Фотосинтез урдісі

Фотосинтез дегеніміз - бұл жасыл өсімдіктерде жарықтың қатысында көмірқышқыл газы және судан глюкоза түзіліп, оттегі бөлінетін, күн сәулесі энергиясын химиялық байланыстар энергиясына айналдыратын үрдіс.

Өсімдіктердің оттегін

бөлетінін ең алғаш рет

ағылшын 1770 ж

Джозеф Пристли ашты.

1817 ж екі француз

химигі Пельтье

жапырақтан жасыл

зат бөліп алып,

оны хлорофилл деп

атады.

1845 ж неміс физигі

Р. Майер жасыл

өсімдіктер күн

энергиясын

химиялық энергияға

айналдыратынын

дәлелдеді.

К. Е. Тимирязов

фотосинтез күн

спектрінің

хлорофилл өте

көп сіңірілген

жерлерінде

анағұрлым

күштірек жүретінін

тапты.

АШЫЛУ ТАРИХЫ

Үрдістер

I. Бір - бірін өзара толықтыратын екі: судың ыдырауы мен АТФ синтезі үрдістерінен пайда болады

II. Су фотолизі- судың жарықта ыдырау үрдісі. Атмосфераға оттегі бөлініп шығып, ауадағы көмірқышқыл газын қосып алып, глюкоза молекуласын синтездейді.

III. Хлорофил молекуласына жарық түскен кездегі энергияны АТФ ты синтездеуге жұмсайды. Онда АДФ тағы бір фосфат қосып алып АТФ -ға айналады.

Жарықта жүретін сатысы

Үрдістер

І. Атмосферадағы көмірқышқыл газы және жарық сатысынан түсетін сутегі қосылысы нәтижесінде глюкоза молекуласының синтезі жүреді. Жарық реакциялары барысында қорға жиналған АТФ энергиясы шығындалады.

Қараңғыда жүретін сатысы

Фотосинтез фазалары

Энергетикалық процестер тікелей жарық фазасында жүреді. Жарық кванты хлоропласта орналасқан хлорофилл пигменті арқылы қабылданады. Жарық кванты мен хлорофилдер әрекеттескенде, электрондар пайда болады. Олардың ежелгі және қазіргі өсімдік организміндегі жүру жолдары бірдей емес. Ежелгі фотосинтездеуші бактериялар мен төменгі сатылы балдырларда электрондар электронды тасымалдаушы тізбек арқылы тасымалданғанда, бейорганикалық фосфат пен аденозиндифосфаттан (АДФ) аденозинтрифосфат (АТФ) түзіледі. Бұл процесте электрондар хлорофилге қайтып оралатындықтан, циклдік фотофосфорлану деп аталады.

Фотосинтездің II сатысы жарық квантын қажет етпегендіктен, фотосинтездің қараңғы сатысы деп аталған. Бұл сатыда С02-ні игеру және көмірсуларды синтездеу үшін АТФ пен НАДФН энергиялары жұмсалынады. Мұнда құрамында 3-7 көміртек атомдары болатын әр алуан көміртекті қосылыстардың айналымы сияқты күрделі процестер жүреді. Бұл процесте бейорганикалық С02-ні игеретін негізгі фермент - . Оны қысқаша "рубиско" деп атайды. Мұндай көміртектің фотосинтездік ассимиляциялану жолын Кальвин жолы деп атайды. Фотосинтездік бұл реакциялар жиынтығы фотосинтездің жарықтағы және қараңғыдағы сатысын біріктіреді.

Көмірқышқыл газы

Оттегі

Көмірқышқыл газы

Оттегі

Фотосинтез

Тыныс алу

Глюкоза

Фотосинтез пигменттері

Қызметі:

- Жарық энергиясы сіңіру

Орналасуы:

- Хлоропластардың мембранасында (тилакоидтарда)

Фотосинтездің жарыққа тәуелділігі

Хлорофилл негізінен қызыл және көк-күлгін түстерді сіңіріп, жасыл түсті шағылыстырады.

Соның нәтижесінде өсімдіктердің түсі- жасыл

Хлорофилдің жарық квантын жұтуы;

Фосфорилдеу

(АТФ синтезі)

Фотолиз

Көмірсу, нәруыз және нуклейн қышқылдары синтезделінеді.

Тилакоид мембраналарында

Стромада

Фотосинтездің жарық сатысы

Фосфорилдеу - АТФ-ның жарық энергиясы есебінен синтездеу үдерісі.

Бұл үрдіс кезінде хлорофилде жарықтың әсерінен энергияға бай электрон пайда болып, ол таратушы молекулалар тізбегіне түседі.

Таратушы молекулалар электроннан энергия “қайтарып алады”.

Ол энергияны жарық квантынан алып, АТФ синтезіне пайдаланады. Яғни энергияның әсерінен мембрананың ішкі жағындағы Н+ потенциалы артқанда АДФ-аза ферментінің саңылаулары арқылы өте бастайды. Бұл кезде Н+ ионынының энергиясын пайдаланып АДФ бір фосфатты қосып алады да АТФ синтезделеді.

АДФ + Фн АТФ

Фотосинтездің жарық сатысы

Фотолиз - жарық әсерінен судың ыдырау үдерісі.

Тилакоидтармен қатар стромада да өтетін құбылыс.

Хлорофилл молекуласының әрқайсысы тек 1 электрон жоғалта алады. Ал АТФ синтезі үшін 2 электрон қажет. Тилакоидтардың мембраналарындағы хлорофилдер электрондарынан айырылса, үдеріс тез тоқтап қалады. Сондықтан қосымша электронды фотолиз сатысынан алады.

2Н2О + жарық = Н+ + 4ОН- + е

Электрон қайта хлорофилл молекуласын қалпына келтіру үшін ұшып кетеді.

протон

Сутегі протоны НАДФ таратушы молекуласына қосылады.

Хлорофилл электроны элекронды-тасымал тізбегінен оралып, НАДФН молекуласын құру үшін сутегі протонына қосылады.

Оттегі бос күйінде атмосфераға бөлінеді.

2 е + Н+ + НАДФ+ НАДФ . Н

Фотосинтездің қараңғы сатысы

Жарық сатысында түзілген АТФ және НАДФН молекулаларының энергиясы көмірсулардың синтезіне жұмсалады.

Бұдан кейінгі реакцияларда көміртек оксиді (СО2) негізгі рөлді атқарады.

Хлоропласта СО2-ні бес көміртекті (С5) көмірсумен байланыстыратын фермент болады. Бұл ферменттің жәрдемімен көміртек атомын тұту реакциясы жүреді. Бұл реакцияның бастапқы заты ретінде пентоза (С6), СО2, энергиялы қосылыстар- АТФ және НАДФН қатысады.

С5 + СО2 + 2АТФ + 2НАДФН 2С3 + 2АДФ + 2Фн+2НАДФ+

Бесбұрышты

қант

Үш көміртекті қосылыс