Bog 'ishlari

Fotosintez jarayoni: bolalar uchun qisqacha va aniq

Fotosintezning nur bosqichida ATP va NADP · H sintezlanadi.2 nurli energiya tufayli. Bu sodir bo'ladi Chloroplast thylakoids haqidabu erda pigmentlar va fermentlar elektronlar va qisman vodorod protonlari ko'chiradigan elektrokimyoviy aylanishlarning ishlashi uchun murakkab komplekslarni hosil qiladi.

Natijada elektronlar NADP koenzimida yakunlanadi, bu esa salbiy zaryadga ega bo'lib, protonlarning bir qismini o'ziga jalb qiladi va NADPHga aylanadi2. Bundan tashqari, thylakoid membrananing bir tomonida protonlarning va elektronning boshqa qismidagi birikmalar elektrokimyoviy gradient hosil qiladi, uning potentsiali ADP va fosfor kislotasidan ATPni sintez qilish uchun ATP sintetaz enzim tomonidan qo'llaniladi.

Fotosintezning asosiy pigmentlari turli xil xlorofillalardir. Ularning molekulalari aniq, qisman turli nur spektrlarining nurlanishini ushlaydi. Shu bilan birga, ba'zi xlorofill molekulalarining elektronlari yuqori energiya darajasiga o'tadi. Bu beqaror holat, va nazariy jihatdan, elektronlar bir xil radiatsiya orqali kosmosga tashqi energiyadan olingan energiyani avvalgi darajaga qaytarish kerak. Biroq, fotosintezlash hujayralari ichida qo'zg'allangan elektronlar qabul qiluvchilar tomonidan ushlanib qolinadi va ularning energiyasini asta-sekin pasayishi bilan tashuvchi zanjir bo'ylab uzatiladi.

Thylakoid membranalarida nurga duchor bo'lgan elektronlarni chiqaradigan ikki turdagi fotosistemalar mavjud. Fotosintezlar asosan xlorofil pigmentlarining reaktsiya markaziga ega bo'lgan kompleks majmuadan iborat bo'lib, elektronlar buzilib ketadi. Fotosistemada quyosh nurlari ko'plab molekulalarni ushlaydi, ammo barcha energiya reaktsiya markazida yig'iladi.

Tizim zanjiri orqali o'tadigan fotosistemaning I elektronlari NADPHni kamaytiradi.

ATPni sintez qilish uchun fotosistemadan II elektrondan ajratilgan energiya ishlatiladi. Va fotosistemadagi II elektronlari fotosistemaning elektron teshiklarini to'ldirishadi.

Ikkinchi fotosistemaning teshiklari natijasida hosil bo'lgan elektronlar to'ldiriladi suvni fotolizlash. Photolysis ham nur ishtirokida yuzaga keladi va H ning parchalanishi hisoblanadi2U protonlarga, elektronlarga va kislorodga. Bu erkin kislorod hosil bo'lgan suvning fotolizatsiyasi natijasidir. Protonlar elektrokimyoviy gradient va NADPHning kamaytirilishiga jalb qilingan. Elektronlar xlorofil fotosistemasi II ni oladi.

Fotosintezning nur fazasining taxminiy umumiy tenglamasi:

H2O + NADF + 2ADF + 2F → ½O2 + NADF · H2 + 2ATP

Elektron elektron transport

Yuqorida aytilgan so'z fotosintezning tsiklik emas nurli fazasi. Yana bor NADP qutqarish sodir bo'lmaganda, davriy elektron transport. Bunday holda, men fotosistemadagi elektronlar ATP ning sintezi o'tkaziladigan zanjiriga o'tmoqdaman. Ya'ni, bu elektron transport zanjiri II emas, balki, fotosistemadan elektron oladi. Birinchi fotosistema tsiklni amalga oshirishga o'xshaydi: uni qaytaradigan elektronlar unga qaytariladi. Yo'lda, ular ATP sinteziga energiya qismini sarflashadi.

Fotofosforillanish va oksidlovchi fosforillanish

Fotosintezning engil fazasi mitokondriyal kristada yuzaga chiqadigan hujayrali nafas olish davri - oksidativ fosforillanish bilan solishtirish mumkin. ATP ham elektronlar va protonlarni tashuvchi zanjir bo'ylab uzatish yo'li bilan sintezlanadi. Biroq, fotosintez holatida energiya ATPda hujayraning ehtiyojlari uchun emas, balki fotosintezning qorong'u faza ehtiyojlari uchun saqlanadi. Agar nafas olganda, organik moddalar energiyaning asosiy manbai bo'lsa, fotosintez paytida - quyosh nuri. Fotosintez paytida ATP sintezi deyiladi fotofosforilashoksidlovchi fosforlanish emas, balki.

Fotosintezning qorong'u bosqichi

Fotosintezning quyuq bosqichi birinchi marta Calvin, Benson, Bassam tomonidan batafsil o'rganildi. Ular tomonidan ochilgan reaktsiyalar tsikli, keyinchalik Calvin aylanishi yoki C deb ataladi3- fotosintez. O'simliklarning ayrim guruhlari modifikatsiyalangan fotosintez yo'llariga egadir - C.4Hatch-Slack aylanishiga ham deyiladi.

Fotosintezning qorong'ilik reaksiyalarida CO birikadi.2. Qorong'i o'zgarishlar xloroplastning stromasida davom etadi.

CO qayta tiklash2 ATP energiyasidan va NADF · H kuchaytiruvchi kuchidan kelib chiqadi2nur reaktsiyalarida hosil bo'ladi. U holda ular uglerod belgilanmaydi. Shu sababli, qorong'u o'zgarishlar nurga bevosita bog'liq bo'lmasa-da, odatda yorug'likda davom etadi.

Kalvin sikli

Qorong'i fazaning birinchi reaktsiyasi CO ning qo'shilishi hisoblanadi2 (karboksilasyone) 1,5-ribulezobifosfatiyaga (ribuloza-1,5-difosfat) – Ribf. Bu ikkilamchi fosforli ribozdir. Ushbu reaktsiya ferment ribuloza-1,5-difosfat karboksilaz tomonidan katalizlanadi, rubisko.

Karboksillanish natijasida gidroliz natijasida ikkita uch karbonli molekula bo'lib parchalanadigan beqaror oltita uglevodli birikma hosil bo'ladi. fosfogliser kislotasi (PGA) - fotosintezning birinchi mahsuloti. PGA-ga fosfogliserat deyiladi.

PGA uchta uglerod atomiga ega, ulardan biri kislota karboksil guruhining bir qismi (-COOH):

PGC uchta uglerod shakarini (glyceraldehyde fosfat) triosfosfat (TF)allaqachon aldegid guruhini (-CHO) o'z ichiga oladi:

FGK (3-kislota) → TF (3-shakar)

ATP energiyasi va NADP · H ning kamaytiruvchi kuchi bu reaktsiyaga sarflanadi.2. TF fotosintezning birinchi karbongidratidir.

Shundan so'ng trios fosfatning katta qismi ribulozobifosfat (ReBP) ning yangilanishi uchun sarflanadi, bu esa yana CO2. Rejeneratsiya 3 dan 7 gacha uglerod atomiga ega shakar fosfatlarini o'z ichiga olgan ATP bilan bog'liq reaktsiyalarni o'z ichiga oladi.

Bunday RibF siklida va Kalvin davri.

Kalvin siklusidan hosil bo'lgan TFning kichik qismi keladi. 6 ta bog'liq karbonat angidrid molekulalari jihatidan rentabellik 2 ta triososfat molekulasini tashkil etadi. Kirish va chiqish mahsulotlari bilan jami sikl javob:

Shu bilan birga, 6 RIB molekulasi ulashishda qatnashadi va 12 ta PGA molekulasi hosil bo'lib, ular 12 ta TFga aylanadi, ulardan 10 ta molekula tsiklda qoladi va 6 RIB molekulasiga aylanadi. TF uch karbonli shakar, RibBP esa besh karbonli bo'lgani uchun, uglerod atomlariga nisbatan: 10 * 3 = 6 * 5. Tsiklni ta'minlaydigan uglerod atomlarining soni o'zgarmaydi, barcha zarur RibF yangilanadi. Va tsiklga kirgan oltita karbonat angidrid molekulasi tsiklni tark etadigan ikkita triosfosfat molekulalarining shakllanishiga sarflanadi.

6 ta cheklangan CO molekulasiga nisbatan Calvin siklida2 18 ATP molekulasi va 12 NADP · H molekulasi iste'mol qilinadi2, fotosintezning nur fazasining reaksiyalarida sintez qilingan.

Hisoblash triososfat aylanishini qoldiradigan ikkita molekula bo'yicha amalga oshiriladi, chunki keyinchalik hosil qilingan glyukoza molekulasi 6 ta uglerod atomiga ega.

Triosefosfat (TF) Calvin tsiklining yakuniy mahsuloti, ammo fotosintezning yakuniy mahsuloti deyish qiyin, chunki u deyarli to'planmaydi va boshqa moddalar bilan reaksiyaga kirib, glyukoza, sukroz, kraxmal, yog'lar, yog 'kislotalari, aminokislotalarga aylanadi. TF bilan bir qatorda FGK muhim rol o'ynaydi. Ammo, bunday reaktsiyalar fotosentetik organizmlarda emas, balki faqat. Ushbu jihatdan fotosintezning qorong'u bosqichi Calvin aylanishi bilan bir xil.

PGCler, olti karbonli shakarni fermentatik kataliz orqali ishlab chiqaradi. fruktoza 6-fosfatqaysi biriga aylanadi glyukoza. O'simliklardagi glyukoza kraxmal va tsellyuloza ichiga polimerizatsiya qilish mumkin. Uglevodlarni sintezi teskari glikoliz jarayoniga o'xshaydi.

O'simliklar uchun yana nima muhim?

Odamlar kabi, o'simliklar ham sog'lig'ini saqlab qolish, o'sishi va hayotiy vazifalarini yaxshi bajarishi uchun oziqa moddalariga muhtoj. Ular ildizlar orqali tuproqdan suvda erigan minerallarni oladi. Agar tuproqda mineral moddalar yo'q bo'lsa, o'simlik normal rivojlanmaydi. Fermerlar ekinlarni yetishtirish uchun etarli miqdorda oziq moddalari bo'lishi uchun ko'pincha tuproqni tekshirishadi. Aks holda, oziq-ovqat va o'simliklarning o'sishi uchun asosiy minerallarni o'z ichiga olgan o'g'itlardan foydalanishga murojaat qiling.

Nima uchun fotosintez juda muhim?

Fotosintezni bolalar uchun qisqacha va tushunarli qilib tushuntirish kerak, bu jarayon dunyodagi eng muhim kimyoviy reaktsiyalardan biridir. Bu kabi baland ovozda gapning sabablari nimada? Birinchidan, fotosintez o'simliklar bilan oziqlanadi, bu o'z navbatida sayyoradagi barcha jonli jonzotlarni, shu jumladan hayvonlar va odamlarni boqadigan o'simliklardir. Ikkinchidan, fotosintez natijasida nafas olish uchun zarur bo'lgan kislorod atmosferaga chiqariladi. Barcha tirik mavjudotlar kislorod bilan nafas oladi va karbonat angidridni chiqaradi. Yaxshiyamki, o'simliklar aksincha, ular inson va hayvonlar uchun juda muhim, chunki ular nafas olish imkoniyatini beradi.

Ajoyib jarayon

O'simliklar, chiqadi, qanday nafas olishni ham biladi, lekin odamlar va hayvonlardan farqli o'laroq, ular havodan kislorod o'rniga karbonat angidridni so'raydilar. O'simliklar ham ichishadi. Shuning uchun siz ularni sug'ormoqchisiz, aks holda ular o'lishlari kerak. Ildiz tizimining yordami bilan suv va oziq moddalar o'simlik tanasining barcha qismlariga ko'chiriladi va barglardagi kichik teshiklar orqali karbonat angidrid emirilishi sodir bo'ladi. Kimyoviy reaktsiyani tetiklash uchun tetik - quyosh nuri. Olingan barcha metabolik mahsulotlar o'simliklar tomonidan oziqlanish uchun ishlatiladi, kislorod atmosferaga chiqariladi. Fotosintez jarayoni qanday davom etayotganini qisqacha va aniq bayon qilishingiz mumkin.

Fotosintez: fotosintezning engil va qorong'i bosqichlari

Ushbu jarayon ikki asosiy qismdan iborat. Fotosintezning ikki bosqichi mavjud (ta'rif va jadval - bundan keyin). Birinchisi nur fazasi deb ataladi. U faqat xlorofill, elektron transfer proteynlari va ATP sintetaz enzim ishtirokida thylakoids membranalarida nur mavjud bo'lganda paydo bo'ladi. Fotosintezni boshqa nima yashiradi? Fotosintezning yorug'lik va quyuq bosqichlari kunduz va kechqurun bir-birlari bilan almashtiriladi (Calvin davrlari). Qorong'u bosqichda, xuddi shu glyukoza ishlab chiqarish, o'simliklar uchun oziq-ovqat. Bu jarayonga nur-mustaqil reaktsiya ham deyiladi.

1. Xloroplastlarda yuzaga keladigan reaktsiyalar faqat yorug'lik mavjudligida mumkin. Ushbu reaktsiyalarda nur energiyasi kimyoviy energiyaga aylanadi

2. Xlorofil va boshqa pigmentlar quyosh nuridan energiyani so'radi. Ushbu energiya fotosintez uchun mas'ul bo'lgan fotosistemalarga uzatiladi.

3. Suv elektron va vodorod ionlari uchun ishlatiladi va kislorod ishlab chiqarishda ham ishtirok etadi.

4. Elektronlar va vodorod ionlari fotosintezning navbatdagi bosqichida zarur bo'lgan ATP (energiya saqlash molekulasi) ni yaratish uchun ishlatiladi.

1. Nur siklining reaktsiyasi xloroplastlarning stromasida yuz beradi.

2. ATP dan karbon dioksid va energiya glyukoza sifatida ishlatiladi.

Xulosa

Yuqoridagilardan, quyidagi xulosalar chiqarilishi mumkin:

  • Fotosintez - bu quyosh energiyasidan foydalanish imkonini beruvchi jarayon.
  • Quyosh nurlari xlorofil tomonidan kimyoviy energiyaga aylanadi.
  • Xlorofil o'simliklarga yashil rang beradi.
  • Fotosintez o'simlik bargi hujayralarining xloroplastlarida uchraydi.
  • Fotosintez uchun karbon dioksidi va suvga ehtiyoj bor.
  • Uglerod dioksidi o'simlikka kichkina teshiklar, kislorod chiqadigan stomalar orqali kiradi.
  • Suv uning ildizlari bilan o'simlikka singib ketadi.
  • Dunyoda fotosintezsiz oziq-ovqat bo'lmaydi.

Fotosintez ta'rifi

Fotosintez - bu o'simliklar, ba'zi bakteriyalar va suv o'tlari karbonat angidrid va suvdan glyukoza va kislorod ishlab chiqaradigan kimyoviy jarayon.

Bu jarayon Erdagi hayot uchun juda muhimdir, chunki uning yordamida kislorod chiqariladi va bu butun hayotga bog'liq bo'ladi.

Nima uchun o'simliklar glyukoza (oziq-ovqat) kerak?

Odamlar va boshqa tirik mavjudotlar singari, o'simliklar o'z hayotlarini saqlab qolish uchun ovqatlanishni ham talab qiladi. O'simliklar uchun glyukoza qiymati quyidagicha:

  • Fotosintezdan olingan glyukoza nafas olish jarayonida o'simlik tomonidan zarur bo'lgan energiyani boshqa hayotiy jarayonlarga chiqarish uchun ishlatiladi.
  • O'simliklar xujayralari glyukozaning bir qismini kraxmalga aylantiradilar, bu esa kerak bo'lganda ishlatiladi. Shuning uchun o'lik o'simliklar biomassa sifatida ishlatiladi, chunki ular kimyoviy energiyani saqlaydi.
  • Glyukoza o'simliklar va boshqa muhim jarayonlarga zarur bo'lgan oqsillar, yog'lar va o'simlik shakar kabi boshqa kimyoviy moddalarni ishlab chiqarish uchun ham kerak.

Barglarning tashqi tuzilishi

O'simliklar eng muhim xususiyatlaridan biri barglarning katta sirt maydoni. Ko'p yashil o'simliklar fotosintez uchun zarur bo'lgan darajada quyosh energiyasini (quyosh nurini) tortib olishga qodir bo'lgan keng, tekis va ochiq barglarga ega.

  • Markaziy tomir va bo'g'ma

Markaziy tomir va bo'g'ma bilan birlashtirilgan va bargning asosidir. Stalk, bargni iloji boricha ko'proq yoritadigan tarzda joylashtiradi.

  • Yaproq pichoq

Oddiy barglar bir barg plastinka va murakkab - bir necha bor. Yaproq pichoq - fotosintez jarayonida bevosita ishtirok etadigan qatlamning eng muhim tarkibiy qismlaridan biri.

Barglardagi tomirlar tarmog'i barglarning barglaridan suv olib keladi. Ajratilgan glyukoza shuningdek o'simlikning tomirlardan barglaridan boshqa qismlarga yuboriladi. Bundan tashqari, qog'ozning bu qismlari quyosh nuri tushirish uchun tekis plastinkani ushlab turadi. Tomirlarning joylashishi (venatsiya) o'simlik turiga bog'liq.

  • Asosiy varaq

Bargning pastki qismini uning pastki qismidan iborat, u ildiz bilan biriktiriladi. Ko'pincha, bargning tagida bir juft naycha bo'ladi.

O'simliklar turiga qarab, barg tomoni turli shakllarga ega bo'lishi mumkin, jumladan: butun, serrated, serrate, chizilgan, noto'g'ri va hokazo.

  • Leaf top

Barg tomoni singari, uchi turli shakllarda bo'lishi mumkin: ular o'tkir, yumaloq, ochilgan, cho'zilgan, chizilgan va h.k.

Barglarning ichki tuzilishi

Quyida barg to'qimalarining ichki strukturasining yaqin diagrammasi berilgan:

Katikul o'simlikning yuzasida asosiy himoya qatlami hisoblanadi. Odatda, qog'ozning yuqori qismida qalinroq bo'ladi. Katikulani o'simlikni suvdan himoya qiluvchi asal mumiga o'xshash modda bilan qoplangan.

Epidermis - bargning ingichka to'qimasi bo'lgan hujayralar qatlami. Asosiy vazifasi barg ichki to'qimalarini dehidratsiyadan, mexanik shikastlanishdan va infektsiyalardan himoya qilishdir. Shuningdek, u gaz almashish va transpiratsiya jarayonini tartibga soladi.

Mezofil asosiy o'simlik to'qimasidir. Mana fotosintez jarayoni. Ko'pchilik o'simliklarda mezofil ikki qatlamga bo'linadi: ustki palisad va pastki qismi süngülüdür.

  • Himoya xujayralari

Himoya xujayralari gaz almashinuvini boshqarish uchun ishlatiladigan barg epidermisidagi ixtisoslashgan hujayralardir. Ular stomata uchun himoya vazifasini bajaradilar. Suv bo'sh bo'lsa, stomatal ko'zlar katta bo'ladi, aks holda himoya hujayralari sustlashadi.

Fotosintez uglerod dioksidini (CO2) havodan me'daning mesofil to'qimasiga kiritilishiga bog'liq. Fotosintezning yon mahsuloti sifatida olingan kislorod (O2) o'simlikni stomadan chiqaradi. Stomata ochiq bo'lganda, bug'lanish natijasida suv yo'qoladi va ildizlar tomonidan so'rilgan suv bilan transpiratsiya oqimi orqali to'ldirish kerak. O'simliklar havo orqali so'rilgan CO2 miqdori va stomatal ko'zlar orqali suv yo'qotilishi muvozanatini saqlashga majbur.

Ekspert tomonidan tasdiqlangan

Faza (engil)

1. Qaerda bo'ladi?

Fotosintezning engil fazasi granal thilakoidlarda uchraydi.

2. Ushbu bosqichda yuzaga keladigan jarayonlar

Xlorofil oksidlanishining yorug'lik energiyasidan kelib chiqadi. Qutqarish vodoroddan olingan suvning elektronlar hisobidan sodir bo'ladi. Thylakoid membrananing ichki va tashqi tomonlari orasida potensial farq hosil bo'ladi va ATP sintetazidan foydalanib, NADP NADPH2 ga kamayadi (nikotamoidi adenin dinukleotid fosfat kamaytirilgan shakli)

3. Jarayon natijalari

- chiqarilgan suvni (dekompozitsiya) fotolizasi

- yorug'lik energiyasi ATP va NADP * H2 kimyoviy birikmalarining energiyasiga aylanadi

Faza (quyuq)

1. Qaerda bo'ladi?

Fotosintezning qorong'u bosqichi xloroplastning stromasida uchraydi.

2. Ushbu bosqichda yuzaga keladigan jarayonlar

CO2 (karbon dioksid) birikmasini mavjud.

Kalvin siklidagi reaktsiyalarda ATP tufayli CO2 kamayadi va yorug'lik fazasida hosil bo'lgan NADP * H2 (nikotamid adenin dinukleotid fosfat kamaytirilgan shakl) kamayadi.

Fotosintez tushunchasi, fotosintezning nur bosqichida qaerda va nima sodir bo'ladi

Fotosintez - fotosintez bo'yoqlari ishtirokida organik moddalarning kimyoviy birikmalarini energiyasiga nur energiyasini shakllantirish jarayonlar majmuasi.

Bunday ovqatlanish o'simliklarga, prokaryotlarga va bir necha hujayrali eukaryot turlariga xosdir.

Tabiiy sintezda uglerod va suv nur bilan o'zaro aloqada glyukoza va erkin kislorodga aylanadi:

6CO2 + 6H2O + yorug'lik energiyasi → C6H12O6 + 6O2

Современная физиология растений под понятием фотосинтеза понимает фотоавтотрофную функцию, которая является совокупностью процессов поглощения, превращения и применения квантов световой энергии в разных несамопроизвольных реакциях, включая преобразование углекислого газа в органику.

Фотосинтез у растений происходит в листьях через хлоропласты - plastidlar sinfiga tegishli bo'lgan yarim-avtonom ikki membranani organellari. Yaproq plitalarining tekis shakli bilan yuqori sifatli assimilyatsiya va yorug'lik energiyasidan va karbonat angidriddan to'liq foydalanish ta'minlanadi. Tabiiy sintez uchun zarur bo'lgan suv ildizlardan suv o'tkazuvchi mato orqali keladi. Gaz almashinuvi stomata orqali va qisman massiv orqali tarqaladi.

Xloroplastlar rangsiz bir stroma bilan to'ldirilgan va lamellar bilan ishlangan, ular bir-biri bilan birikganda thylakoids hosil qiladi. Ularning fotosintezi sodir bo'lmoqda. Tsyanobakteriyalar xloroplastlardir, shuning uchun ularni tabiiy sintez qilish uchun apparatlar alohida organelga ajralmaydi.

Fotosintez davom etmoqda pigmentlar ishtirokidaKlorofillalar ko'p uchraydi. Ba'zi organizmlarda boshqa pigment mavjud - karotenoid yoki fikobilin. Prokaryotlarda bakteriyohlorofil pigment mavjud va bu organizmlar tabiiy sintez oxirida kislorod chiqarmaydi.

Fotosintez ikki bosqichdan iborat - engil va qorong'i. Ularning har biri o'ziga xos reaktsiyalar va o'zaro ta'sirlar bilan ajralib turadi. Fotosintez bosqichlari jarayonini batafsil ko'rib chiqaylik.

Fotosintezning birinchi bosqichi yuqori energiyali mahsulotlarning ATP, hujayra energiyasi manbai va NADP, reducing agenti shakllanishi bilan tavsiflanadi. Bosqichning oxirida kislorod yon mahsulot sifatida ishlab chiqariladi. Yorug'lik bosqichi quyosh nurlari bilan muttasil ravishda amalga oshiriladi.

Fotosintez jarayoni elektron transfer proteynlari, ATP sintetaz va xlorofil (yoki boshqa pigmentlar) ishtirokida thylakoids membranalarida davom etadi.

Elektronlar va qisman vodorod protonlarining o'tkazilishi natijasida paydo bo'ladigan elektrokimyoviy zanjirlarning ishlashi pigmentlar va fermentlar hosil bo'lgan murakkab komplekslarda hosil bo'ladi.

Nur fazasi jarayonining tavsifi:

  1. Quyosh nurlari o'simlik organizmlarining barg plitalarini urganida, plastinka strukturasida xlorofil elektronlari xiralashadi,
  2. Faol holatda zarralar pigment molekulasidan chiqadi va tsilokoidning tashqi tomoniga tushadi, bu esa salbiy ta'sir ko'rsatadi. Bu xlorofill molekulalarining oksidlanish va keyingi qisqarishi bilan bir vaqtda sodir bo'ladi, ular keyingi elektronlarni yaproqlarga kirgan suvdan oladi.
  3. Keyinchalik, elektronlarni ehson qilgan va OH reaktsiyalariga aylantiradigan, reaktsiyalarda ishtirok etadigan va bundan keyin ham,
  4. Keyin ushbu radikallar suv molekulalarini va atmosferaga kiradigan erkin kislorodni hosil qilish uchun birlashadilar,
  5. Thylakoid membranasi, bir tomondan, vodorod ioni tufayli ijobiy zaryadga ega bo'ladi, ikkinchidan esa elektronlar orqali salbiy zaryadga ega bo'ladi,
  6. Membrananing yonlarida 200 mVt farqli protonlar ATP sintetazasidan o'tib, ADPni ATPga (fosforillash jarayoniga) aylantirishga olib keladi,
  7. Suvdan chiqarilgan atomik vodorod bilan NADP + NADPH2 ga kamayadi,

Reaksiya jarayonida erkin kislorod atmosferaga chiqarilganda, ATP va NADPH2 tabiiy sintezning qorong'u fazasiga ishtirok etadi.

Ushbu bosqich uchun majburiy komponent - uglerod dioksidi.qaysi o'simliklar barglar ichidagi stomadan doimo tashqi muhitdan so'riladi. Qorong'i o'zgarishlar jarayoni xloroplastning stromasida sodir bo'ladi. Ushbu bosqichda quyosh energiyasidan ko'p narsa talab qilinmaydi va yorug'lik bosqichida ATP va NADPH2 etarlicha olinadi, organizmdagi reaksiyalar ham kunduzi ham, kechasi ham davom etishi mumkin. Ushbu bosqichdagi jarayonlar oldingi ko'rsatkichdan tezroq sodir bo'ladi.

Qorong'ich fazada yuz beradigan barcha jarayonlarning jamiyati karbonat angidridni tashqi muhitdan ketma-ket o'zgarishlarning bir zanjiri sifatida ifodalanadi:

  1. Ushbu zanjirdagi birinchi reaktsiya karbonat angidridni biriktirish hisoblanadi. RibBP-karboksilaz enzimining mavjudligi reaktsiyaning tez va ravon davomiyligini ta'minlaydi, natijada u 2-fosfogliser kislotasi molekulalariga aylanadi,
  2. Keyin juda murakkab tsikllar, shu jumladan, ma'lum reaktsiyalar soni, fosfogliser kislotasi tabiiy shakar, glyukozaga aylantirilgandan so'ng amalga oshiriladi. Ushbu jarayon Calvin aylanishi deb ataladi,

Shakar bilan birga yog 'kislotalari, aminokislotalar, glitserin va nukleotidlarning hosil bo'lishi ham paydo bo'ladi.

Fotosintezning mohiyati

Tabiiy sintezning yorug'lik va qorong'u fazalarini taqqoslash jadvalidan ularning har birining mohiyatini qisqacha ta'riflash mumkin. Yorug'lik bosqichi nurlarning energiyasini reaktsiyalarda majburiy ravishda qo'shish bilan xlor donalarida uchraydi. Reaktsiyalarda elektron transportirovka qiluvchi oqsillar, ATP sintetaz va xlorofil singari komponentlar mavjud bo'lib, ular suv bilan o'zaro aloqada erkin kislorod, ATP va NADPH2 hosil qiladi. Kloroplastning stromasida yuzaga keladigan qorong'u o'zgarishlar uchun quyosh nurlari kerak emas. ATP va NADPH2 oxirgi bosqichda, karbonat angidrid bilan ta'sir o'tkazganda, tabiiy shakarni (glyukoza) hosil qiladi.

Yuqorida aytib o'tilganidek, fotosintez juda murakkab va ko'p bosqichli fenomen bo'lib, turli moddalarni o'z ichiga olgan reaksiyalar. Tabiiy sintez natijasida tirik organizmlarning nafas olishlari va ultrabinafsha nurlanishidan ozon qatlami shakllanishi orqali ularni himoya qilish uchun zarur bo'lgan kislorod olinadi.

Surat nafasi

Fototerapiya:
1 - xloroplast, 2 - peroksisom, 3 - mitoxondriya.

Bu kislorod va karbonat angidridning nurga bog'liqligi. O'tgan asrning boshlarida kislorod fotosintezni bostirganligi aniqlandi. Ma'lum bo'lishicha, RibB-karboksilaz uchun substrat nafaqat karbon dioksidi, balki kislorod ham bo'lishi mumkin:

Oh2 + RibP → fosfoglikolat (2C) + PGA (3C).

Enzimga ribf-oksigenaz deyiladi. Kislorod - bu karbonat angidrid fiziologik inhibitori. Fosfat guruhi ajralib chiqadi va fosfoglikolat glikolata aylanadi, o'simlik uni tashlaydi. U glitsinga oksidlanadigan peroksisomalarga kiradi. Glitsin mitokondriyani ichiga kiradi, bu erda u salqinlash uchun oksidlanadi va CO tarkibida allaqachon belgilangan uglerodni yo'qotadi.2. Natijada, ikki molekula glycolate (2C + 2C) bir PGA (3C) va CO2. Photorespiration hosilasining pasayishiga olib keladi330-40% gacha plyuslar (Bilan3-plantlar - S tomonidan ifodalangan o'simliklar3- fotosintez).

C4 fotosintezi

Bilan4- fotosintez - fotosintez, birinchi mahsulot to'rt karbonli (C4) ulanishlar. 1965 yilda ayrim o'simliklarda (shakar, qo'ng'iz, jo'xori, tilla) fotosintezning birinchi mahsulotlari to'rtta uglerod kislotasi bo'lganligi aniqlandi. Bunday o'simliklar chaqiriladi Bilan4-plantlar. 1966 yilda Avstraliya olimlari Hatch va Slack bularni ko'rsatdi4- o'simliklar deyarli fototerapiya qila olmaydi va ular karbonat angidridni ancha samarali emiradilar. Ugacha uglerod yo'lini4-plantlar chaqirila boshlandi Hatch-Slack tomonidan.

C uchun4bargning maxsus anatomik tuzilishi bilan ajralib turadi. Barcha Supero'tkazuvchilar chiziqlar ikki qavatli hujayra qatlami bilan o'ralgan: tashqi - mesofil xujayralari, ichki - qoplamali hujayralar. Karbon dioksidi mezofil hujayralari sitoplazmasida aniqlanadi, akseptor hisoblanadi fosfenolpiruvat (PEP, 3C), PEP karboksillanishi natijasida oksaloasetat (4C) hosil bo'ladi. Jarayon katalizlanadi PEP karboksilaz. RibB-karboksilaza farqli o'laroq, FEP-karboksilaz CO uchun yuqori ta'sirga ega.2 va, eng muhimi, O bilan ta'sir qilmaydi2. Mezofil xloroplastalarda ko'p miqdordagi grana bor, bu erda nur fazasi reaktsiyalari faol bo'ladi. Hujayra plitalarining xloroplastlarida qorong'i fazaning reaksiyalari paydo bo'ladi.

Oxaloasetat (4C) plastmasma orqali qopqoq hujayralariga ko'chiriladigan malatga aylanadi. Bu erda dekarboxillatsiyalangan va pyruvat, CO hosil qilish uchun suvsizlanadi2 va NADP · N2.

Pyruvat mezofil hujayralariga qaytadi va PEPdagi ATP energiyasi hisobiga qayta tiklanadi. BILAN2 PGA shakllanishi bilan yana qattiq RibB-karboksilaza kiritildi. FEPni qayta tiklash ATP energiyasini talab qiladi, shuning uchun C ga nisbatan deyarli ikki barobar ko'proq energiya talab etiladi3- fotosintez.

Qurilish uyi4-plantlar:
1 - tashqi qatlam - mesofil xujayralari, 2 - ichki qatlamga qarama - qarshi hujayralar, 3 - kranz - anatomiya, 4 -, 5 - kloroplastlar, 4 - ko'p tomonlama, kichik kraxmal, 5 - ko'p tomonlama, ko'plab kraxmal.

Bilan4- fotosintez:
1, bir mesofil xujayrasi, 2, bir harakatlanuvchi nur kirib, bir hujayra.

Fotosintez uchun zarur bo'lgan shartlar

Quyida o'simliklar fotosintez jarayonini amalga oshirish uchun zarur bo'lgan shartlar:

  • Karbon dioksid. Havodagi rangsiz, hidsiz gaz va CO2 ning ilmiy nomi bor. U uglerod va organik birikmalar yonishi paytida hosil bo'ladi va nafas olish jarayonida ham yuz beradi.
  • Suv. Shaffof suyuqlik kimyoviy hidsiz va noaniq (normal sharoitlarda).
  • Nur Sun'iy yorug'lik o'simliklar uchun ham foydali bo'lsa-da, tabiiy quyosh nuri, odatda, fotosintez uchun eng yaxshi sharoitlarni yaratadi, chunki u tabiiy o'simliklardagi o'simliklar uchun ijobiy ta'sir ko'rsatadi.
  • Xlorofil. U o'simliklarning barglarida topilgan yashil pigment.
  • Oziq moddalar va minerallar. O'simliklar ildizlarini tuproqdan so'raydigan kimyoviy moddalar va organik birikmalar.

Fotosintezning natijasi nima?

  • Glyukoza,
  • Kislorod.

(Yengil energiya parantezlarda ko'rsatilgan, chunki u modda emas.)

Izoh: o'simliklar havodan CO2 ni barglari va suvdan ildizlari orqali olishadi. Engil energiya quyoshdan keladi. Olingan kislorod barglardan havoga chiqariladi. Olingan glyukoza energiya zahirasi sifatida ishlatiladigan kraxmal kabi boshqa moddalarga aylantirilishi mumkin.

Fotosintezga ta'sir etadigan omillar etarli bo'lmasa yoki etarli miqdorda bo'lmasa, u o'simlikka salbiy ta'sir ko'rsatishi mumkin. Misol uchun, kichikroq miqdordagi yorug'lik o'simlikning barglarini yeyayotgan hasharotlar uchun qulay sharoitlar yaratadi va suv etishmasligi sekinlashadi.

Fotosintez qaerda yuz beradi?

Fotosintez o'simlik xujayralari ichida, kichik plastidlarda xloroplastlar deb ataladi. Xloroplastlar (asosan mezofil qatlamida joylashgan) xlorofil deb nomlangan yashil modda mavjud. Quyida xloroplast bilan ishlaydigan hujayralarning fotosintezga boshqa qismlari kiradi.

O'simlik hujayralari qismlarining vazifalari

  • Uyali devor: tizimli va mexanik qo'llab-quvvatlaydi, hujayralarni patogenlardan himoya qiladi, tuzatadi va hujayraning shaklini belgilaydi, o'sish tezligini va yo'nalishini boshqaradi, shuningdek o'simliklar shaklini beradi.
  • Sitoplazma: fermentlar tomonidan boshqariladigan ko'plab kimyoviy jarayonlar uchun platformalar beradi.
  • Membran: hujayradagi va tashqarisida moddalarning harakatlanishini nazorat qiluvchi to'siq bo'lib xizmat qiladi.
  • Xloroplastlar: Yuqorida aytib o'tilganidek, ular fotosintez paytida nur energiyasini yutuvchi yashil modda bo'lgan xlorofillni o'z ichiga oladi.
  • Vakuil: Suvni to'playdigan hujayra sitoplazmasi ichidagi bo'shliq.
  • Hujayra yadrosi: hujayra faoliyatini nazorat qiluvchi genetik marka (DNK) mavjud.

Xlorofil fotosintez uchun zarur bo'lgan engil energiyani emiradi. Nurning barcha rangli to'lqinlari emasligini ham ta'kidlash kerak. O'simliklar asosan qizil va ko'k to'lqinlarni so'raydilar - ular yashil rangda nurni so'ramaydilar.

Fotosintez jarayonida karbon dioksidi

O'simliklar, barglari orqali havodan karbonat angidrid oladi. Uglerod dioksidi qatlamning pastki qismidagi kichik tuynuk orqali chiqadi - stoma.

Bargning pastki qismida erkin aralanadigan hujayralar mavjud bo'lib, uglerod dioksidi barglardagi boshqa hujayralarga etadi. Bundan tashqari, fotosintez paytida hosil bo'lgan kislorod bargni osongina tark etishga imkon beradi.

Uglerod dioksidi juda kam kontsentratsiyada nafas olayotgan havoda mavjud va fotosintezning qorong'u fazasida zarur omil bo'lib xizmat qiladi.

Fotosintez jarayonida nur

Barglar odatda keng sirt maydoniga ega, shuning uchun u ko'p yorug'likni o'zlashtirishi mumkin. Uning yuqori sirtida suv yo'qotishdan, kasallikdan va havo mumsimon qatlamining (kesikulaning) ta'siri saqlanib qoladi. Plitaning yuqori qismida yorug'lik tushadigan joyda bo'ladi. Mesofilning bu qatlami "palisad" deb ataladi. U juda ko'p miqdorda nurni qabul qilish uchun moslangan, chunki u ko'p xloroplastlarni o'z ichiga oladi.

Engil fazalarda fotosintez jarayoni juda ko'p yorug'lik bilan kuchayadi. Ionlashning qo'shimcha xlorofil molekulalari va undan ko'p ATP va NADPH agar yorug'lik fotonlari yashil bargda joyga jamlangan bo'lsa hosil bo'ladi. Yorug'lik fazalaridagi nur juda muhim bo'lsa-da, ortiqcha miqdorda xlorofilga zarar etkazishi va fotosintez jarayonini kamaytirishi mumkin.

Engil fazalar fotosintez jarayonini bajarish uchun zarur bo'lsa-da, harorat, suv yoki karbon dioksidiga juda bog'liq emas.

Fotosintez jarayonida suv

O'simliklar ildizlari orqali fotosintez qilish uchun zarur bo'lgan suvni oladilar. Ularda tuproqda o'sadigan ildizlarning sochlari bor. Ildizlari keng sirt maydoni va nozik devorlari bilan ajralib turadi, bu esa suvning osonlikcha o'tishiga imkon beradi.

Tasvirda o'simliklar va ularning hujayralari etarlicha suv (chap) va suv yo'qligi (o'ng) ko'rsatilgan.

Eslatma: Ildiz xujayralari kloroplastlarni o'z ichiga olmaydi, chunki ular odatda qorong'uda bo'ladi va fotosintezlash imkoni bo'lmaydi.

Agar o'simlik etarli suvni emamasa, u yiqilib ketadi. Suvsiz o'simlik etarli darajada fotosintezlash imkoniyatiga ega bo'lmaydi va hatto o'lishi mumkin.

O'simliklar uchun suv nimani anglatadi?

  • O'simlikning sog'lig'ini qo'llab-quvvatlaydigan erigan minerallar,
  • Bu mineral resurslarni tashish uchun vositadir,
  • Tinchlik va barqarorlikni saqlaydi
  • Namlikni to'yingan va to'ydiradi
  • Bu o'simlik hujayralarida turli kimyoviy reaktsiyalarni amalga oshirish imkonini beradi.

Tabiatdagi fotosintezning ahamiyati

Fotosintezning biokimyoviy jarayoni suv va karbon dioksidni kislorod va glyukozaga aylantirish uchun quyosh nurining energiyasidan foydalanadi. Glyukoza o'simliklarda to'qimalarning o'sishi uchun qurilish bloklari sifatida ishlatiladi. Shunday qilib, fotosintez - ildizlar, urug'lar, barglar, gullar va mevalar shakllanadigan yo'l. Fotosintezsiz o'simliklar o'smaydi yoki ko'paytira olmaydi.

Fotosentetik qobiliyatlari tufayli o'simliklar ishlab chiqaruvchilar sifatida tanilib, Erdagi deyarli har bir oziq-ovqat zanjiri uchun asos bo'lib xizmat qiladi. (Yosunlar suv ekotizimidagi o'simliklar ekvivalenti). Ovqatlanadigan barcha taomlar fotosintezli organizmlardan kelib chiqadi. Biz bu o'simliklarni to'g'ridan-to'g'ri ovqatlantiramiz yoki o'simliklarni iste'mol qiladigan sigirlar yoki cho'chqalar singari hayvonlarni iste'mol qilamiz.

  • Oziq-ovqat zanjiri asoslari

Suv tizimlarida, o'simliklar va alglarda oziq-ovqat zanjirining asosini tashkil etadi. Yosunlar omurgasızlar uchun oziq-ovqat sifatida xizmat qiladi, bu esa o'z navbatida katta organizmlar uchun oziq-ovqat manbai hisoblanadi. Suv muhitida fotosintezsiz hayotni amalga oshirish imkonsiz bo'lar edi.

  • Karbon dioksidi chiqarib tashlash

Fotosintez karbonat angidrid kislorodga aylanadi. Fotosintez jarayonida atmosferadagi karbon dioksid zavodga kirib, keyin kislorod sifatida chiqariladi. Karbonat angidrid darajasi shiddat bilan o'sib borayotgan bugungi dunyoda, karbonat angidridni atmosferadan olib tashlaydigan har qanday jarayon atrof-muhit uchun muhimdir.

  • Oziqlantiruvchi velosiped

O'simliklar va boshqa fotosentetik organizmlar ozuqa velosipedida muhim o'rin tutadi. Havodagi azot o'simlik to'qimalarida aniqlanadi va oqsil yaratish uchun foydalanish mumkin bo'ladi. Tuproqdagi iz elementlari o'simlik to'qimalariga qo'shilishi va oziq-ovqat zanjirida ham mavjud bo'lishi mumkin.

  • Photosynthetic qaramlik

Fotosintez nurning zichligi va sifatiga bog'liq. Butun yil davomida quyosh nuri ko'p bo'lgan ekvatorda va suv cheklovchi omil emas, o'simliklar yuqori o'sish sur'atlariga ega va juda katta bo'lishi mumkin. Aksincha, okeanning chuqur qismlarida joylashgan fotosintez kamroq tarqalgan, chunki yorug'lik bu qatlamlarga kirmaydi va buning oqibatida bu ekotizim ko'proq tug'ilmaydi.

Videoni tomosha qiling: ФОТОСИНТЕЗ ЖАРАЁНИ - FOTOSINTEZ JARAYONI (Avgust 2019).