatadi", ya'ni karbonat angidridni kislorodga aylantiradi.

1862 yilda nemis botanigi Yuliy Saks tajribalar orqali yashil o'simliklar nafaqat kislorod ishlab chiqarishini, balki boshqa barcha organizmlar uchun oziq-ovqat bo'lib xizmat qiladigan organik moddalarni ham yaratishini isbotladi.

fotosintez

Yashil o'simliklarning boshqa tirik organizmlardan asosiy farqi ularning hujayralarida xlorofill bo'lgan xloroplastlarning mavjudligidir. Xlorofil quyosh nurlarini ushlash xususiyatiga ega, uning energiyasi organik moddalarni yaratish uchun zarurdir. Quyosh energiyasidan foydalangan holda karbonat angidrid va suvdan organik moddalar hosil bo'lish jarayoni fotosintez (yunoncha pbo1os nuri) deb ataladi. Fotosintez jarayonida nafaqat organik moddalar - qandlar hosil bo'ladi, balki kislorod ham ajralib chiqadi.

Fotosintez jarayonini sxematik tarzda quyidagicha tasvirlash mumkin:

Suv ildizlar tomonidan so'riladi va ildiz va poyaning o'tkazuvchan tizimi orqali barglarga o'tadi. Karbonat angidrid havoning tarkibiy qismidir. Ochiq stomata orqali barglarga kiradi. Karbonat angidridning so'rilishi bargning tuzilishi bilan osonlashadi: havo bilan aloqa qilish maydonini oshiradigan barg pichoqlarining tekis yuzasi va terida ko'p miqdordagi stomata mavjudligi.

Fotosintez natijasida hosil bo'lgan shakar kraxmalga aylanadi. Kraxmal suvda erimaydigan organik moddadir. Kgo ni yod eritmasi yordamida osongina aniqlash mumkin.

Yorug'lik ta'sirida barglarda kraxmal hosil bo'lishining dalillari

O'simliklarning yashil barglarida kraxmal karbonat angidrid va suvdan hosil bo'lishini isbotlaylik. Buning uchun bir paytlar Yuliy Saks tomonidan o'tkazilgan tajribani ko'rib chiqaylik.

Uy o'simligi (geranium yoki primrose) ikki kun davomida qorong'i joyda saqlanadi, shunda barcha kraxmal hayotiy jarayonlarga sarflanadi. Keyin har ikki tomondan bir nechta barglar qora qog'oz bilan qoplangan, shunda ularning faqat bir qismi qoplanadi. Kunduzi o'simlik yorug'likka ta'sir qiladi, kechasi esa stol chiroqi yordamida qo'shimcha ravishda yoritiladi.

Bir kundan keyin o'rganilayotgan barglar kesiladi. Barg kraxmalining qaysi qismida hosil bo‘lishini bilish uchun barglar suvda qaynatiladi (kraxmal donalarini shishiradi), so‘ngra issiq spirtda saqlanadi (xlorofill eriydi va barg rangi o‘zgaradi). Keyin barglar suvda yuviladi va yodning zaif eritmasi bilan ishlanadi. Shunday qilib, barglarning yorug'lik ta'siriga uchragan joylari yod ta'siridan ko'k rangga ega bo'ladi. Bu kraxmal bargning yoritilgan qismining hujayralarida hosil bo'lganligini anglatadi. Shuning uchun fotosintez faqat yorug'likda sodir bo'ladi.

Fotosintez uchun karbonat angidrid zarurligini isbotlovchi dalillar

Barglarda kraxmal hosil bo'lishi uchun karbonat angidrid zarur ekanligini isbotlash uchun xona o'simligi ham birinchi navbatda qorong'ida saqlanadi. Keyin barglardan biri oz miqdorda ohak suvi solingan kolbaga solinadi. Kolba paxta sumkasi bilan yopiladi. O'simlik yorug'likka ta'sir qiladi. Karbonat angidrid ohak suvi bilan so'riladi, shuning uchun u kolbada bo'lmaydi. Barg kesiladi va xuddi oldingi tajribada bo'lgani kabi, kraxmal bor-yo'qligi tekshiriladi. U issiq suvda va spirtda saqlanadi va yod eritmasi bilan ishlanadi. Biroq, bu holda, tajriba natijasi boshqacha bo'ladi: barg ko'k rangga aylanmaydi, chunki tarkibida kraxmal yo'q. Shuning uchun kraxmal hosil bo'lishi uchun yorug'lik va suvdan tashqari, karbonat angidrid ham kerak.

Shunday qilib, biz o'simlik havodan qanday oziq-ovqat oladi degan savolga javob berdik. Tajriba shuni ko'rsatdiki, u karbonat angidriddir. Bu organik moddalarning shakllanishi uchun zarurdir.

Oʻz tanasini qurish uchun mustaqil ravishda organik moddalar hosil qiladigan organizmlar avtotrofamlar (yunoncha autos — oʻzi, trofe — oziq-ovqat) deyiladi.

Fotosintez jarayonida kislorod hosil bo'lishining dalillari

Fotosintez jarayonida o'simliklar kislorodni tashqi muhitga chiqarishini isbotlash uchun Elodea suv o'simligi bilan tajribani ko'rib chiqing. Elodea asirlari suv bilan idishga botiriladi va tepada huni bilan qoplanadi. Voronka uchiga suv bilan to'ldirilgan probirka qo'ying. O'simlik ikki-uch kun davomida nurga ta'sir qiladi. Yorug'lik ta'sirida elodea gaz pufakchalarini hosil qiladi. Ular probirkaning yuqori qismida to'planib, suvni siqib chiqaradi. Uning qanaqa gaz ekanligini bilish uchun probirka ehtiyotkorlik bilan olib tashlanadi va uning ichiga yonayotgan parcha solinadi. Parcha yorqin porlaydi. Bu kislorod kolbada to'planganligini anglatadi, bu yonishni qo'llab-quvvatlaydi.

O'simliklarning kosmik roli

Xlorofillni o'z ichiga olgan o'simliklar quyosh energiyasini o'zlashtira oladi. Shuning uchun K.A. Timiryazev ularning Yerdagi rolini kosmik deb atadi. Organik moddalarda saqlanadigan quyosh energiyasining bir qismi uzoq vaqt davomida saqlanishi mumkin. Ko'mir, torf, neft qadimgi geologik davrda yashil o'simliklar tomonidan yaratilgan va Quyosh energiyasini o'zlashtiradigan moddalardan hosil bo'ladi. Tabiiy yonuvchan materiallarni yoqish orqali odam million yillar oldin yashil o'simliklar tomonidan saqlangan energiyani chiqaradi.

Fotosintez (sinovlar)

1. Faqat organik moddalardan organik moddalar hosil qiluvchi organizmlar:

1. geterotroflar

2.avtotroflar

3.kemotroflar

4.miksotroflar

2. Fotosintezning yorug'lik bosqichida quyidagilar sodir bo'ladi:

1.ATP hosil bo'lishi

2.glyukoza hosil bo'lishi

3.karbonat angidridning emissiyasi

4. uglevodlarning hosil bo'lishi

3. Fotosintez jarayonida kislorod hosil bo'lib, bu jarayonda ajralib chiqadi:

1.oqsillar biosintezi

2.fotoliz

3.xlorofill molekulasining qo'zg'alishi

4.karbonat angidrid va suvni birlashtiradi

4. Fotosintez natijasida yorug'lik energiyasi quyidagilarga aylanadi:

1. issiqlik energiyasi

2.noorganik birikmalarning kimyoviy energiyasi

3. elektr energiyasi issiqlik energiyasi

4.organik birikmalarning kimyoviy energiyasi

5. Tirik organizmlarda anaeroblarda nafas olish jarayoni sodir bo'ladi:

1.kislorod oksidlanishi

2.fotosintez

3.fermentatsiya

4.kimyosintez

6. Hujayradagi uglevod oksidlanishining yakuniy mahsuloti:

1.ADP va suv

2.ammiak va karbonat angidrid

3.suv va karbonat angidrid

4.ammiak, karbonat angidrid va suv

7. Uglevodlar parchalanishining tayyorgarlik bosqichida gidroliz sodir bo'ladi:

1. tsellyulozadan glyukozagacha

2. oqsillarni aminokislotalarga

3.DNK dan nukleotidlarga

4.glitserin va karboksilik kislotalarga yog'

8. Fermentlar kislorodning oksidlanishini ta'minlaydi:

1.hazm qilish trakti va lizosomalar

2.sitoplazma

3.mitoxondriya

4.plastid

9. Glikoliz jarayonida 3 mol glyukoza ATP shaklida saqlanadi:

10. Hayvon hujayrasida ikki mol glyukoza to‘liq oksidlanishdan o‘tdi va karbonat angidrid ajralib chiqdi:

11. Xemosintez jarayonida organizmlar oksidlanish energiyasini aylantiradi:

1.oltingugurt birikmalari

2.organik birikmalar

3.kraxmal

12. Bir gen molekula haqidagi ma'lumotlarga mos keladi:

1.aminokislotalar

2.kraxmal

4.nukleotid

13.Genetik kod uchta nukleotiddan iborat bo'lib, bu shuni anglatadiki:

1. xos

2.ortiqcha

3.universal

4.tripleten

14. Genetik kodda bitta aminokislota 2-6 tripletga to'g'ri keladi, bu o'zini quyidagicha namoyon qiladi:

1.uzluksizlik

2.ortiqchalik

3. ko‘p qirralilik

4.o'ziga xoslik

15. Agar DNK ning nukleotid tarkibi ATT-CHC-TAT bo'lsa, i-RNKning nukleotid tarkibi:
1.TAA-TsGTs-UTA

2.UAA-GTG-AUA

3.UAA-CHTs-AUA

4.UAA-TsGTs-ATA

16. Protein sintezi o'z ribosomalarida sodir bo'lmaydi:

1.tamaki mozaikasi virusi

2. Drosophila

3.chumoli

4.Vibrio vabolar

17. Antibiotik:

1. himoya qiluvchi qon oqsili hisoblanadi

2.organizmda yangi oqsil sintez qiladi

3. zaiflashgan patogen hisoblanadi

4.patogenning oqsil sintezini bostiradi

18. DNK molekulasining replikatsiya sodir bo'ladigan bo'limida 30 000 ta nukleotid (ikkala zanjir) mavjud. Replikatsiya qilish uchun sizga kerak bo'ladi:

19. Bitta t-RNK necha xil aminokislotalarni tashishi mumkin?

1. doim bitta

2. har doim ikkita

3. har doim uchta

4.ba'zilari bitta, ba'zilari bir nechtasini tashishi mumkin.

20. Transkripsiya sodir bo'ladigan DNK bo'limi 153 ta nukleotidni o'z ichiga oladi: bu qism polipeptidni kodlaydi:

1,153 aminokislotalar

2,51 aminokislotalar

3,49 aminokislotalar

4,459 aminokislotalar

21. Fotosintez jarayonida kislorod hosil bo'ladi

1. fotosintetik suv

2. uglerod gazining parchalanishi

3. karbonat angidridning glyukozaga qaytarilishi

4. ATP sintezi

Fotosintez jarayonida sodir bo'ladi

1. uglevodlar sintezi va kislorodning ajralishi

2. suvning bug'lanishi va kislorodning so'rilishi

3. Gaz almashinuvi va lipid sintezi

4. karbonat angidrid va oqsil sintezining ajralib chiqishi

23. Fotosintezning engil bosqichida quyosh nuri energiyasi molekulalarni sintez qilish uchun sarflanadi.

1. lipidlar

2. oqsillar

3. nuklein kislota

24. Quyosh nuri energiyasi ta'sirida elektron molekulada yuqori energiya darajasiga ko'tariladi.

1. sincap

2. glyukoza

3. xlorofill

4. oqsil biosintezi

25. O'simlik hujayrasi, xuddi hayvon hujayrasi kabi, jarayonda energiya oladi. .

1. Organik moddalarning oksidlanishi

2. oqsil biosintezi

3. lipidlar sintezi

4. nuklein kislota sintezi

Fotosintez o'simlik hujayralarining xloroplastlarida sodir bo'ladi. Xloroplastlarda fotosintez jarayonida ishtirok etadigan va o'simliklarga yashil rang beradigan pigment xlorofil mavjud. Bundan kelib chiqadiki, fotosintez faqat o'simliklarning yashil qismlarida sodir bo'ladi.

Fotosintez - noorganik moddalardan organik moddalar hosil bo'lish jarayoni. Xususan, organik moddalar glyukoza, noorganik moddalar esa suv va karbonat angidriddir.

Fotosintez sodir bo'lishi uchun quyosh nuri ham muhimdir. Yorug'lik energiyasi organik moddalarning kimyoviy bog'larida saqlanadi. Bu fotosintezning asosiy nuqtasi: keyinchalik bu o'simlikni iste'mol qiladigan o'simlik yoki hayvonlarning hayotini ta'minlash uchun ishlatiladigan energiyani bog'lash. Organik moddalar faqat quyosh energiyasini saqlash shakli, usuli sifatida ishlaydi.

Hujayralarda fotosintez sodir bo'lganda, xloroplastlarda va ularning membranalarida turli reaktsiyalar sodir bo'ladi.

Ularning hammasi ham yorug'likka muhtoj emas. Shuning uchun fotosintezning ikki bosqichi mavjud: yorug'lik va qorong'i. Qorong'u faza yorug'likni talab qilmaydi va kechasi sodir bo'lishi mumkin.

Karbonat angidrid o'simlik yuzasi orqali havodan hujayralarga kiradi. Suv ildiz bo'ylab ildizlardan keladi.

Fotosintez jarayoni natijasida nafaqat organik moddalar, balki kislorod ham hosil bo'ladi. Kislorod o'simlik yuzasi orqali havoga chiqariladi.

Fotosintez natijasida hosil bo'lgan glyukoza boshqa hujayralarga o'tadi, kraxmalga aylanadi (saqlanadi) va hayotiy jarayonlar uchun ishlatiladi.

Ko'pchilik o'simliklarda fotosintez sodir bo'ladigan asosiy organ bargdir. Aynan barglarda fotosintetik to'qimalarni tashkil etuvchi ko'plab fotosintetik hujayralar mavjud.

Quyosh nurlari fotosintez uchun muhim bo'lganligi sababli, barglar odatda katta sirt maydoniga ega. Boshqacha aytganda, ular tekis va ingichka. Yorug'lik o'simliklarning barcha barglariga etib borishini ta'minlash uchun ular deyarli bir-biriga soya solmasligi uchun joylashtirilgan.

Shunday qilib, fotosintez jarayoni sodir bo'lishi uchun sizga kerak karbonat angidrid, suv va yorug'lik. Fotosintez mahsulotlari quyidagilardir organik moddalar (glyukoza) va kislorod. Fotosintez xloroplastlarda sodir bo'ladi, ular barglarda eng ko'p.

Fotosintez o'simliklarda (asosan barglarida) yorug'likda sodir bo'ladi. Bu glyukoza organik moddasi (qand turlaridan biri) karbonat angidrid va suvdan hosil bo'lgan jarayondir. Keyinchalik, hujayralardagi glyukoza yanada murakkab moddaga, kraxmalga aylanadi. Glyukoza ham, kraxmal ham uglevodlardir.

Fotosintez jarayoni nafaqat organik moddalarni hosil qiladi, balki qo'shimcha mahsulot sifatida kislorod ishlab chiqaradi.

Karbonat angidrid va suv noorganik moddalar, glyukoza va kraxmal esa organikdir.

Shuning uchun ham ko'pincha fotosintez - yorug'likda anorganik moddalardan organik moddalar hosil bo'lish jarayoni deb aytiladi. Faqat o'simliklar, ba'zi bir hujayrali eukariotlar va ba'zi bakteriyalar fotosintezga qodir. Hayvonlar va zamburug'lar hujayralarida bunday jarayon yo'q, shuning uchun ular atrof-muhitdan organik moddalarni o'zlashtirishga majbur. Shu munosabat bilan o'simliklar avtotroflar, hayvonlar va zamburug'lar esa geterotroflar deb ataladi.

O'simliklardagi fotosintez jarayoni yashil pigment xlorofillni o'z ichiga olgan xloroplastlarda sodir bo'ladi.

Shunday qilib, fotosintez sodir bo'lishi uchun sizga kerak bo'ladi:

xlorofill,

karbonat angidrid.

Fotosintez jarayonida quyidagilar hosil bo'ladi:

organik moddalar,

kislorod.

O'simliklar yorug'likni olish uchun moslashtirilgan. Ko'pgina otsu o'simliklarda barglar bir-biriga soya qilmaganda, barglar bazal rozet deb ataladigan joyda yig'iladi. Daraxtlar barg mozaikasi bilan ajralib turadi, unda barglar bir-biriga imkon qadar kamroq soya soladigan tarzda o'sadi. O'simliklarda barg barglari barg barglarining egilishi tufayli yorug'lik tomon burilishi mumkin. Bularning barchasi bilan faqat soyada o'sishi mumkin bo'lgan soyani sevuvchi o'simliklar mavjud.

Suvfotosintez uchunkeladibarglar ichigaildizlardanpoya bo'ylab. Shuning uchun o'simlik etarli darajada namlikni olishi muhimdir. Suv va ma'lum minerallarning etishmasligi bilan fotosintez jarayoni inhibe qilinadi.

Karbonat angidridfotosintez uchun olinadibevositayupqa havodanbarglari. Fotosintez jarayonida o'simlik tomonidan ishlab chiqarilgan kislorod, aksincha, havoga chiqariladi. Gaz almashinuvi hujayralararo bo'shliqlar (hujayralar orasidagi bo'shliqlar) tomonidan osonlashtiriladi.

Fotosintez jarayonida hosil bo'lgan organik moddalar qisman barglarning o'zida ishlatiladi, lekin asosan boshqa barcha organlarga oqib o'tadi va boshqa organik moddalarga aylanadi, energiya almashinuvida ishlatiladi va zahira oziq moddalariga aylanadi.

fotosintez

fotosintez- yorug'lik energiyasidan foydalangan holda organik moddalarni sintez qilish jarayoni. Noorganik birikmalardan organik moddalarni sintez qilishga qodir organizmlar avtotrof deyiladi. Fotosintez faqat avtotrof organizmlar hujayralariga xosdir. Geterotrof organizmlar noorganik birikmalardan organik moddalarni sintez qilishga qodir emas.
Yashil o'simliklarning hujayralari va ba'zi bakteriyalar quyosh nurlaridan energiya olish imkonini beruvchi maxsus tuzilmalar va kimyoviy moddalar komplekslariga ega.

Fotosintezda xloroplastlarning roli

O'simlik hujayralarida mikroskopik shakllanishlar - xloroplastlar mavjud. Bu energiya va yorug'lik so'rilib, ATP va boshqa molekulalarning energiyasiga - energiya tashuvchilarga aylanadigan organellalardir. Xloroplastlarning donasi tarkibida murakkab organik modda bo'lgan xlorofill mavjud. Xlorofil glyukoza va boshqa organik moddalarning biosintezida foydalanish uchun yorug'lik energiyasini oladi. Glyukoza sintezi uchun zarur bo'lgan fermentlar ham xloroplastlarda joylashgan.

Fotosintezning yorug'lik bosqichi

Xlorofill tomonidan yutilgan qizil yorug'lik kvanti elektronni qo'zg'atilgan holatga o'tkazadi. Yorug'lik bilan qo'zg'atilgan elektron katta energiya zaxirasini oladi, buning natijasida u yuqori energiya darajasiga o'tadi. Yorug'lik bilan qo'zg'atilgan elektronni balandlikka ko'tarilgan tosh bilan taqqoslash mumkin, u ham potentsial energiya oladi. U balandlikdan tushib, uni yo'qotadi. Qo'zg'algan elektron, xuddi bosqichma-bosqich, xloroplast ichiga o'rnatilgan murakkab organik birikmalar zanjiri bo'ylab harakatlanadi. Bir qadamdan ikkinchisiga o'tishda elektron energiyani yo'qotadi, bu ATP sintezi uchun ishlatiladi. Energiyani behuda sarflagan elektron xlorofillga qaytadi. Yorug'lik energiyasining yangi qismi xlorofill elektronini yana qo'zg'atadi. U yana o'sha yo'ldan boradi, energiyani ATP molekulalarini shakllantirishga sarflaydi.
Energiya tashuvchi molekulalarni tiklash uchun zarur bo'lgan vodorod ionlari va elektronlar suv molekulalarining bo'linishi natijasida hosil bo'ladi. Xloroplastlarda suv molekulalarining parchalanishi yorug'lik ta'sirida maxsus oqsil tomonidan amalga oshiriladi. Bu jarayon deyiladi suvning fotolizi.
Shunday qilib, quyosh nuri energiyasidan o'simlik hujayralari to'g'ridan-to'g'ri quyidagi maqsadlarda foydalanadi:
1. energiyasi ATP va boshqa energiya tashuvchi molekulalarni hosil qilishga sarflanadigan xlorofill elektronlarini qo'zg'atish;
2. suvning fotolizi, fotosintezning yorug'lik bosqichiga vodorod ionlari va elektronlarni etkazib berish.
Bu fotoliz reaktsiyalarining qo'shimcha mahsuloti sifatida kislorodni chiqaradi.

Yorug'lik energiyasi tufayli energiyaga boy birikmalar hosil bo'ladigan bosqich - ATP va energiya tashuvchi molekulalar, chaqirdi fotosintezning yorug'lik bosqichi.

Fotosintezning qorong'u bosqichi

Xloroplastlarda beshta uglerodli shakar mavjud, ulardan biri ribuloza difosfat, karbonat angidrid qabul qiluvchi hisoblanadi. Maxsus ferment besh uglerodli shakarni havodagi karbonat angidrid bilan bog'laydi. Bunday holda, ATP va boshqa energiya tashuvchi molekulalarning energiyasidan foydalanib, olti uglerodli glyukoza molekulasiga qaytariladigan birikmalar hosil bo'ladi.

Shunday qilib, yorug'lik fazasida ATP va boshqa energiya tashuvchi molekulalarning energiyasiga aylantirilgan yorug'lik energiyasi glyukoza sintezi uchun ishlatiladi.

Bu jarayonlar qorong'uda sodir bo'lishi mumkin.
O'simlik hujayralaridan xloroplastlarni ajratib olish mumkin edi, ular probirkada yorug'lik ta'sirida fotosintezni amalga oshirdi - ular yangi glyukoza molekulalarini hosil qildilar va karbonat angidridni o'zlashtirdilar. Agar xloroplastlarning yoritilishi to'xtatilsa, glyukoza sintezi ham to'xtaydi. Biroq, agar xloroplastlarga ATP va kamaytirilgan energiya tashuvchi molekulalar qo'shilsa, glyukoza sintezi qayta tiklanadi va qorong'uda davom etishi mumkin edi. Bu shuni anglatadiki, yorug'lik faqat ATP sintezi va energiya tashuvchi molekulalarni zaryad qilish uchun kerak. O'simliklarda karbonat angidridning so'rilishi va glyukoza hosil bo'lishi chaqirdi fotosintezning qorong'u bosqichi chunki u qorong'uda yura oladi.
Kuchli yorug'lik va havodagi karbonat angidrid miqdori ortishi fotosintez faolligini oshiradi.

Biologiya bo'yicha boshqa eslatmalar

Yana qiziqarli maqolalar: