Лекция 30 сағат Лабораториялық сабақ 15 сағат СӨЖ 45 сағат обсөЖ 45 сағат Барлық сағат саны 135 сағат

Хлорофилл - Күн спектірінің көрінетін бөлігінде жарық сәулелерін талдап сіңіретін заттар – пигменттер деп аталады. Барлық органикалық пигменттер молекулаларының атомдары арасында бір және қос байланыс кезектесіп келіп отыратын жүйелері болады. Мұндай байланыс жүйесі коньюгацияланған жүйе деп аталады. 1906 жылы М.С. Цвет өсім діктердің көпшілігінде хлорофиллдің а және в деген екі түрін көрсетті, ал қазіргі кезде хлорофиллдің 10-ға жуық түрі белгілі, а хлолрофилі фотосинтез процесін жүргізуші барлық өсімдіктерді болады. Жоғары сатыдағы өсімдіктер мен жасыл балдырларда а хлорофилімен қатар в хлорорфилі де болады. Қоңыр және диатомды балдырларда – с хлолрофилі, қызыл балдырларда – d хлолорофилі болады. Пурпурлық күкірт бактерияларында бактериохлолорофилл кездеседі. а хлолорофиллдің формуласы: - С₅₅Н₇₂О₅N₄Mg. в хлолрофиллдің эмпирикалық формуласы: - С₅₅Н₇₀О₆ N₄Mg. Ал бактериохлорофиллдің формуласы: - С₅₅Н₇₄О₆ N₄Mg. Хлорофилл құрамында фитол С₂₀Н₃₉ОН және метанол СН₃ОН спирті бар хлорофиллин қышқылының күрделі эфирі. Спирт тобының қалдықтары хлорофиллин қышқылының карбоксил тобындағы сутегінің орнын басады. Эфир ретінде хлорофилл сабындалу реакциясына қабілетті келеді. Қышқылдың әсер етуімен холорофилл молекуласындағы магний өзінің орнын сутегінің екі атомына беріп, феофитин түзеді.

Порфирин сақинасының ортасына магний атомы орналасады. Пиррол тобы рим цифрларымен (І, ІІ, ІІІ, VI) нөмірленелі.хлорофилл молекуласында пиррол тобына қосымша бесінші изоциклді циклопентан тобы болады, ол V цифрымен белгіленеді. Порфирин сақинасының сыртқы атомдары сағат тілі жүрісінің бағыты бойынша араб цифрларымен белгіленеді. Фитол қалдығының көміртектік ұзын тізбегі молекуланың порфирин бөлігіне қосылады. Қазіргі кезде хлорофилл молекуласының мұндай құрылысы анықталған деп есептеуге болады, өйткені ол а және в хлорорфилін қолдан синтездеу арқылы дәлелденіп отыр. Неміс биохимигі Штрель мен американ биохимигі Вудворд 1960 жылы а хлорорфилін қолдан синтездеу әдісін жүзеге асырды. Бұл хлорофилден в хлорофилінің айырмашылығы мынада: в хлорофиліндегі көміртегінің үшінші атомына СН₃ тобының орнына – СОН тобы қосылған. Порфирин сақинасында тұйық цикл түзетін коньюгация байланыс жүйесі болуының маңызы зор. Мұндай жүйеде - электрондар еркін айналым жасайды.

хлоропластарында міндетті түрде a-хлорофил болады. Жоғары сатыдағы өсімдіктерде тағы да b-хлорофилл, қоңыр, диатом, балдырларда қосымша c-хлорофилл, қызыл балдырларда d-хлорофилл кездеседі.

Хромопластар-хромопласты. Түрлі түсті бояулармен (каротинодтармен) сары, қызғылт-сары, қызыл, кейде қызыл-қоңыр түске боялған өсімдіктер клеткасындағы пластидтердің бір түрі. Хромопластар сыртқы пішіні жағынан дөңгелек түйіртпекшелер немесе (пигменттердің кристалдануы салдарынан) инелер, орақтар, түрлі пішінді табақшалар сияқты болып кездеседі.

Хромосомалар-хромосомы. Организмде тұқым қуалайтын ақпарат (информация) жазылған, құрамы ДНҚ мен белоктардан (гистондар т.б.) тұратын, ядроның құрамды бөлігі. Әр хромосома бір-біріне ұқсас екі хроматидтен тұрады. Мейоз нәтижесінде түзілген жыныс клеткаларында екі хромосоманың тек біреуі ғана болады.

Хлорофилдің физикалық , химиялық қасиеттері.

Қатты күйдегі хлорофилл көгілдір –қара түсті аморфты зат. Хлорофилдер негізінен органикалық еріткіштерде-этил эфирінде, бензолда, хлороформда, ацетонда, этил спиртінде жақсы еріп, петролейн эфирінде нашар, ал суда ерімейді.

Хлорофилдер қызғылт –сары және сары сәулелерді нашар сіңіреді де, жасыл және инфрақызыл сәулелерді тіпті сіңірмейді.

Каротиноидтар- Барлық жоғарғы және төменгі сатыдағы өсімдіктерде хлорофиллмен қатар каротиноидтар деп аталатын сары пигменттер тобы болады. Олар барлық ұлпаларда кездеседі, бірақ олардың ең көп мөлшері хлоропластарда шоғырланған. Олардың ішінде каротиннің үш түрі неқғұрлым жиі кездеседі, бұларды грек алфавитінің әріптерімен α-каротин, β-каротин, γ-каротин деп белгілейді. Сондай-ақ ксантофилдер де жиі кездеседі. Каротиндердің жалпы формуласы С₄₀Н₅₆, олар бір-бірінен молекулаларының құрылымы бойынша ерекшеленеді. Химиялық тұрғыдан алып қарағанда олар изопереннің сегіз молекуласының полимерлену өнімдері долып табылады. Изопереннің формуласы:

СН₂ = C - CH=CH₂
CH₃

Каротиндердің құрамындағы қос байланыстар бір байланыстармен кезектесе келе, коңюгациялық байланыстар жүйесін құрайды. β-каротин молекулаларында коңюгацияланған 11 қос, α-каротиннің құрамында конъюгацияланған 10 қос байланыс бар. β-каротин неғұрлым кең тараған. Гидролиз кезінде β-каротиннің молекуласы А витаминінің 2 молекуласын түзе отырып, екі жартыға ыдырайды. β-каротин оптикалық активті. Ең соңғы γ-каротин аз таралған, ол жапырақтардың пластидтерінде болмайды, өте аздаған мөлшерде сәбіздің тамырында кездеседі.

CH₃ CH₃

Өсімдіктердің басым көпшілігі каротиоид тарды жарық жоқ жерде, қараңғыда синтездеуге бйім келеді. Таңбаланған атомдармен жүргізілген тәжірибелер көрсеткеніндей, сірке қышқылы каротиноидтар биосинтезінің бастапқы өнімі болып табылады.

Сары пигментер спектрдің күлгін-көк бөлігінде жарықты хлорофиллге қарағанда көп сіңіреді. Олардың жалпы жиынтығы жапырақтың құрғақ салмағының 0,1 – 0,3% -ын құрайды, бұл-хлорофилдің мөлшерінен 3-6 есе кем. Жапырақтың сіңірген бұл энергиясының 10%-ға дейінгі және спектрдің күлгін-көк бөлігіндегі энергиясының 30-40%-ы каротиноидтардың үлесіне келеді. Сары пигменттердің физиологиялық ролін зерттей келе, ғалымдар әр түрлі пікірлер айтады. М. Кальвин сары пишменттер спектрдің қысқа толқынды бөлігін сіңіре отырып, хлорофиллді фотототығудан сақтандырады деп есептейді. Олар сондай-ақ фотосинтездік фосфорлауға да қатысуы мүмкін.

Лекция № 16

Тақырыбы: Фотосинтез процесіне сыртқы жағдайлардың әсері.

(1 сағат)

1.Фотосинтез процесіне сыртқы жағдайлардың әсері.