Жасаңшөптердегі фотосинтездің жолы

1.Жасаңшөптердегі фотосинтездің жолы.

Мұндай өсімдіктерді суккуленттер деп атайды. Оларға жасаңшөптер (Crassulaceae) тұқымдасына жататын боз кілем, таумасақ, жертаған туыстары, шоғыршақ, шырыш, қалампыр туыстары, кактустар, агавалар жатады. Алғаш зерттелген жасаңшөптер тұқымдастары болды. Жасаңшөптердің (Crassulaceae) фотосинтез процесінде органикалық қышқылдар ерекше роль атқаратындықтан фотосинтездің осы жолы “жасаңшөптерде органикалық қышқылдардың метаболизмі” – ЖОҚМ деп белгіленеді. (“Crassulacacan acid metabolisim” – бас ә ріптерімен белгіленгенде - САМ). Жасаңшөптер және басқа да суккуленттердің ерекшеліктері мынадай:

1. олардың устьицелері тек түнгі кезде ашылып, күндіз жабылады. Сөйтіп өсімдіктер артық суды буландырудан сақтанады.

2. СО₂ –ні қабылдап фотосинтезге қосу жұмысы негізінен тәуліктің қараңғылық кезінде хлоропласты бар жапырақтарда немесе сабақтарда алма қышқылын түзумен орындалыды.

3. Бұл алма қышқылы жасушалардың вакуолінде жинақталады.

4. Күндізгі кезде алма қышқылы декарбоксилденіп СО₂-ні бөліп шығарады, ол күн сәулесі энергиясы есебінен фотосинтезге қосылып сахароза , крахмал түзілуіне жұмсалады.

5. Келесі қараңғы түнде крахмалдың бір бөлігі ыдырап, СО₂-ні қабылдаушы акцепторлар түзіледі.

Сонымен, ЖОҚМ-өсімдіктерінде тәулік бойы фотосинтез процестері циклді түрде ауысып орындалады. Бұл ерекшеліктер құрғақ шөлді аймақтардың климат жағдайына эволюциялық бейімджеушілік жолында қалыптасқан қасиеттер. ЖОҚМ- өсімдіктерінде фотосинтездің биохимиялық реакцияларының реті төмендегідей.

1) Түнгі мезгілде ашық устьицелер арқылы өсімдік жапырақтарына енген СО₂ ФЭПК-қа қосылып, фосфоэнолпируват-карбоксилаза ферментінің әсерімен оксалоацетат – қымыздықты сірке қышқылын түзеді.
СН₂ ¹⁴СООН




С О +¹⁴СО₂ + Н₂О СН₂ +Н₃ РО₄




СООН С =
СООН

ФЭПК оксалацетат

2) Екінші малат дегидрогеназа ферментінің әсерімен оксалоацетат (қы мыздықты сірке қышқылы) NADPH + H⁺ есебінен тотықсызданып алма қышқылы пайда болады.

С = О Н- С - ОН

Оксалоацетат Малат

4) Босап шыққан СО₂ хлоропластарда Кальвин цикілді фотосинтезге қосылады. Нәтижесінде Кальвин циклінің өнімі- фруктоза-6-фосфат түзіліп сахарозаға, одан ара крахмалға айналады. Сөйтіп, жасаңшөптер тұқымдастарына жататын өсімдіктер және басқа да суккуленттер фотосинтезінің ерекшеліктерін анықтап қорытындыға келсек мынаны аламыз.

Жалаңшөп (Crassulaceae) тұқымдас өсімдіктердің хлропластарында түнде СО₂-ні қышқылының құрамына жинақтап, ал күндіз ол малаттан СО₂-ні бөліп алып, оны С₃-фотсинтезге қоса латыны байқалды. Бұл ьөсімдіктер негізінен шөлді аймақта өседі, олар түнге қарай устьицелерін ашып, СО₂-ні сіңіруге бейімделген. Күндіз ауа температурасының жоғарылауынан олардың устьицелері жабылып, судың көп мөлшерде булануына кедергі болады. Сонымен бірге, жабық тұрған устьицелер сыртқы ортадан СО₂-нің диффузиялануына да кедергі жасйды, бірақ фотосинтез процесі тоқталмай, түнде жинақталған СО₂ есебінен жалғаса береді.

Глоссарий;

Заленский заңы, Жіктелуі кезеңі, Жылжығыш иондар, Циторриз, Шоқа шірігі, Шор, Шұрақ тесіктер, Шыдамды түрлер, Шыдамдылық , Ыстық ұру, Ыстыққа көнбістік, Эвтотрофты өсімдіктер, Экзопаразит, Эндоосмос, Эндоплазма, Эндоплазмалық ретикулм.

ОБСӨЖ № 32

ОБСӨЖ тақырыбы: Фотосинтездік тыныс алу.

ОБСӨЖ жоспары:

1.Фотосинтездік тыныс алу.

2.Фотосинтездік тыныс алудың өзара әрекеті.

ОБСӨЖ мақсаты: Фотосинтездік тыныс алу мен таныстыру.

ОБСӨЖ мәтіні: Рибулозобисфосфат- карбоксилаза ферменті көмірқышқыл газымен де, оттегімен де әрекеттесе алады. Бұл заттың екеуі де ферменттің молекуласымен байланыс орнатуға бәсекелеседі. Хлоропластарда СО₂ мөлшері аз болған кезде рибулозобисфосфат- карбоксилаза оттегімен әрекеттесіп, реакцияны оксигенация жолымен бағыттайды. Бұл бағыт күн сәулесін сіңіруші өсімдіктерді тез арада оттегін қабылдап, көмірқышқыл газын бөліп шығаруға мәжбүр етеді.

Бұл процесті фотосинтездік тыныс алу деп атайды. С₃- өсімдіктері фотосинтез нәтижесінде синтезделген өнімнің 50%-ға дейінгі мөлшерін осындай тыныс алуға жұмсайды. Сондықтан фотосинтездік тыныс алу өсімдіктердің түсімін кемітетін теріс мәнді құбылыс болып табылады.

Хлоропластарда оксигенация реакциясының өтуі рибулоза- 1,5-бисфосфат есебінен фосфогликолат түзілуіне себепші болады. Фосфогликолат гликолатқа айналып, перосисомаларға диффузияланып өтеді. Мұнда гликолат оксидаза ферменттінің жәрдемімен глиоксилат және 2Н⁺ бөліп шығарады. Глиоксилаттан глицин түзіліп, ол митохондрияларға ағып өтеді де, декарбоксилдену реакциясына ұшырайды. Бұл реакцияда бөлінген СО₂ фотосинтездік тыныс алу өнімі болып табылады. Митохондрияларда глициннің бір бөлігі серинге айналады, ол пероксисомаға өтіп, мұнда оксипируватқа дейін тотығады да, соңында глицератқа айналады. Бұл қышқыл глюкоза түзілуіне пайдаланылады.

Мезофилл жасушаларында хлоропластар, пероксисомалар, митохондриялар бір-біріне жақын орналасқан, тіптті жанасып жатады деуге болады. Олар тығыз жанасу арқылы фотосинтездік тыныс алу кезінде өзара әрекеттеседі. Реакциялар реті мынадай. Бірінші реакция Рибулозобисфосфат- карбоксилаза-оксигеназа ферменттінің әрекетімен басталады.

1) СН₂ – О – РО₃^2-

СОО

С = O СН₂ – О – РО₃^2-

+ Н – С – ОН +2Н⁺

Н –С – ОН СОО ^-

СН₂ – О – РО₃^2-

Н –С – ОН О₂

Фосфогликолат 3- фосфоглицерат

СН₂ – О – РО₃^2-
Рибулозобисфосфат
Одан соң фосфогликолат гидролизденіп гликолатқа айналады. Гликолат фототыныттың сбстраты.
2) СН₂ – О – РО₃^2- СН₂ ОН




СОО^- СОО^-

Н₂О Р_і
Фосфогликолат гликолат
Үшінші реакцияда гликолат тотықсызданып глиоксилатқа айналады.

Төртінші реакцияда глиоксилат трансаминаза ферменті арқылы амин тобын қосып алып глицинге айналады.
3) СН₂ ОН Н –С= О

+2Н⁺

СООН СОО^-

Гликолат глиоксилат

Трансаминдеу

4) Н – С = О глицин

реакциясы +NH₃

СОО^-

Глиоксилат
5) Глицин одан ары декарбоксилденіп СО₂-ні бөһліп шығарады және бірқатар басқа реакцияларға ұшырап, ақырында митохондрия, пироксисомадан өтіп хлоропластқа глицерат түрінде оралады.

Сыртқы ортаның СО₂ концентрациясы бірдей болған жағдайда С₄-өсімдіктерімен салыстырғанда С₃ -өсімдіктерінің фотосинтездік тыныс алу артығырақ болады. Жоғарыда көрсетілген СО₂ мөлшерін артыру механизімі арқылы С₄- өсімдіктері фотосинтез қарқынын күшейте отырып, түсімділігін де арттырады.

Коллоквиум сұрақтары:

1. 
   Тыныс алу химизмі. Өсімдіктердің тотығу-тотықсыздану жүйелері.
   
2. 
   Тыныс алудың аэробты кезеңінің химизмі. Кребс циклы.
   
3. 
   Фотосинтез процесінің табиғаттағы маңызы.
   
4. 
   Тыныс алу процесінің табиғаттағы маңызы.
   
5. 
   Фотосинтездің жарық кезеңінің реакциялары және олардың өнімдері.
   

ОБСӨЖ № 33

ОБСӨЖ тақырыбы: Фотосинтезді реттеу.

ОБСӨЖ жоспары:

жүктеу/скачать 0.88 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: