Фотосинтездің жүйелердегі энергия ауысу процестері

I Кіріспе ... ... ... ... ... ... .3
II Негізгі бөлім.

2.1 Фотосинтездің жүйелердегі энергия ауысу процестері ... ... ... ... ... ... .4
2.2 Электрондардың циклсіз тасымалдануы және НадФН мен АТФ.тың синтезделуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...6
2.3 Электрондардың циклді тасымалдануы ... ... ... ... ... ... ... ... 9
2.4 Фотосинтездік фосфорлану ... ... ... ... ... ... ... ... ..10

III Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..11
IV Пайдаланылған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... .12

Өсімдіктегі фотосинтез процесі жезеге асатын негізгі мүше жапырақ болып есептеледі. Жоғары сатыдағы өсімдіктердің жапырақ тақтасы анотомиялық құрылысы жағынан үшке бөлінеді. 1) оның үстінгі және астыңғы бетін жамылғы ұлпа – эпиделіс қаптап жатады; 2) екі негізгі ассимилияциялық ұлпа – мезофил; 3) түтік талшық шоқтары. Жапырақтың үстінгі бетіндегі эпиделмис клеткалары ірі және түзу төрт бұрышты, сыртқы қабаттары қалыңдау болады. Жапырақ алқаның астыңғы жағындағы эпидермис клеткалары ұсақтау және устьицалары көбірек болады.
Жапырақтың негізгі жұмсақ бөлігі – мезофил астыңғы және үстіңгі эпидермис қабаттарының ортасында орналасқан. Ол бағаналы және борпылдақ деген екі ұлпадан тұрады.
Бағаналы ұлпа үстіңгі эпидермис клеткаларына беттесе жатады. Оның клеткалары ұзын, жұмырлау пішінді бір – бірімен тығыз, жапырақ бетіне перпендикуляр орналасады. Палисадтық паренхима негізінен ассимилияциялық ұлпа болып есептеледі,клкткаларының хлорафилдері көп. Төменгі эпидермиске жақын, және соған жанасып борпылдақ ұлпа орналасады. Клеткалары түзу пішінді болмай біреше қырлы араларда көптеген қуытар қалдырып орналасады. Палисадтық клеткалардың өзіндік пішіндері және орналасу реттілігі күн сәулесін сіңіруге және фотосинтез өнімдерінфлоемаға мүмкіндігінше қысқа жолмен жетуге ыңғайландырғанын байқады.
Борпылдақ ұлпа клеткаларының орналасуы, араларындағы қуыстарының пайдалануы. Судың және тасымалдануына және газ алмасу процесін жеңілдетуге ыңғайлылығын көрсетеді. Жүгерінің жапырақ алақанының ішкі құрылысын шомыр жапырағының анатомиясымен салыстырғанда, олардың ұқсас белгілерін және ұқсас еместерін де байқауға болады.
Ұқсас белгілеріне – екеуінде үш түрлі ұлпалардың айырмашылықтырына мезофил бөлігіндігін ұлпалардың клеткалары шомыр ұлпаларындағыдай айқын жіктелмеуі, үстіңгі эпидермисінде будақ клеткалар деп аталатын ірі – ірі клеткалар тобының болуы жатады.
Фотосинтез аппараттарының негізгі бөлігіне хлоропластағы пигменттер жүйесі жатады. Олар күн сәулелерін өзіне сіңіріп, оны химиялық энергияға айналдыру қызметіне айналдырады.

1. Ж. Қалекенұлы. Өсімдіктер физиологиясы. Алматы – 2004ж.
2. Ж. Жатқанбаев. Өсімдік физиологиясы. Алматы, «Мектеп» - 1988ж.
3. Н.А. Кенесарина. Өсімдіктер физиологиясы және биохимия негіздері. Алматы, «Мектеп» - 1988ж.
4. В.В. Полевой. Физиология растений. Москва, «Высшая школа» - 1989г.
5. Г.В. Қылышбаева, Ж.І. Сапарова, Р.К. Жұмаханова. Өсімдіктер физиологиясының практикумы. Шымкент – 2006ж.
6. С.И. Лебедев. Физиология растений. Москва – 1982ж.
7. Э. Либберд. Физиология расений. Москва – 1976 ж.
8. К.С. Сағатов. Өсімдіктер физиологиясы. Алматы, «Ғылым» - 2002 ж.
9. К.С. Сағатов. Өсімдіктер физиологиясяның практикумы, Алматы, «Ғылым» - 2002 ж.
10. В.А. Рубин. Курс физиологии растений. Москва – 1976 ж.

Пән: Биология
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 11 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны

I
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..3
II Негізгі бөлім.

1. Фотосинтездің жүйелердегі энергия ауысу
процестері ... ... ... ... ... ... . 4
2. Электрондардың циклсіз тасымалдануы және НадФН мен АТФ-тың
синтезделуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ... ... ... ... ...6
3. Электрондардың циклді
тасымалдануы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...9
4. Фотосинтездік
фосфорлану ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... 10

III
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... .11
IV Пайдаланылған
әдебиеттер ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
..12

Кіріспе.

Өсімдіктегі фотосинтез процесі жезеге асатын негізгі мүше жапырақ
болып есептеледі. Жоғары сатыдағы өсімдіктердің жапырақ тақтасы анотомиялық
құрылысы жағынан үшке бөлінеді. 1) оның үстінгі және астыңғы бетін жамылғы
ұлпа – эпиделіс қаптап жатады; 2) екі негізгі ассимилияциялық ұлпа –
мезофил; 3) түтік талшық шоқтары. Жапырақтың үстінгі бетіндегі эпиделмис
клеткалары ірі және түзу төрт бұрышты, сыртқы қабаттары қалыңдау болады.
Жапырақ алқаның астыңғы жағындағы эпидермис клеткалары ұсақтау және
устьицалары көбірек болады.
Жапырақтың негізгі жұмсақ бөлігі – мезофил астыңғы және үстіңгі
эпидермис қабаттарының ортасында орналасқан. Ол бағаналы және борпылдақ
деген екі ұлпадан тұрады.
Бағаналы ұлпа үстіңгі эпидермис клеткаларына беттесе жатады. Оның
клеткалары ұзын, жұмырлау пішінді бір – бірімен тығыз, жапырақ бетіне
перпендикуляр орналасады. Палисадтық паренхима негізінен ассимилияциялық
ұлпа болып есептеледі,клкткаларының хлорафилдері көп. Төменгі эпидермиске
жақын, және соған жанасып борпылдақ ұлпа орналасады. Клеткалары түзу
пішінді болмай біреше қырлы араларда көптеген қуытар қалдырып орналасады.
Палисадтық клеткалардың өзіндік пішіндері және орналасу реттілігі күн
сәулесін сіңіруге және фотосинтез өнімдерінфлоемаға мүмкіндігінше қысқа
жолмен жетуге ыңғайландырғанын байқады.
Борпылдақ ұлпа клеткаларының орналасуы, араларындағы қуыстарының
пайдалануы. Судың және тасымалдануына және газ алмасу процесін жеңілдетуге
ыңғайлылығын көрсетеді. Жүгерінің жапырақ алақанының ішкі құрылысын шомыр
жапырағының анатомиясымен салыстырғанда, олардың ұқсас белгілерін және
ұқсас еместерін де байқауға болады.
Ұқсас белгілеріне – екеуінде үш түрлі ұлпалардың айырмашылықтырына
мезофил бөлігіндігін ұлпалардың клеткалары шомыр ұлпаларындағыдай айқын
жіктелмеуі, үстіңгі эпидермисінде будақ клеткалар деп аталатын ірі – ірі
клеткалар тобының болуы жатады.
Фотосинтез аппараттарының негізгі бөлігіне хлоропластағы пигменттер
жүйесі жатады. Олар күн сәулелерін өзіне сіңіріп, оны химиялық энергияға
айналдыру қызметіне айналдырады.
Будақ клеткалар дара жарнақтылардың ішіндегі астық тұқымдастарда
жақсы жетілген. Ауа райы құрғақ кезде жапырақтар сыртына қарай ширатылып,
жұмырланып қалады (мысалы, бетеге, қау, селеу және т.б.), ал жаңбыр жауып,
топырақ және ауа ылғалдылығы көбейген кезде қайтадан жазылады да, өзінің
бұрынғы қалпына келеді.

1. Фотосинтездің жүйелердегі энергия ауысу процестері.

Фотосинтездің жарық сатысы фотосинтездік жүйелер құрамындағы
пигменттердің жарық квантын (фотон) сіңіруінен басталады. Жоғарыда
көрсетілгендей жеке пигменттердің сіңіретін сәулелері спектрдің әр түрлі
аймақтарына тура келеді. Бұл ерекшеліктер олардың молекулаларындағы
электрондардың орналасу реттеріне байланысты.
Пигменттің фотонды сіңіруінен оның молекуласындағы электрондардың
орналасуы өзгеріп ырықтанған күйге ауысады. Масалы, қызыл сәуле квантын
сіңрген хлорофил молекуласы қозған синтглеттік – S2* күйге көшеді.
Энергиясы молырақ көк сәуле кванты сіңгенде электрон одан да жоғары қозған
деңгейге (орбиталь) – S2* көтеріледі. Хлорофилдің қозған – энергетикалық
деңгейі жоғарылаған молекуласы бірнеше жолмен бұрыңғы қалпына қайтып
келеді. Осы күйдегі энергияның біраз бөлігін жылу түрінде бөліп шығарып
хлорофилл молекуласы ұзын толқынды жарық квантын сәулелендіру мүмкін. Бұл
құбылыс флуоресценсия деп аталады. Энергияның ендігі бөлігі молекула
синглеттік қозған күйден тұрақтылау триплеттік – Т күйге ауысқанда
бөлінеді. Осы күйдегі молекула одан да ұзын толқынды жарық квантын
сәулелендіріп (фосфоресценсия) негізгі күйіне қайтып келеді.
Ең соңында қозған молекуладағы энергия фотохимиялық реакцияларға
жұмсалады.
Осындай өзгерістер фотосинтездік жүйелер құрамындағы барлық пигмент
молекулаларына тән деуге болады. Яғни, олардың әрқайсысы өздерінің
молекулалық құрлысына байланысты толқын ұзындықтары түрліше сәулелердің
сіңіріп, оны соңында реакциялық орталықтағы фотохимиялық реакцияға тікелей
қатысатын хлорофилл (Р700, Р680) молекулаларына жеткізеді.
Бірінші және екінші фотосинтездік жүйелердегі энергияның ауысуы
жоғарыдан төмен қарай аққан сияқты болады. Оның мәнісі квант энергиясы
антенналық пигменттерден реакциялық орталықтағы Р700 және Р 680
пигменттеріне жеткенше біртіндеп азаяды. Сонымен, жарық жинаушы антенна
пигменттері (ЖЖП) реакциялық орталық пигменттеріне қарағанда энергиясы
молырақ (қысқа толқынды) фотондарды сіңіреді. Сондықтан, қозу энергиясы
фото жүйелерінде Р700 немесе Р680 пигменттерге жеткенсін кері бағытта
ауыспайды да, фотохимиялық реакциялар энергияның жұмсалуын ең тиімді жолы
болып қалады.
Осы айтылғандарға сәйкес фотожүйелердегі энергия аусуының мүмкін
бірізділігін бейнелеуге де болады.
Фотожүйелердегі және тиісті жарық жинаушы комплекстегі пигменттердің
болжамды орналасуы және әрекеттестігі (Т.Гудвин, Э.Мерсер, 1986):
I6 II ФЖ – фотожүйелер, ЖЖК – жарық жинаушы комплекс.
Қозған пигмент молекулаларындағы энергияның I және II фотожүйелердегі
Р немесе Р пигменттерге жеткенге дейінгі геометриялық жылжу жолы бағытсыз,
кездейсоқ шарлауға ұқсас деп есептеледі. Реакциялық орталықтардың жарық
жинаушы молекулалардың арасында орналасуы кездейсоқ болуы мүмкін. Демек,
біріншіден, антеннадағы кез келген молекулаға сіңген энергия басқа
малекулаларға ауысып соңында кез келген реакциялық орталыққа енуі мүмкін.
Екіншіден белгілі бір реакциялық орталық антеннадағы молекулалардың белгілі
тобынан ғана энергия қабылдап және пигменттік жүйедегі сіңген кез келген
квант және тек бір ғана реакциялық орталыққа енуі мүмкін.
Реакциялық орталықтағы фотохимиялық реакция өте жылдам жүзеге асатын
болуы керек. Ондай болмаса, қозған синглеттік күйдегі Р және Р өз
энергиясын флуоресценцияға шығындар еді. Шындығында фотосинтездеуші
бактерияларда фотохимиялық реакция шамамен 6-10 секундте, яғни
флуоресценция мезгілінен бірнеше рет жылдамырақ іске асады екен. Ендеше,
реакция осындай жылдамдықпен өтуі үшін пигменттердің әрқайсысы Р (немесе Р)
тилакоид мембранасында өз энергиясын беретін тотығу-тотықсыздану
жүйесімен қатар орналасуы қажет. Сондай-ақ, тотығу-тотықсыздану жүйесімен Р
( немесе Р) пигментке электрон беретін тотығу-тотықсыздану жүйесі онымен
қатарласып, жақын орналасуы керек.
Қозған Р және Р пигменттерінен бөлінген электрондардың әсерінен
феофитин және А деп бөлінетін белокты жүйелердің тотықсыздануымен жарық
қажет ететін реакцияларын аяқталады. Басқа реакциялардың барлығы, соның
ішінде НАДН және АТФ – тың пайда болуы да жарықты қажет етпейді.
Дегенмен, фотосинтездің жарықты қажет ететін (жарық сатысы)
реакциялары өте күшті тотықсыздырғыш НАДФН –тың және макроерітінді АТФ-тің
синтезделуімен аяқтвалады деуге болады. НАДФ –тың НАДФН-қа айналуына
(тотықсыздануына) қажетті электрондар су малекуласына бөлінеді.

2. Электрондардың циклсіз тасымалдануы және НадФН мен АТФ-тың
синтезделуі.

Бұл процесс циклсіз фотосинтездік фосфорлану деп аталады, циклсіз деп
аталуы – электрондардың айналымсыз жолмен тасымалдануына байланысты да,
фото деп аталуы электрондар тек энергияның әсеріне жылжитындығында;
фосфорлану деп аталу себебі бұл процесте бөлінген энергия АДФ-тің
фосфорлану АТФ синтезделуіне жұмсалатындығына байланысты.
Электронгдардың тасымалдану жолын шартты түрде 5 бөлікке бөлуге
болады. Олардың екеуі пигменттік (фотосинтездік) жүйелер, үшеуі – электрон
тасмалдаушы тізбектер: біреуі электрондарды қозған Р*700-ден алып НАДФ-қа
жеткізеді, екіншісі (аралық) – электрондарды қозған күйдегі Р*680-ден
пигменттен Р*700-ге жеткізеді; оттегінің бөліну жүйесі деп аталатын
үшіншісі электрондарды су малекулсына қабылдап, Р пигментіне ауыстырады.
Электрондардың осылайша судан НАДФ-қа дейінгі тасымалдану желісі (жолы).
1 Электрондардың Р-ден НАДФ-қа дейін тасымалдану тізбегі. Осы
тізбектегі қозған күйдегі Р пигменттен электрондарды бірінші болып
қабылдайтын қабылдағыштың (акцептордың) тегі көпке дейін анықталмай,
шамамен Х деп белгіленіп келді. Кейінірек ол акцептордың а хлорофилдің
мономерлі түрі (А) екндігі анықталды. Одан электрондар құрамында темір,
күкірт атомдары бар белоктарға (ҒеS –белоктар) тасымалданады. Олардың
алдыңғыы А деп, соңғысы А деп белгіленеді. Тотықсызданған ҒеS белоктан (А)
электондар ферредоксинді жүйеге ауысады. Хлоропластардағы ферредоксин үш
түрлі күйде кездесетіндігі дәлелденді: еріген ферредоксин – потенциялы
Е=0.43 В-0,43 В болатын, құрамында (2 Ғе – 2 S ) – орталығы бар; қарған
екеуі – ФД және ФД (потенциялдары Е =-0,59 және -0,54)мембраналарда
байланысқан, орталықтары – 4Ғе – 4S. Тотықсызданған А осылардың біреуін
тотықсыздандырады да, одан электрон еріген күйдегі ферредоксинге ауысады.
Ал, ферредоксиннің ФД түрі электрондардың циклі (айналымды) тасымалдануға
қатысады.
Еріген ферредоксин хлоропластағы тотығу – тотықсыздану жүйесі –
фермент: НАДФ-оксиредуктаза және ФАД – протинимен 1:1 қатынастағы жиынтық
құрамына енеді. Бұл жиынтық тилакойдтың сыртқы мембранасында әлсіз
байланысқан деп есептеледі. ФАД –ферредоксин: НАДФ-редуктазаның
тотықсыздануына екі электрон және екі протон қажет. Протондар қоршаған
ортадағы (ұлпа) судан, электрондар- тотықсызданған ферредоксиннің екі
молекуласынан алынады. Содан соң тотықсызданған флавопртеиін НАДФ-ты
тотықсыздандырады. Нәтижесінде НАДФН және Н пайда болады.
2. Электрондардың аралық тасымалдану тізбегі. Электронның басқа
аксепторға берген Р пигменті бос катион – радикалға (Р) айналады. Ол
бұрынғы қалпына келіп, циклсіз тасымалдану жалғасуы үшін қажетті
электрондарды (энергия) потенциялы жоғарылау (Е= +0,37 В) пластоцианиннен
алады. Пластоанен – молекулалық массасы 2100 шамадағы белок. Оның
хлороплпстағы концентрациясы хлорофилдердің жалпы мөлшерінің 0,2 – дей
шамада болады.
Электронның Р пигментке беріп, тотыққан пластоцианинді цитохром (Е=+0,36
В) тотықсыздандырады. Тотыққан цитохром екі электронды потенциялы Е-+0,1 В,
тотығу – тотықсыздану жүйе – пластохинон пластохинол (суретте ПХ – ПХН)
арқылы тотықсызданады. Бұл жүйеден екі электронмен қатар екі протон да
бөлінеді. Олар АТФ синтезіне қажет.
Хлоропластардағы пластохинон мөлшері басқа тотығу – тотықсыздану
жүйелерінің мөлшерінен анғұрлы көбірек, концентрациясы хлорофилдің жалпы
концентрасиясының 5-10 не жетеді. Сонымен қатар осы тізбекткгі
тасымалдаушылардың ішінде пластохинон ғагна электрон акцепторларының
көптеген қорын түзеді.
Пластохинонды тотықсыздандыратын цитохром потенциялы (Е) жағынан екі
түрлі болады. Соның потенциялы төмендеуі арқылы пластохинон тотықсызданады.
Кейбір жағдайда Р пигментті тотықсыздандыра алатын, потенциялы жоғарылау
түрі (Е=+0,37) циклсіз тізбекке қатыспайды.
Төмен потенциалды феррицитохром ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.