Энергияның миграциясы

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 7 бет
Таңдаулыға:

Реферат

Тақырыбы: «Энергияның миграциясы»

Нұр-Сұлтан, 2020

Жоспары:

Кіріспе.
Негізгі бөлім:

Энергияның миграциясы.
Фотохимиялық реакциялар.

Қорытынды.

Кіріспе.

Энергияның миграциясы, энергияның ауысуы - энергияның бір донор бөлшектен (атом немесе молекула) екіншісіне акцептор өздігінен ауысуы . Энергия миграциясы донордың фотонды шығаруымен де, оны акцептордың сіңіруімен де, өзара әрекеттесетін бөлшектер арасындағы электрондар немесе атомдар алмасуымен де байланысты емес. Энергия миграциясы - бөлшектердің электромагниттік әсерлесуінің (индуктивті-резонанстық механизм) немесе олардың электрондық қабықтарының ішінара қабаттасуының нәтижесі (алмасу-резонанстық механизм) . Энергияның әртүрлі формалары миграцияға ұшырауы мүмкін, бірақ көбінесе бұл жарық квантын сіңіргенде электронды қозған күйге өткеннен кейін байқалады. Жарықтың кері сәулелену процесі болғанға дейін және молекула қозған күйде болса, ол алынған энергияны жеткілікті жақын орналасқан басқа молекулаға, яғни тиісті сәулеленудің толқын ұзындығынан аз қашықтықта (< 80) бере алады. Конденсацияланған ортада (ерітінділерде немесе кристалдарда) мұндай беріліс бірнеше рет жүреді және энергия Жарық квантының сіңу орнынан салыстырмалы түрде үлкен қашықтыққа (бірнеше мкм) ауыса алады. Энергия миграциясы газдарда, сұйықтықтарда және қатты заттарда болады. С. И. Вавилов бұл құбылыстың концентрациялық деполяризация және ерітінділердегі бояғыштардың люминесценциясын концентрациялық сөндіру сияқты құбылыстарды түсіндіретінін көрсетті.

Негізгі бөлім.

Пигменттің жекелеген молекуласы фотохимиялық реакцияның орталығы бола алмайды, өйткені ол энергияның үздіксіз ағынын қамтамасыз етпейді. Сондықтан жекелеген молекулалар фотохи-миялық реакцияларды қажетті мөлшердегі энергиямен қамтамасыз ете алмайды. Энергияның үздіксіз ағынын қамтамасыз ету үшін энергияны 200-300 молекуладан жинап, бір орталыққа беру тиімді. а хлорофилінің с-700, р-700 молекулалары осындай фото-химиялық орталық болып табылады.

Бір орталығы бар 200-300 молекуланың бұлайша үйлесіп келуі шындығында да кездесетіндігі анықталады. Алғашында ол есептеулер мен өлшеулердің негізінде теориялық жағынан дәлел-деніп, фотосинтездік бірлік деп аталды, кейінірек фотосинтездік бірліктің морфологиялық көрінісі - квантосомалар бар екендігі анықталды. Ламеллалардьщ бетін электрондық микроскоппен зерттегенде одан пигменттердін, молекулаларынан тұратын, жұмыр пішінді, жекелеген түзінділер табылды. Бұл түзінділер квантосо-малар деп аталды. Олардың мөлшері хлорофилдің 200-300 моле-куласы алып жататын ауданға сай келеді. Квант энергиясы кван-тосоманық шегінде бір орталыққа беріледі. а хлорофилі кванттарды жинап, оларды хлорофилдің с-700 молекуласына береді, кванттар бұдан соң р-700 молекуласына келеді деген жорамал бар. Бұл пікірдің дұрыстығы хлоропластарда а хлорофилінің, с-700 және р-700 молекулаларының концентрациясы 300 : 20 : 1 немесе 500 : 20 : 1 қатынасындай болатындығымен дәлелденді. Квант энергиясы хлорофилдің бір молекуласынан оның екінші молекуласына қалайша тасымалданады?

Энергияның молекула аралық қашықтыққа берілуі энергия миграциясы деп аталады.

Пигменттер арасында энергия миграциясы екі жолмен өтуі мүмкін:

а) резонанстық қозу;

б) зарядты тасымалдау комплексін түзу жолымен.

Энергия миграциясының екі жолы да фотосинтез кезінде зор роль атқарады. Пигменттің 250-300 молекуласы шоғырланған квантосома шегінде энергияның бір молекуладан екінші молекулаға берілуі резонанстық жолмен атқарылады. Квантосомаларда хлорофилл молекулалары өте тығыз орналасқандықтан, мұнда энергияның резонанстық жолмен берілуіне мүмкіндік туады. Жа-рық энергиясы түту орталығына өтеді. а, с-700 және р-700 хлоро-филдерініқ молекулалары осындай орталықтар болып табылады. Олар өздері қабылдап алған энергияны фотохимиялық реакция-ларға қарай бағыттайды. Энергияның в хлорофилінен а хлорофиліне тасымалдану тиімділігі 96%, фикоэритриннен фикоцианинге -80%, фикоцианиннен а хлорофиліне - 90% болатындығы анықталды. Сіңірілген энергия а немесе р-700 хлорофиліне жеткен кезде мұнда зарядты тасымалдау комплексі түзіледі. Бүдан соң заряд белініп, электрон акцепторға тасымалданады, ал хлоро-филде оң заряд қалады. Электронның акцепторға тасымалдануы энергияның фотохимиялық реакцияларға берілуін білдіреді. NAD+ NАDР+, хинон, цитохром және ферредоксин электрон акцепторы бола алады.

Бірінші және екінші пигменттік системалар арқылы жүзеге асырылатын бірінші және екінші фотохимиялық реакциялардың болатындығын растайтын көптеген мәліметтер бар. Пигменттердің мұндай функционалдық тобының болатындығы Эмерсон эффекті арқылы дәлелденген болатын. Өсімдікке толқын ұзындығы тек қана 700 нм болатын жарық түсіргенде фотосинтездің күрт кемитінін және толқын ұзындығы 670 нм болатын қосымша жарық түсіргенде фотосинтездің күрт артатынын американ ғалымы Эмерсон анықтады. Бұл құбылыс Эмерсон эффекті деп аталады. Спектрдің бірінші учаскесін р-700 хлорофилі, екінші учаскесін в хлорофилі сіңіреді. Сондықтан Эмерсон эффекті хлорофилдің осы екі түрі бірлесе қызмет етуінің арқасында жүзеге асады деуге болады. Фотосинтез процесіне қатысатын пигменттер біртұтас система ретінде қызмет атқаратын пигменттік система құрайды деп санауға негіз осылайша пайда болды. Бұл жұмыстардын, нәтижесінде в хлорофилінің ролі анықталды. Ол былайша айтқанда а хлорофилінің ролін толықтырады. Қоңыр және қызыл балдырларда осындай рольді фикоэритрин атқарады.

Кейінірек бірқатар ғалымдар хлоропластардан центрифугада минутына 45 000 және 145 000 айналым жасай отырып бөлгенде тұнбаға түскен екі фракцияны беліп алды. Мұның жеңіл фракция-сында бірінші пигменттік системаның компоненттері болды.

Бұл системаға 690-700 нм сіңіретін а хлорофилі, е6 және / цитохромдары, құрамында мыс болатын пластоцианин белогы кіреді. р-700 хлорофилі энергияны “қармаушы” ролін атқарады. “Қармаушыға” бірінші пигменттік системаға кіретін барлық басқа молекулалардың сіңірген энергиясы жиналады. р-700 молекуласынан электрон энергиясы химиялық энергияға айналады. Пластоцианин бірінші системаның қызметін күшейтеді. Ал ауыр фракцияда екінші пигменттік системаның компоненттері болды.

Бұл системаға 670 нм жарық сәулесін сіңіретін а хлорофилі, 680 нм жарық сәулесін сіңі-ретін а хлорофилінің шағын мелшері және в хлорофилі кіреді. Сонымен қатар бүл системаға в цитохром да кіреді. Мұнда а-680 хлорофилінің молекуласы энергияны қармаушы ролін атқарады. Осындай және басқа да жүмыстардың негізінде фотосинтез моделі құрастырылды, онда бірінші және екінші пигменттік системалардың қатысуымен екі фотохимиялық реакция жүзеге асады деп есептейді.

Ғалымдардың бір тобы екі система да бір мезгілде, ал келесі тобы алдымен екінші пигменттік система әрекет етеді деп санайды. Жалпыға бірдей қабылданған модель бойынша екінші пигменттік система хлорофилінің молекуласы толқын үзындығы 650-670 нм

22-сурет. Фотосинтез кезінде электрондардың тасымалдану схемасы:

Пх - пластохинон; Пц - пластоцианин; В6 және І- цитохромдар; Рб-дф - рибулезодифосфат; Фд - ферредоксин; Ред - редуктаза; ФГК - фосфоглицерин қышқылы.

болатын жарықты сіңіреді, осының нәтижесінде хлорофилл қозады да, өзінің электронын белгісіз затқа (У) береді, электрон бұл заттан пластохинон (Пх) мен в6 цитохромға өтеді. Екінші системаның бір мезгілде қозған пигменттері су молекулаларымен әрекеттеседі де, оны сәуле арқылы тотығуға ұшыратады. Бұл реакция электронды су оттегінен аралық тасымалдаушыларға беру жолымен, сонымен қатар молекулалық оттегін бөліп шығару жолымен етеді. Электрон бірқатар тасымалдаушылар арқылы су оттегінен схеманың басында өз электронынан айрылған екінші пигменттік системаның тотыққан хлорофиліне дейін жетеді де, оны тотықсыздандырады. Осының арқасында хлорофилл қайтадан жарық квантын сіңіріп, сәуле арқылы тотығуға мүмкіндік алады.

Бірінші пигменттік системаны толқын ұзындығы 680-700 нм жарықпен қоздырғанда бұл система қызмет атқара бастайды. Қоз-ған хлорофилл бұл системада да белгісіз затқа (X) өтетін электрон бөліп шығарады. Кейбір зерттеушілер құрамында темір кездесетін ферредоксин белогын осындай (X) зат деп есептейді. Тотықсыз-данған ферредоксин өз электронын береді. Тотықсызданған NАDР-Н + Н+ бірінші фото-химиялық реакцияның ақырғы өнімі болып табылады. Ол бұдан соң СО2-нің углеводтарға дейін тотықсыздануына қатысады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.