С. Д. Атабаева биология ғылымдарының кандидаты
жүктеу/скачать 0.78 Mb. Pdf көрінісі
|
| ФОТОСИНТЕЗ
Фотосинтез – қарапайым бейорганикалық заттардың (CO 2 , H 2 O) өсімдік мүшелерінде күн сəулесінің əсерінен органикалық қосылыстарға айналу процесі. Фотосинтез процесі кезінде өсімдік сіңірген жарық энергия химиялық энергияға ауысады. жарық 6СО 2 + 6Н 2 О С 6 Н 12 О 6 + 6О 2 Бұл процесс кезінде атмосфераға оттегі бөлінеді. Фотосинтез көптеген ферменттер мен кофакторлардың қатысуымен жүзеге асады. Фотосинтезді жарық (фотохимиялық) жəне қараңғы (хи- миялық) сатыларға бөледі. Жарықта жүзеге асатын фотосинтез процесінде хлорофилл а-ның (хлорофилл в, каротиноидтар жəне фикобилиндер көмегі- мен) күн сəулесін сіңіріп, хииялық энергияға (АТФ, НАДФН) айналдыру жүзеге асады. Осы барлық процестер хлоропластар- дың фотохимиялық ырықты мембраналарында жүреді. Яғни, мұнда фотофизикалық, фотохимиялық жəне химиялық реакция- лар жүзеге асады. Хлоропластардың ламеллалар құрамына көп компонетті белок комплекстері кіреді. Олар: жарық жинақтаушы комплекстер; фотожүйе I жəне II (ФЖ); цитохромды комплекс, цитохромдар в 6 жəне ƒ; АТP-азалық комплекс (АТP-дың синтезіне қатысатын). Аталған комплекстер бір-бірімен тығыз байланыста жұмыс жа- сайды. Фотосинтездің қараңғы сатысында ATP жəне NADPH көмір- қышқыл газының көмірсуларға дейінгі ассимиляциялануына жұмсалады. Алайда СО 2 -ның көмірсуларға айналуына тек ATP жəне NADPH-ның қатысуы жеткіліксіз. Бұл күрделі процесс, оған көптеген реакциялар қатысады. Бүгінгі таңда өсімдіктер физиологиясының жетістіктеріне сəйкес, фотосинтездің қараңғы сатысындағы реакциялар үш бағытта жүреді. Олар: фотосинтез- дің С 3 жолы (Кальвин циклі); фотосинтездің С 4 жолы (Хетч жəне Слэк циклі); жасаңшөптер тұқымдастарындағы органикалық 38 қышқылдар метаболизмі (ЖОҚМ). Жоғары сатыдағы өсімдіктер мен балдырлардың көпшілігінде С 3 жəне С 4 фотосинтезімен қатар, жарықта тыныс алу процесі жүзеге асады. Жоғары сатыдағы өсімдіктерде фотосинтез процесі хлороплас- тарда жүзеге асады. Олардың клеткадағы саны өсімдік жəне ұлпа түріне қарай өзгереді. Жапырақтың бір клеткасында хлороплас- тар 20-30-ға дейін, ал кейбір балдырларда 1-2 үлкен, пішіні əртүрлі хлоропластар болады. Əртүрлі өсімдіктердің хлоропластары өздерінің пішіндерімен ерекшеленеді. Олар сопақша, диск тəрізді денешіктер, ұзындығы 5-10 мкм, диаметрі 2-3 мкм. Хлороплас- тар қос мембранамен қапталған. Ішкі мембранасы гомогенді орта стромамен шектеледі. Ішкі мембранасы ішке қарай көмкеріліп, тығыз тилакоидтар құрайды. Олардың пішіні кейде диск түрінде болады. Тилакоидтар бірінің үстіне бірі қатталып жинақталып, тилакоид граналарын құрайды. Тилакоид мембраналарында фотосинтездің жарық сатысын жүзеге асыратын хлоропластың барлық фотосинтездік пигменттері (жасыл, сары қызыл) мен ферменттері шоғырланады. Стромада фотосинтездің қараңғы сатысында СО 2 -ның қөмірсуларға айналуына қатысатын ферменттер шоғырланады. Хлоропластың күрделі жəне нəзік құрылысы реакцияларды кеңістікте оқшаулап, фотосинтез процесінің тиімді өтуіне мүмкіндік тудырады. Плас- тидтерде түзілген ассимиляциялық өнімдер өсімдіктің басқа мүшелері мен ұлпаларына тасымалданып, метаболизм жəне өсу процестеріне жұмсалады. Оранизмнің бүкіл тіршілік процестерінің жиынтығы фотосинтезбен тығыз байланыста болады. Жасыл өсімдіктер синтездеген органикалық заттар барлық басқа орга- низмдер үшін, солардың ішінде адамдар үшін қорек көзі болып табылады, ал фотосинтез процесі кезінде бөлінетін оттегі орга- низмдердің тіршілігін қамтамасыз етеді. Жыл сайын планетада фотосинтездің алғашқы өнімділігі 100 млрд т. құрғақ салмақ құрайды, оған күн сəулесінің шамамен 17 10 • 21 Дж аккумуля- цияланады. Демек, фотосинтез – Жер бетіндегі заттар мен энергияның айналымының маңызды қозғаушы факторының бірі. • |