Ақпарат

2.23: Фотосинтездің қысқаша мазмұны - Биология

2.23: Фотосинтездің қысқаша мазмұны - Биология


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Фотосинтез дегеніміз не?

Күн сәулесіндегі энергияны азық -түлік (глюкоза) үшін пайдалану процесі. Бұл шынымен де қарапайым ма? Әрине жоқ. Көріп отырғаныңыздай, фотосинтез көптеген қарапайым қадамдарды қамтиды, олардың барлығы бір қарапайым теңдеуге жинақталған. Фотосинтезді сипаттайтын бес тұжырымдамада бұл процесс кіріспе түрінде берілген. Әлбетте, бұл ұғымдардың ауқымынан тыс болса да, одан да көп мәліметтерді қосуға болар еді.

Фотосинтез

Қорытынды

Келесі 10 тармақ фотосинтезді қорытындылайды.

  • 6CO2 + 6 сағ2O + Жарық энергиясы → C6Х12О6 + 6O2
  • Автотрофтар химиялық энергияны өздері құрастырған көмірсулардағы тағам молекулаларында сақтайды. Автотрофтардың көпшілігі өздерінің «тамағын» күн энергиясын пайдаланып фотосинтез арқылы жасайды.
  • Фотосинтез өсімдік жасушаларына тән органоид хлоропластта жүреді.
  • Фотосинтездің жеңіл реакциялары хлоропласттың тиракоидты мембраналарында жүреді.
  • Электрон тасымалдағыш молекулалары химиялық энергияны уақытша сақтайтын ATP және NADPH шығаратын электронды тасымалдау тізбектерінде орналасқан.
  • Жарық реакциялары күн сәулесінен энергия алады, олар NADPH және АТФ молекулаларында сақталатын химиялық энергияға айналады.
  • Жарық реакциялары оттегі газын қалдық өнім ретінде де шығарады.
  • Кальвин циклінің реакциялары көміртекті (атмосферадағы көмірқышқыл газынан) RuBP деп аталатын қарапайым бес көміртекті молекулаға қосады.
  • Кальвин циклінің реакциялары жарық реакцияларында пайда болған NADPH және ATP химиялық энергиясын пайдаланады.
  • Кальвин циклінің соңғы өнімі глюкоза болып табылады.

Жиі қойылатын сұрақтар

  • Фотосинтез дегеніміз не?

Күн сәулесіндегі энергияны тамақ (глюкоза) жасау үшін пайдалану процесі. Бірақ, әрине, бұл қарапайым мәлімдемеден әлдеқайда күрделі. Фотосинтез - көмірқышқыл газын бекіту, энергияны көмірсуларға беру және процесте оттегіні босату үшін күн сәулесіндегі энергияны пайдаланатын көп сатылы биохимиялық жол.

  • NADPH дегеніміз не?

Никотинамид аденин динуклеотид фосфаты, фотосинтездің жеңіл реакцияларында түзілетін энергия тасымалдаушы молекула. NADPH - NADP электронды акцепторының қысқартылған түрі+. Жарық реакцияларының соңында күн сәулесінен түсетін энергия NADP -ке өтеді+, NADPH өндіреді. NADPH -дегі бұл энергия Кальвин циклінде қолданылады.

  • Жарық реакцияларында қолданылатын протондар қайдан келеді?

Жарық реакцияларында қолданылатын протондар фотолизден, судың бөлінуінен болады, онда Н2O молекулалары сутегі иондарына, электрондарға және оттегі атомдарына бөлінеді. Сонымен қатар, күн сәулесінің энергиясы бірінші электрондарды тасымалдау тізбегі кезінде тилакоид люменіне протондарды айдау үшін пайдаланылады, бұл хемиосмотикалық градиентті құрайды.

  • Сіз Калвин циклі мен Кребс циклін қалай ажыратасыз?

Кальвин циклі фотосинтездің жарыққа тәуелсіз реакцияларының бөлігі болып табылады. Кальвин циклі ATP және NADPH пайдаланады. Кребс циклы жасушалық тыныс алудың бөлігі болып табылады. Бұл цикл ATP және NAPH құрайды.

  • Өсімдікте фотосинтез және жасушалық тыныс алу бір уақытта бола ма?

Иә. Фотосинтез хлоропластарда жүреді, ал жасушалық тыныс алу митохондрияда жүреді. Фотосинтез глюкоза мен оттегін жасайды, содан кейін олар жасушалық тыныс алудың бастапқы өнімдері ретінде пайдаланылады. Жасушалық тыныс алу фотосинтез үшін бастапқы өнімдер болып табылатын көмірқышқыл газы мен суды (және АТФ) құрайды (күн сәулесімен бірге).

Жалпы қате түсініктер

  • Студенттердің қате түсінігі - өсімдіктер күндізгі уақытта ғана фотосинтездейді, ал түнде жасушалық тыныс алады. Кейбір оқу әдебиеті тіпті бұл туралы айтады. Жарық реакциялары тек күн шыққан кезде ғана болатыны рас, бірақ жасушаларда тыныс алу түнде ғана емес, үздіксіз жүреді.
  • Фотосинтездің «қараңғы реакциялары» - бұл қате атау, бұл студенттерді көміртектің фиксингетикалық фиксациясы түнде жүреді деп сенуге әкеледі. Бұл дұрыс емес. Қараңғы реакциялардың орнына Кальвин циклы немесе жарыққа тәуелсіз реакциялар терминін қолданған жөн.
  • Фотосинтездің соңғы өнімі глюкоза болса да, глюкоза крахмал түрінде сақталады. Крахмал шамамен (C6Х10О5)n, мұнда n мыңда. Крахмал мыңдаған глюкоза молекулаларының конденсациясы нәтижесінде түзіледі.

Толығырақ

Келесі сұрақтарға жауап беру үшін осы ресурсты пайдаланыңыз.

  • Өсімдіктер туралы оқытқанда қате түсініктерден аулақ болыңыз http://www.actionbioscience.org/education/hershey.html сайтында
  1. Неліктен фотосинтезге хлорофилл емес, хлоропласттар қажет деп айту орынды?
  2. Неліктен фотосинтез үшін алтыдан көп су молекуласы қажет?
  3. Өсімдіктер жасыл жарықты сіңіре ме? Жауабыңызды түсіндіріңіз.

Биологиядағы фотосинтез дегеніміз не

Биологиядағы фотосинтез дегеніміз не:- фотосинтез - күрделі көмірсулар жарықтың қатысуымен су мен көмірқышқыл газының көмегімен жасыл бөліктермен синтезделетін анаболикалық процесс. Бұл процесс кезінде жасыл өсімдік күн энергиясын ұстап, оны химиялық энергияға айналдырады. Бұл энергия аденозин трифосфат түрінде сақталады (АТФ) никотинамид аденин динуклеотид фосфаты (NADPH) азаяды. өсімдіктер бұл энергияны көмірсулар түзілетін көмірқышқыл газын азайту үшін пайдаланады. Сондықтан бұл процесс көміртегі ассимиляциясы деп те аталады.

Фотосинтезді фотосинтез деп анықтауға болады, бұл анаболикалық процесс, онда күрделі көмірсулар көміртегі диоксиді және су сияқты қарапайым заттардан өсімдіктердің хлорофилл жасушалары жарықтың қатысуымен синтезделеді, ал оттегі қосымша өнімдер болып табылады.

Бұрын фотосинтез механизмі келесі қарапайым теңдеу арқылы ұсынылған:

6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2 ↑


Тараудың қысқаша мазмұны

Фотосинтез процесі Жердегі тіршілікті өзгертті. Күннен энергия алу арқылы фотосинтез эволюциясы тірі организмдерге орасан зор энергияға қол жеткізуге мүмкіндік берді. Фотосинтездің арқасында тірі заттар жаңа құрылымдар құруға және биологиялық әртүрлілікке қол жеткізуге мүмкіндік беретін жеткілікті энергияға қол жеткізді.

Фотосинтезді тек кейбір организмдер (фотоавтотрофтар) орындай алады, олар белгілі спектрдің толқын ұзындығын сіңіретін және күн сәулесінен энергия алатын хлорофиллдің болуын талап етеді. Фотосинтез көмірқышқыл газы мен суды көмірсулар молекулаларын жинау және оттегіні қосалқы өнім ретінде атмосфераға шығару үшін пайдаланады. Өсімдіктер мен балдырлар сияқты эукариоттық автотрофтарда хлоропласт деп аталатын органеллалар болады, онда фотосинтез жүреді, крахмал жиналады. Прокариоттарда, мысалы, цианобактерияларда процесс азырақ локализацияланған және қатпарлы мембраналар ішінде, плазмалық мембрана ұзартуларында және цитоплазмада жүреді.

8.2 Фотосинтездің жарыққа тәуелді реакциялары

Фотосинтездің бірінші бөлігінің пигменттері, жарыққа тәуелді реакциялар, күн сәулесінен энергия сіңіреді. Фотон фотосинтезді бастау үшін II фотосистеманың антенна пигменттеріне түседі. Энергия құрамында хлорофилл бар реакция орталығына барады а содан кейін сутегі иондарын тилакоидтың ішкі бөлігіне айдайтын электронды тасымалдау тізбегіне өтеді. Бұл әрекет сутегі иондарының жоғары концентрациясын қалыптастырады. Сутегі иондары хемиосмос кезінде АТФ синтазасы арқылы ағып АТФ молекулаларын түзеді, олар фотосинтездің екінші сатысында қант молекулаларының түзілуіне қолданылады. I фотожүйесі екінші фотонды сіңіреді, нәтижесінде NADPH молекуласы пайда болады, бұл жарыққа тәуелсіз реакциялар үшін басқа энергия мен төмендетуші тасымалдаушы.

8.3 Органикалық молекулалар жасау үшін жарық энергиясын пайдалану

Фотосинтездің, жарыққа тәуелсіз реакциялар немесе Кальвин циклінің алғашқы қадамдарында пайда болған энергия тасымалдаушыларды пайдалана отырып, CO2 алады.2 атмосферадан. RuBisCO ферменті СО -мен реакцияны катализдейді2 және басқа органикалық қосылыс, RuBP. Үш циклден кейін G3P үш көміртекті молекуласы көмірсулар молекуласының бөлігі болу үшін циклден шығады. Қалған G3P молекулалары RuBP -ге регенерациялану үшін циклде қалады, содан кейін СО -мен көбірек әрекеттесуге дайын болады.2. Фотосинтез жасушалық тыныс алу процесімен бірге энергия айналымын құрайды. Өсімдіктерде хлоропласттар мен митохондриялар болғандықтан, олар фотосинтезге де, тыныс алуға да, жарықта да, қараңғыда да жұмыс істеуге және маңызды метаболиттерді өзара алмастыруға қабілетті.


8.2 Фотосинтездің жарыққа тәуелді реакциясы

Бұл бөлімде сіз келесі сұрақтарды зерттейсіз:

  • Өсімдіктер күн сәулесінен энергияны қалай сіңіреді?
  • Жарықтың қысқа және ұзын толқын ұзындығының айырмашылығы неде? Фотосинтезде қандай толқын ұзындығы қолданылады?
  • Фотосинтез өсімдік ішінде қалай және қайда жүреді?

AP ® курстарына қосылу

Фотосинтез екі кезеңнен тұрады: жарыққа тәуелді реакциялар және жарыққа тәуелсіз реакциялар немесе Кальвин циклі. Жарыққа тәуелді реакциялар жарық болған кезде пайда болады. Фотосинтездің жалпы теңдеуі оның тотығу-тотықсыздану реакциясы екенін көрсетеді көмірқышқыл газы тотықсызданады және су оттегін алу үшін тотығады:

Жарыққа тәуелді реакциялар хлоропласттардың тилакоидтық мембраналарында, ал Кальвин циклі хлоропласттардың стромасында жүреді. Тилакоидты мембраналарға екі фотожүйе (PS I және PS II) енгізілген, олар күн энергиясын ұстап тұратын пигменттердің кешендері болып табылады. Хлорофиллдер а және б көрінетін жарық спектрінен күлгін, көк және қызыл толқын ұзындығын сіңіріп, жасыл түске шағылысады. Каротиноидты пигменттер күлгін көк-жасыл жарықты сіңіреді және сарыдан қызғылт түске дейін шағылыстырады. Күннің ұзақтығы мен температура сияқты қоршаған орта факторлары жылдың белгілі бір уақытында пигменттердің басым болуына әсер етеді. Екі фотожүйе бір уақытта жұмыс істегенімен, оларды бөлек зерттеу оңайырақ. II фотожүйеден бастайық.

Жарық фотоны фотосинтезді бастау үшін PS II антенна пигменттеріне түседі. Циклды емес жолда PS II фотондарды PS I -ге қарағанда сәл жоғары энергия деңгейінде түсіреді (толқын ұзындығы қысқа жарық көп энергия алып жүретінін есте сақтаңыз.) Жұтылған энергия құрамында хлорофилл бар антенна пигментінің реакция орталығына өтеді. а және хлорофиллді жоғарылатады а электрондарды жоғары энергетикалық деңгейге шығарады. Электрондарды негізгі электронды акцепторлық протеин қабылдайды, содан кейін тиракоидты мембранаға енген электронды тасымалдау тізбегіне өтеді. PS II -де сіңірілген энергия суды тотықтыруға (бөлуге) жеткілікті, атмосфераға оттегін бөліп шығарады, су тотығуынан бөлінетін электрондар хлорофилл реакция орталығынан күшейтілген электрондардың орнын басады. Реакция орталығының электрондары хлорофилл электронды тасымалдаушы ақуыздар сериясынан өтетіндіктен, сутегі иондары (Н +) химиосмоз арқылы мембранадан тілакоидтың ішкі жағына айдалады. (Егер бұл таныс болып көрінсе, солай болуы керек. Біз жасушалық тыныс алудағы жасушалық тыныс алуды зерттеу барысында хемиосмосты зерттедік.) Бұл әрекет H+ иондарының жоғары концентрациясын қалыптастырады және олар АТФ синтазасы арқылы ағып жатқанда, АТФ молекулалары түзіледі. Бұл АТФ молекулалары фотосинтездің екінші сатысы Кальвин цикліндегі көмірсулардың синтезі үшін бос энергияны қамтамасыз ету үшін пайдаланылатын болады. Электрондық тасымалдау тізбегі PS II мен PS I байланыстырады, PS II -де болатын оқиғаларға ұқсас, бұл екінші фотожүйе екінші жарық фотонын жұтады, нәтижесінде NADP -тен NADPH молекуласы пайда болады.+. NADPH -де тасымалданатын энергия Кальвин циклінің химиялық реакцияларын күшейту үшін де қолданылады.

Бөлімде ұсынылған ақпарат пен мысалдар кестеде көрсетілгендей AP ® биология курсының құрылымының үлкен идеясы 2 тұжырымдамалары мен оқу мақсаттарын қолдайды. Оқу бағдарламасы шеңберінде көрсетілген оқу мақсаттары AP ® Биология курсының ашық негізін, зертханалық тәжірибені, нұсқаулық әрекеттерді және AP ® емтихан сұрақтарын қамтамасыз етеді. Оқу мақсаты қажетті мазмұнды жеті ғылыми тәжірибенің біреуімен немесе бірнешеуімен біріктіреді.

Үлкен идея 2 Биологиялық жүйелер бос энергия мен молекулалық құрылыс блоктарын өсу, көбею және динамикалық гомеостазды сақтау үшін пайдаланады.
Тұрақты түсінік 2.A Тірі жүйелердің өсуі, көбеюі және қызмет етуі бос энергия мен материяны қажет етеді.
Маңызды білім 2.A.2 Эукариоттардағы фотосинтездің жарықтан тәуелсіз реакциялары жарықта болатын бос энергияны алатын реакциялар сериясын қамтиды.
Ғылыми практика 1.4 Студент жағдайларды талдауға немесе мәселелерді сапалы және сандық түрде шешуге ұсыныстар мен модельдерді қолдана алады.
Ғылыми практика 3.1 Студент ғылыми сұрақтар қоя алады.
Оқу мақсаты 2.4 Студент организмдерге бос энергияны ұстауға, сақтауға және пайдалануға қандай механизмдер мен құрылымдық ерекшеліктер мүмкіндік беретіні туралы ғылыми сұрақтар қою үшін ұсынуларды пайдалана алады.
Маңызды білім 2.A.2 Эукариоттардағы фотосинтездің жарықтан тәуелсіз реакциялары жарықта болатын бос энергияны алатын реакциялар сериясын қамтиды.
Ғылыми практика 6.2 Студент ғылыми тәжірибе арқылы алынған дәлелдерге сүйене отырып, құбылыстарға түсініктеме бере алады.
Оқу мақсаты 2.5 Студент организмдерге бос энергияны алуға, сақтауға немесе пайдалануға мүмкіндік беретін жасушалардың механизмдері мен құрылымдық ерекшеліктерін түсіндіре алады.
Үлкен идея 4 Биологиялық жүйелер өзара әрекеттеседі және бұл жүйелер мен олардың өзара әрекеттесуі күрделі қасиеттерге ие.
Тұрақты түсіністік 4.A Биологиялық жүйелердегі өзара әрекеттесу күрделі қасиеттерге әкеледі.
Маңызды білім 4.A.2 Хлоропласттар - фотосинтез арқылы энергия алатын арнайы органоидтар.
Ғылыми практика 6.4 Студент ғылыми теориялар мен модельдерге сүйене отырып, табиғат құбылыстары туралы талаптар мен болжамдар жасай алады.
Оқу мақсаты 4.4 Студент жасуша асты органеллалардың өзара әрекеттесуі туралы болжам жасай алады.
Маңызды білім 4.A.2 Хлоропласттар - фотосинтез арқылы энергия алатын арнайы органоидтар.
Ғылыми практика 6.2 Студент ғылыми тәжірибе арқылы алынған дәлелдерге сүйене отырып, құбылыстарға түсініктеме бере алады.
Оқу мақсаты 4.5 Студент субклеткалық құрылымдардың өзара әрекеттесулері маңызды функцияларды қалай қамтамасыз ететіні туралы ғылыми дәлелдерге негізделген түсініктемелерді құра алады.
Маңызды білім 4.A.2 Хлоропласттар - фотосинтез арқылы энергия алатын арнайы органоидтар.
Ғылыми практика 1.4 Студент жағдайларды талдауға немесе мәселелерді сапалы және сандық түрде шешуге ұсыныстар мен модельдерді қолдана алады.
Оқу мақсаты 4.6 Студент мамандандырылған функциялары бар жасуша асты құрылымдардың өзара әрекеттесуі маңызды функцияларды қалай беретінін сипаттау үшін жағдайларды сапалы талдау үшін ұсыныстар мен модельдерді қолдана алады.

Мұғалімге қолдау көрсету

Бұл бөлімде фотосинтездің бірінші жартысы қарастырылады. Бұл реакциялар жарық энергиясын алады және фотосинтездің екінші жартысын қамтамасыз ету үшін оны химиялық заттарда қысқа уақыт сақтайды. Бұл жерде бос оттегін шығаруға болады, бірақ көмірқышқыл газы ұсталмайды немесе бекітілмейді.

Science Practice Challenge Questions құрамында осы бөлімге арналған қосымша сынақ сұрақтары бар, олар сізге AP емтиханына дайындалуға көмектеседі. Бұл сұрақтар келесі стандарттарға жауап береді:
[APLO 2.5] [APLO 2.16] [APLO 2.18] [APLO 1.9] [APLO 1.32] [APLO 4.14] [APLO 2.2] [APLO 2.3] [APLO 2.23] [APLO 1.15] [APLO 1.29]

Жарықты тамақ жасау үшін қалай қолдануға болады? Адам шамды қосқанда электр энергиясы жарық энергиясына айналады. Кинетикалық энергияның барлық басқа түрлері сияқты, жарық та саяхат жасай алады, пішінін өзгерте алады және жұмысқа жұмылдырылады. Фотосинтез жағдайында жарық энергиясы химиялық энергияға айналады, оны фотоавтотрофтар көмірсу молекулаларын құруға қолданады (8.9 -сурет). Алайда автотрофтар күн сәулесінің бірнеше нақты компоненттерін ғана пайдаланады.

Жарық энергиясы дегеніміз не?

Мұғалімге қолдау көрсету

Кемпірқосақтың не екенін бәрі біледі, бірақ кейбір оқушылар оны нақты жарық көздеріне қоса алмауы мүмкін. Жарықтың сынуының қандай да бір әдісін алыңыз, мысалы, призма және оны бірнеше жарық көздерінің компоненттерін ажырату үшін қолданыңыз, мысалы, ескі, қыздыру шамы, шамның жаңа флуоресцентті түрі және нақты күн сәулесі.

Электромагниттік спектрді талқылағанда, біреу радиостанцияны оның нөміріне, мысалы, терудегі 92.1 немесе 1450 ретінде орнатқанда, олар шынымен радионы станция қолданатын спектрдің белгілі бір толқын ұзындығына орнатып жатқанын қосыңыз.

Күн орасан көп электромагниттік сәуле (күн энергиясы) шығарады. Адамдар бұл энергияның бір бөлігін ғана көре алады, сондықтан оның бөлігін «көрінетін жарық» деп атайды. Күн энергиясының таралу тәсілі толқындар деп сипатталады. Ғалымдар толқын ұзындығын, толқынның дәйекті нүктелерінің арасындағы қашықтықты өлшеу арқылы толқынның энергиясының мөлшерін анықтай алады. Бір толқын қатарынан екі нүктеден өлшенеді, мысалы, шыңнан шыңға немесе шұңқырдан науаға дейін (8.10 -сурет).

Көрінетін жарық күн мен басқа жұлдыздардан шығатын электромагниттік сәулеленудің көптеген түрлерінің біреуін ғана құрайды. Ғалымдар электромагниттік спектрде күннен сәулелену энергиясының әртүрлі түрлерін ажыратады. Электромагниттік спектр - сәулеленудің барлық мүмкін жиіліктерінің диапазоны (8.11 -сурет). Толқын ұзындығының айырмашылығы олар тасымалдайтын энергия мөлшеріне байланысты.

Электромагниттік сәулеленудің әр түрі белгілі бір толқын ұзындығында таралады. Толқын ұзындығы неғұрлым ұзағырақ болса (немесе диаграммада ол неғұрлым созылған болса), соғұрлым аз энергия тасымалданады. Қысқа, тығыз толқындар ең көп энергияны тасымалдайды. Бұл қисынсыз болып көрінуі мүмкін, бірақ оны ауыр арқанның қозғалатын бөлігі ретінде қарастырыңыз. Ұзын, кең толқындарда арқанды жылжыту үшін адамға аз күш қажет. Арқанды қысқа, тығыз толқындармен жылжыту үшін адамға әлдеқайда көп энергия жұмсау керек.

Электромагниттік спектр (8.11-сурет) күн сәулесінен шығатын электромагниттік сәулеленудің бірнеше түрін көрсетеді, оның ішінде рентген және ультракүлгін (ультракүлгін) сәулелер. Жоғары энергиялы толқындар тіндерге еніп, жасушалар мен ДНҚ-ны зақымдай алады, бұл рентген сәулелерінің де, ультракүлгін сәулелердің де тірі организмдерге зиянды екенін түсіндіреді.

Жарықтың жұтылуы

Мұғалімге қолдау көрсету

Әрбір толқын ұзындығындағы энергия мөлшерінің айырмашылығын және энергияны алу үшін толқын ұзындығының пайдалылығын атап көрсетіңіз. «Өсетін жарықта» не бар екенін талқылаңыз (үй ішінде өсірілетін өсімдіктер үшін жасанды жарық көзі).

Жарық энергиясы пигменттер жарықты жұтқан кезде фотосинтез процесін бастайды. Органикалық пигменттер, адамның сетчаткасында болсын, немесе хлоропластты тиракоидта болсын, сіңіре алатын энергия деңгейлерінің тар диапазонына ие. Қызыл жарықпен көрсетілгеннен төмен энергия деңгейлері орбиталық электронды қоныстанған, қозғалған (кванттық) күйге көтеру үшін жеткіліксіз. Көгілдір жарықтан жоғары энергия деңгейі ағарту деп аталатын молекулаларды физикалық түрде жояды. Осылайша, ретинальды пигменттер тек 700 нм-ден 400 нм-ге дейінгі жарықты «көре» (сіңіреді), сондықтан көрінетін жарық деп аталады. Дәл осындай себептерге байланысты өсімдіктердің пигментті молекулалары толқын ұзындығының 700 нм -ден 400 нм диапазонында тек жарықты жұтады өсімдіктер физиологтары өсімдіктер үшін бұл диапазонды фотосинтетикалық белсенді сәуле деп атайды.

Адамдар ақ жарық ретінде көретін көрінетін жарық шын мәнінде түстердің кемпірқосақында бар. Призма немесе су тамшысы сияқты белгілі бір заттар адам көзіне түстерді ашу үшін ақ жарықты таратады. Электромагниттік спектрдің көрінетін жарық бөлігі түстердің кемпірқосағын көрсетеді, күлгін және көк толқын ұзындығы қысқа, демек энергиясы жоғары. Спектрдің екінші жағында қызылға қарай толқын ұзындығы ұзағырақ және энергиясы төмен (8.12-сурет).

Пигменттер туралы түсінік

Мұғалімге қолдау көрсету

Жапырақта кездесетін хлорофиллдер мен каротиноидтардың түрлері мен қызметтеріне назар аударыңыз. Олардың барлығы жазда көрінбесе де әрқашан сонда болатынын талқылаңыз. Олар күзде көрінеді.

Сыныптан адамдар жазда және қыста қандай түсті пальто киетінін сұраңыз. Неліктен бұлай жасайтынын талқылаңыз.

Пигменттердің әртүрлі түрлері бар және олардың әрқайсысы көрінетін жарықтың белгілі бір толқын ұзындығын (түстерін) ғана жұтады. Пигменттер сіңіре алмайтын толқын ұзындығын көрсетеді немесе жібереді, бұл оларды сәйкес түсте көрсетеді.

Хлорофиллдер мен каротиноидтар өсімдіктер мен балдырларда кездесетін фотосинтетикалық пигменттердің екі негізгі класы болып табылады, әр класта пигмент молекулаларының көптеген түрлері болады. Бес негізгі хлорофилл бар: а, б, c) және d және бактериохлорофилл деп аталатын прокариоттарда кездесетін байланысты молекула. Хлорофилл а және хлорофилл б олар жоғары өсімдіктердің хлоропластарында кездеседі және келесі талқылаудың өзегі болады.

Ондаған әртүрлі пішіндері бар каротиноидтар пигменттердің әлдеқайда үлкен тобы болып табылады. Томаттың қызыл түсі (ликопен), жүгері тұқымының сарысы (зеаксантин) немесе апельсин қабығының апельсині (β-каротин) сияқты жемістерде кездесетін каротиноидтар тұқым таратқыштарды тарту үшін жарнама ретінде пайдаланылады. Фотосинтезде каротиноидтар фотосинтетикалық пигменттер ретінде қызмет етеді, олар артық энергияны жою үшін өте тиімді молекулалар болып табылады. Жапырақ толық күн сәулесінің әсеріне ұшыраған кезде, жарыққа тәуелді реакциялар энергияның үлкен мөлшерін өңдеу үшін қажет, егер бұл энергия дұрыс өңделмесе, ол айтарлықтай зиян келтіруі мүмкін. Сондықтан көптеген каротиноидтар тиракоид мембранасында орналасады, артық энергияны сіңіреді және бұл энергияны жылу ретінде қауіпсіз түрде таратады.

Пигменттің әрбір түрін көрінетін жарықтан жұтатын толқын ұзындығының белгілі бір үлгісімен анықтауға болады, бұл жұту спектрі . 8.13-суреттегі графикте хлорофилл үшін жұтылу спектрлері көрсетілген а, хлорофилл б, және β-каротин деп аталатын каротиноидты пигменттің түрі (көк және жасыл жарықты сіңіреді). Әрбір пигменттің абсорбцияның ерекше үлгісін ашатын шыңдар мен шұңқырлардың нақты жиынтығы бар екеніне назар аударыңыз. Хлорофилл а толқын ұзындығын көрінетін спектрдің екі жағынан сіңіреді (көк және қызыл), бірақ жасыл емес. Жасыл шағылысқан немесе берілетіндіктен, хлорофилл жасыл болып көрінеді. Каротиноидтар қысқа толқындық көк аймаққа сіңеді және ұзын сары, қызыл және қызғылт сары толқын ұзындығын көрсетеді.

Көптеген фотосинтетикалық организмдерде пигменттер қоспасы бар, олар толқын ұзындығының кең диапазонынан энергия сіңіре алады. Барлық фотосинтездеуші организмдер күн сәулесіне толық қол жеткізе алмайды. Кейбір организмдер су астында өседі, онда жарық қарқындылығы мен сапасы төмендейді және тереңдікте өзгереді. Басқа организмдер жарық үшін бәсекелестікте өседі. Жаңбырлы орман қабатындағы өсімдіктер жарықтың кез келген бөлігін сіңіре алуы керек, өйткені биік ағаштар күн сәулесінің көп бөлігін жұтып, қалған күн радиациясын шашыратады (8.14-сурет).

Фотосинтетикалық организмді зерттегенде ғалымдар пигменттердің түрлерін абсорбциялық спектрлерді құру арқылы анықтай алады. Спектрофотометр деп аталатын құрал заттың қандай толқын ұзындығын сіңіретінін ажырата алады. Спектрофотометрлер жарықты өлшейді және оның жұтылуын есептейді. Жапырақтардан пигменттерді алу және осы үлгілерді спектрофотометрге қою арқылы ғалымдар ағзаның жарықтың қандай толқын ұзындығын сіңіре алатынын анықтай алады. Өсімдік пигменттерін анықтаудың қосымша әдістеріне пигменттерді қатты және жылжымалы фазаларға қатысты жақындығы бойынша бөлетін хроматографияның әр түрлі түрлері жатады.

Жарыққа тәуелді реакциялар қалай жұмыс істейді

Мұғалімге қолдау көрсету

I және II фотожүйелері шатастыруы мүмкін. Екі жүйенің диаграммаларын алыңыз және оларды жолдардың қадамдары арқылы өту үшін пайдаланыңыз. Неліктен кейбір өсімдіктер жүйелердің циклдік формасын, ал кейбіреулері сызықтық пішінді қолданатынын талқылаңыз. Неліктен бір жолда оттегі бөлінетінін талқылаңыз, бірақ екінші жолда емес.

Жарыққа тәуелді реакциялардың жалпы қызметі күн энергиясын NADPH және АТФ түріндегі химиялық энергияға айналдыру болып табылады. Бұл химиялық энергия жарыққа тәуелді емес реакцияларды қолдайды және қант молекулаларының жиналуына ықпал етеді. Жарыққа тәуелді реакциялар 8.15 суретте бейнеленген. Ақуыздық комплекстер мен пигментті молекулалар NADPH мен АТФ өндіру үшін бірігіп жұмыс жасайды.

Жарық энергиясын химиялық энергияға түрлендіретін нақты қадам фотожүйе деп аталатын көп белокты кешенде өтеді, оның екі түрі тилакоидты мембранада орналасқан, фотожүйе II (PSII) және I фотожүйе (PSI) (8.16-сурет). Екі комплекс олардың тотығуына байланысты (яғни, энергияның аз энергиямен қамтамасыз етілу көзі) және нені азайтатындығына (олар энергия беретін электрондарын жеткізетін жеріне) байланысты ерекшеленеді.

Екі фотожүйенің де негізгі құрылымы бірдей, хлорофилл молекулалары байланысқан антенна ақуыздарының саны фотохимия өтетін реакция орталығын қоршайды. Әр фотожүйеге жарық жинайтын кешен қызмет көрсетеді, ол энергияны күн сәулесінен реакция орталығына жібереді, құрамында 300-400 хлорофилл қоспасы бар көптеген антенна протеиндерінен тұрады. а және б молекулалар, сонымен қатар каротиноидтар сияқты басқа пигменттер. Хлорофиллдердің кез келгенінің бір фотонды немесе белгілі бір шаманы немесе «пакетті» жұтуы бұл молекуланы қозған күйге итермелейді. Қысқаша айтқанда, жарық энергиясын биологиялық молекулалар басып алды, бірақ әлі пайдалы түрінде сақталмаған. Энергия хлорофиллден хлорофиллге дейін ақырында (секундтың миллионнан бір бөлігінен кейін) реакция орталығына жеткізіледі. Осы уақытқа дейін электрондар емес, молекулалар арасында тек энергия ғана берілді.

Көрнекі байланыс

Реакция орталығында хлорофилл жұбы бар а ерекше қасиеті бар молекулалар. Бұл екі хлорофилл қозған кезде тотығуы мүмкін, олар фотоакт деп аталатын процесте электроннан бас тарта алады. Дәл осы реакция орталығындағы сатыда, фотосинтездің осы сатысында жарық энергиясы қозған электронға айналады. Барлық келесі қадамдар бұл электронды Кальвин цикліне жеткізу үшін энергия тасымалдаушы NADPH-ге алуды қамтиды, онда электрон көмірсулар түрінде ұзақ мерзімді сақтау үшін көміртегіге орналастырылады. PSII және PSI фотосинтетикалық электронның екі негізгі құрамдас бөлігі болып табылады. көлік тізбегі, оған цитохромдық кешен де кіреді. Цитохром кешені, екі ақуыз кешенінен тұратын фермент, электрондарды тасымалдаушы молекуласынан пластокиноннан (Pq) пластоцианин протеиніне (Pc) береді, осылайша протондардың тиракоидты мембрана арқылы өтуіне және электрондардың PSII -ден PSI.

PSII реакция орталығы (P680 деп аталады) өзінің жоғары энергиялы электрондарын бір уақытта бірінші реттік электрон акцепторына және электронды тасымалдау тізбегі (Pq цитохром кешенінен пластоцианинге дейін) арқылы PSI-ге жеткізеді. P680-дің жетіспейтін электроны судан аз энергия алатын электронды алмастырумен ауыстырылады, осылайша су бөлінеді және PSII әрбір фотоактадан кейін қайта төмендейді. Бір бөлу H2O молекуласы екі электронды, екі сутегі атомын және бір оттегі атомын шығарады. Екі атомды О-ның бір молекуласын құру үшін екі молекуланы бөлу қажет2 газ Оттегінің шамамен 10 пайызын тотығу фосфорлануын қолдау үшін жапырақтағы митохондриялар пайдаланады. Қалған бөлігі тыныс алуды қолдау үшін аэробты организмдер қолданатын атмосфераға кетеді.

Электрондар PSII мен PSI арасында болатын ақуыздар арқылы қозғалса, олар энергиясын жоғалтады. Бұл энергия сутегі атомдарын мембрананың стромальды жағынан тилакоид люменіне жылжытуға жұмсалады. Сутегі атомдары плюс судың бөлінуінен пайда болатын атомдар тиракоидты люменде жиналады және кейінірек АТФ синтездеу үшін қолданылады. Электрондар PSI-ге келгенге дейін энергиясын жоғалтқандықтан, олар PSI арқылы қайта қуатталуы керек, демек, PSI антеннасы басқа фотонды сіңіреді. Бұл энергия PSI реакция орталығына (P700 деп аталады) беріледі. P700 тотыққан және NADPH қалыптастыру үшін NADP + -ке жоғары энергиялы электронды жібереді. Осылайша, PSII АТФ жасау үшін протон градиенттерін жасау үшін энергияны алады, ал PSI NADP +-ны NADPH-ге азайту үшін энергияны алады. Екі фотожүйе ішінара NADPH өндірісі ATP өндірісіне тең болатынына кепілдік беру үшін жұмыс істейді. Хлоропласттың үнемі өзгеріп отыратын энергия қажеттілігіне дәл сәйкес келетін дәл реттеу үшін басқа механизмдер бар.

Энергия тасымалдаушыны құру: АТФ

Мұғалімге қолдау көрсету

Жарыққа тәуелді реакциялар мен жасушалық тыныс алу кезіндегі АТФ түзілуінің ұқсастықтарын талқылаңыз.

Жасушалық тыныс алу кезінде митохондрияның мембрана аралық кеңістігіндегі сияқты, сутегі иондарының сутегі иондарының сутегі иондарының сутегі иондарының сутекоидты люмен ішінде жиналуы концентрация градиентін жасайды. Сутегі иондарының жоғары концентрациядан (тилакоид люменінде) төмен концентрацияға (стромада) пассивті диффузиясы, жасушалық тыныс алудың электронды тасымалдау тізбегіндегідей, АТФ құруға арналған. Иондар энергияны диффузияның арқасында және олардың электр заряды бірдей болғандықтан, бірін -бірі ығыстырады.

Бұл энергияны босату үшін сутегі иондары бөгеттегі тесік арқылы судың ағуына ұқсас кез келген саңылаудан өтеді. Тилакоидта бұл тесік АТФ синтаза деп аталатын мамандандырылған ақуыз каналы арқылы өту болып табылады. Сутегі ионы ағыны шығаратын энергия АТФ синтазасына АТФ молекуласын құрайтын АДФ -ке үшінші фосфат тобын бекітуге мүмкіндік береді (8.16 -сурет). АТФ синтаза арқылы сутегі иондарының ағуы хемиосмос деп аталады, себебі иондар жартылай өткізгіш құрылым арқылы жоғары аймақтан төмен концентрациялы аймаққа ауысады.

Оқуға сілтеме

Жапырақтағы фотосинтез процесін көру үшін осы сайтқа кіріп, анимацияны басыңыз.

  1. PS I электрондары NADPH text -ке дейін азаюына әкеледі^+! .
  2. PSII электрондары мәтіннің азаюына әкеледі^+ үшін NADPH.
  3. PS I электрондары мәтіннің азаюына әкеледі^+! NADPH үшін.
  4. Мәтіннің тотығуын тудыратын электрондар алынады^+! .

AP® курстары үшін күнделікті байланыс

Егер устьицалар тығыздалған болса, оттегімен не болар еді (мәтін_2) және көмірқышқыл газы (мәтін_2) фотосинтездеуші жапырақтағы деңгейлер?

  1. мәтін_2 деңгей жоғарылайды және text_2 деңгей төмендейді.
  2. мәтін_2 деңгей жоғарылайды және text_2 деңгей төмендейді.
  3. мәтін_2 және ext_2 деңгейі екеуі де төмендейді.
  4. мәтін_2 және мәтін_2 деңгейі жоғарылайды.

AP® курстарына арналған ғылыми тәжірибе байланысы

Сіздің мұғалім 3 демонстрация ұйымдастырды. Әр қондырғы үш түрлі концентрацияда крахмал ерітіндісімен толтырылған таза диализ қапшығын қамтиды: 1%, 25%және 60%. Диализ түтігі жартылай өткізгіш болып табылады, өйткені оның құрамында су сияқты ұсақ иондар мен молекулалардың өтуіне мүмкіндік беретін тесіктер бар, бірақ белоктар сияқты үлкен молекулалардың өтуіне жол бермейді. Осылайша, диализ сөмкесі жартылай өткізгіш жасушалық мембрананы модельдейді.

Бұл туралы ойланыңыз

Ыстық, құрғақ күні өсімдіктер суды үнемдеу үшін стоматасын жабады. Мұның фотосинтезге әсерін болжаңыз және болжамыңызды негіздеңіз.

Мұғалімге қолдау көрсету

Материалдар: 3 диализ пакеті, 3 орташа стакан, крахмал ерітіндісі, дистилденген су, йод тамызғыш бөтелке, жіп, таразы немесе таразы

Дайындау: Крахмал ерітінділерінің пайыздық мөлшерін дайындау үшін, сіз қолданғыңыз келетін ерітіндінің көлемін анықтаңыз (мысалы, 100 мл) және ерітілген заттың массасын граммен, қажетті пайыздық концентрацияға тең етіп қосыңыз:

Ерітінді пайыздық = [Еріген заттың массасы (г) / Ерітінді көлемі (мл)] x 100

Әр диализ пакетін үш концентрацияның біреуімен белгілеңіз. Содан кейін диализ түтігін ашуды жеңілдету үшін оны ылғалдандырыңыз. Сөмкенің үстіңгі жағын байлау үшін бос орын қалдыру үшін әр түтікті толтырудың төрттен үш бөлігіне сәйкес ерітіндімен толтырыңыз. Сөмкелердің жоғарғы жағын стандартты жіппен мықтап байлаңыз. Сөмкелерді йод ерітіндісіне әлі салмаңыз, себебі олар алдымен оқушылардың алдында өлшенеді.

Оқушылардың қатысуымен оларға қондырғының егжей-тегжейлерін түсіндіріңіз және йодтың крахмал бар-жоғын анықтау көрсеткіші ретінде қалай қолданылатынын көрсетіңіз. Содан кейін әрбір стаканға жолдың төрттен үш бөлігін тазартылған сумен толтырыңыз. Йодтың күштілігіне қарай 3-8 тамшы йод қосып, ерітіндінің түсі сары болатындай етіп араластырыңыз. Содан кейін, әр диализ пакетін өлшеп, салмақтарды сыныпқа көрінетін диаграммаға жазыңыз. Диализ пакеттерін йод ерітіндісіне 45 минуттан 1 сағатқа дейін батырыңыз. Содан кейін сөмкелерді алып тастап, оларды жұмсақ ағын сумен мұқият шайыңыз. Әр сөмкені өлшеп, нәтижені тақтаға орналастырыңыз.

Нәтижелер: крахмал молекулалары диализ түтігі арқылы өте алмайды. Бірақ йод ерітіндісі стаканнан диализ қапшығына өтуі мүмкін. Бұл крахмал ерітіндісін түссізден күлгінге айналдырады. Сөмкеге таралатын йод мөлшері әр ерітіндінің концентрациясына байланысты. Крахмал концентрациясы жоғарылаған сайын сөмкеге йод ерітіндісі таралады, бұл қаптың салмағын арттырады.

Бұл туралы ойлану сұрағы 4.4 оқу мақсаты мен ғылыми тәжірибе 6.4 -ті қолдану болып табылады, себебі оқушылар жасушалық органеллалар мен құрылымдардың өзара әрекеттесуі фотосинтез жылдамдығына қалай әсер ететіні туралы болжам жасайды.

Мүмкін жауап:

Amazon Associate ретінде біз талапқа сай сатып алулардан пайда аламыз.

Бұл кітапқа сілтеме жасағыңыз, бөліскіңіз немесе өзгерткіңіз келе ме? Бұл кітап Creative Commons Attribution License 4.0 болып табылады және сіз OpenStax атрибуты қажет.

    Егер сіз осы кітапты толығымен немесе бір бөлігін басып шығару пішімінде қайта таратып жатсаңыз, әрбір физикалық бетте келесі атрибутты қосуыңыз керек:

  • Дәйексөз жасау үшін төмендегі ақпаратты пайдаланыңыз. Осы сияқты дәйексөз құралын пайдалануды ұсынамыз.
    • Авторлары: Джулианна Зедалис, Джон Эггебрехт
    • Баспа/веб -сайт: OpenStax
    • Кітап атауы: AP® курстарына арналған биология
    • Жарияланған күні: 8.03.2018 ж
    • Орналасқан жері: Хьюстон, Техас
    • Кітаптың URL мекенжайы: https://openstax.org/books/biology-ap-courses/pages/1-introduction
    • Бөлімнің URL мекенжайы: https://openstax.org/books/biology-ap-courses/pages/8-2-the-light-dependent-reaction-of-photosynthesis

    © 12 қаңтар, 2021 OpenStax. OpenStax шығарған оқулық мазмұны Creative Commons Attribution License 4.0 лицензиясы бойынша лицензияланған. OpenStax атауы, OpenStax логотипі, OpenStax кітап мұқабасы, OpenStax CNX атауы және OpenStax CNX логотипі Creative Commons лицензиясына жатпайды және оны Райс университетінің алдын ала және жазбаша келісімінсіз көшіруге болмайды.


    Жоғары сатыдағы өсімдіктердегі фотосинтез Ескертулер, қайталау, қорытындылау, маңызды формулалар

    Мұнда жоғары өсімдіктердегі фотосинтездің маңызды жазбалары мен қысқаша мазмұны берілген. Бұл NEET дайындау үшін оқуға болатын Жоғары өсімдіктердегі фотосинтез жазбалары түріндегі ең маңызды формулаларды, тұжырымдамаларды жинақтайды.

    Жоғары биіктіктегі фотосинтезге арналған биологияның маңызды жазбалары pdf форматында тегін жүктеледі.

    Ұлттық емтихандарға түсу емтихандарына қатысушылар NEET -тің өткен жылдағы барлық құжаттарын шешуі керек.


    Ескертулер Фотосинтез ICSE 10 сынып Биология

    Студенттер ICSE шығарған соңғы оқу бағдарламасы мен емтихан үлгісіне негізделген төменде келтірілген ICSE 10 сыныптағы фотосинтез жазбаларына жүгінуі керек. Бұл қайталау жазбалары шынымен пайдалы және барлық маңызды және қиын тақырыптарды үйренуге көмектеседі. Егер сіз оларды биология емтихандарының алдында қайта қарау үшін қолдансаңыз, бұл ескертулер өте пайдалы болады. Жақсырақ дайындық үшін қосымша ICSE 10-сынып биология жазбаларын қараңыз.

    Жылдам шолу
    ➢ Фотосинтез – жасыл өсімдіктер немесе олардың бөліктері СО сияқты бейорганикалық шикізаттың көмегімен құрамында көміртегі бар күрделі қосылыстар түзетін процесс.2 және күн сәулесінің қатысуымен су. О2 қосалқы өнім ретінде босатылады.

    Бөлінген оттегінің барлығы судан түседі, судың фотолизі деп аталады.
    ➢ Бұл анаболикалық, эндергоникалық (энергияны қажет ететін) және тотығу-тотықсыздану процесі. Фотосинтез - күн энергиясын химиялық энергияға айналдыратын жалғыз процесс.
    ➢ Хлоропласт – жасыл өсімдіктерде болатын сопақша, ұсақ, қос қабықшалы органоид. Оның құрамында фотосинтез үшін жарық энергиясын сіңіретін хлорофилл деп аталатын жасыл пигмент бар. Оның ішінде матрица немесе строма және тилакоидтар бар. Кейбір жерлерде тиракоидтар гана деп аталатын құрылым тәрізді монеталардың сабағын қалыптастырады.
    Тилакоидты қапшықтардың әрбір сабағы стромальды ламелла деп аталатын құрылыммен байланысқан. Хлоропласт негізінен жапырақтардың хлоренхиматозды жасушаларында болады.
    ➢ Стоматалар - бұл фотосинтез, тыныс алу және транспирация процесінде газ алмасуға жауап беретін құрылымдар.
    ➢ Қорғаныш жасушалары күңгірт болғанда жарықта ашылады және олар жұмсақ болғанда жабылады. Бұл тургор стоматаның ашылуы мен жабылуына әкеледі.
    ➢ Malate K+ иондарының помпасы гипотезасына сәйкес устьицаларды ашатын және жабатын тургор өзгерістері калий иондарының қайтымды сіңуіне және жоғалуына байланысты ( K + ).
    ➢ Күзет жасушалары қоршаған эпидермис жасушаларынан К+ иондарын сіңіргенде устьица ашылады. Қорғаушы жасушалардың K+ иондарын қабылдауы Н+ және К+ иондарының алмасуы арқылы жүзеге асады. Н + иондары қарауыл жасушасында малеин қышқылының диссоциациялануына байланысты пайда болады. Малеин қышқылы күзетші жасушаларда нашар аниондар мен Н + иондарына диссоциацияланады.

    ➢ Түнде күзет жасушаларында К+ ионының концентрациясы төмендейді. Бұл экзосмозға байланысты стоматаның жабылуына әкелетін күзет жасушаларының осмостық қысымын төмендетеді.
    ➢ Фотосинтез механизмі: Фотосинтез екі кезеңнен тұрады - жарық және қараңғы фаза. Жарық фазасында жарық хлорофиллмен жұтылады және пайдаланылады. Демек, бұл фотохимиялық реакция немесе Хилл реакциясы деп аталады. Оны екі кезеңмен сипаттауға болады - фотолиз және ассимиляциялық күштердің қалыптасуы.
    ➢ Фотолиз - судың жарық әсеріндегі бөліну процесі. Су H + және OH - иондарына бөлінеді. H + иондары NADP + -ке өтеді, ал OH - иондары Z, Mn + ² және Cl - иондарының қатысуымен Z, оттегі мен электронға бөлінеді.

    4 H2O → 4 H + + 4OH -
    4OH → 2H2O + O2 ↑ + 4e -
    Mn +², Cl -, Z кешені

    ➢ Ассимиляциялық күштер [ATP және NADPH] циклдік емес фотофосфорлануда түзіледі. Бұл ассимиляциялық күштер қараңғы реакцияда қолданылады. Ассимиляциялық күштер СО фиксациясына арналған2 глюкозаға айналады.
    ➢ Фотофосфорлану - бұл фотон энергиясын пайдалана отырып, бір фосфат (Pi) тобын, яғни бейорганикалық фосфатты қосу арқылы АДФ (аденозин дифосфаты) АТФ (аденозинтрифосфат) түріне айналу процесі.
    ADP + Pi ATP
    ➢ Қараңғы реакция (биосинтетикалық фаза) немесе Блэкман реакциясы СО түзілуі мен тотықсыздануын қамтиды.2 нәтижесінде көмірсулар түзіледі.
    ➢ Қараңғы фаза хлоропласттың стромасында болады, онда СО-ға қажетті барлық ферменттер2 қант пен крахмалдың фиксациясы мен синтезі орналасқан.
    ➢ RuBP (рибулоза бисфосфаты) атмосфералық Ко -ның негізгі акцепторы қызметін атқарады2 осы фазаның басында және ATP және NADPH (жарық реакциясының өнімдері) пайдалану арқылы глюкоза синтезделеді және RuBP қалпына келеді. Бұл фазаның жалпы реакциясы

    6 RuBP + 6 CO2 + 18 ATP + 12e - → 6 RuBP + C6 Х12О6 + 18 ADP + 18 Pi + 12 NADP + 6H2О
    Сутегі иондары СО -мен қосылады2 глюкоза түзеді.
    ➢ Фотосинтез кезінде түзілетін глюкоза суда ериді және шағын молекулалардан тұрады. Глюкоза пайда болғаннан кейін. Полимерлену процесі арқылы крахмалға айналады. Крахмал суда ерімейді. Ол өсімдік жасушаларында тағамды сақтау үшін қолданылады.
    ➢ Жапырақтың фотосинтезге бейімделуі – Жарық жинауды барынша арттыру үшін бетінің үлкен ауданы.

    – CO үшін қашықтықты азайту үшін жапырақтардың жіңішкелігі2 жапырақ арқылы таралу және жарықтың жапырақтың ортасына енуін қамтамасыз ету.
    Жарықтың максималды мөлшерін алу үшін хлоропласттың жапырақтардың жоғарғы бетіне орналасуы.
    - Газдардың жылдам алмасуына мүмкіндік беретін стоматаның көп болуы (CO2 және О2 ).

    ТАҚЫРЫП-2
    Фотосинтезге әсер ететін әр түрлі эксперименттер мен факторлар

    Жылдам шолу
    Фотосинтезге арналған тест: Жапырақты қайнаған суда өлтіреді (5-10 минут), кептіреді, жылы күйде түссіздендіреді, ылғалдандырады және йод ерітіндісіне батырады, көк түс крахмалды көрсетеді.
    CO2 фотосинтезге/Моллдың жартылай экспериментіне қажет: Крахмалсыздандырылған жапырақтың жартысы ауа өткізбейтін кең ауызды бөтелкеге, аз мөлшердегі KOH (СО сіңіру үшін) салынған.2) және жарықтандырылған. Бір сағаттан кейін крахмал сынағы енгізілген жартысында жоқтығын және сыртқы жартысында болуын көрсетеді (мұнда CO2 қол жетімді ).
    Фотосинтез үшін жарық қажет: Тазартылмаған өсімдіктің жапырағы Ганонгтың жарық экранында, оның қақпағында ойық кесілген. Біраз уақыт жарыққа ұшырайды, содан кейін крахмалға тексеріледі. Жапыраққа жарық түсетін дизайн ғана көк түске айналады.
    Хлорофилл фотосинтез үшін маңызды: Coleus/Photos-тың жарықтандырылған алуан жапырағы крахмалға сыналған. Тек хлорофилл бар аймақтар көк түске боялады.

    Фотосинтезге әсер ететін факторлар

    Сыртқы факторлар
    Жарық : Фотосинтез спектрдің көрінетін жарығында (толқын ұзындығы 380-760 нм) сәтті аяқталды. Фотосинтез жылдамдығы қызыл жарықта максимум, көк жарықта орташа және жасыл шамада минималды. Жарықтың орташа қарқындылығы фотосинтездің жоғары жылдамдығына қолайлы.
    Көмір қышқыл газы : 0,03 % СО2 атмосферада болады. CO ұлғаюы2 0,9% -ға дейінгі концентрация фотосинтез жылдамдығын арттырады, бірақ 0,9% -дан жоғары концентрация фотосинтез жылдамдығын төмендетеді.
    Температура: Әдетте фотосинтез температураның 10-35 ° C артуымен жоғарылайды. 35°С жоғары температурада фотосинтез жылдамдығы төмендейді.
    Су: Фотосинтезге жалпы 1% су сіңеді. Су тапшылығы фотосинтез жылдамдығын төмендетеді.

    Ішкі факторлар
    Хлорофилл: Бұл фотосинтездің жүруі үшін өте маңызды. Хлорофилл бірлігіне фотосинтез жылдамдығы жапырақ жасына қарай төмендейді.
    Фотосинтездің соңғы өнімінің жинақталуы Фотосинтездің жылдамдығы фотосинтез арқылы синтезделген тағамның жинақталуымен төмендейді.

    Шарттарды біліңіз

    Фотототығу: Жарықтың әсерінен заттың оттегімен реакциясы.
    Қосымша пигменттер: Бұл фотожүйеде болатын хлорофиллден басқа пигменттер, олар жарық түсіруге және оны фото орталықтарға жіберуге көмектеседі.
    ➢ CAM өсімдіктері: Бұл суккуленттерге және красула қышқылының метаболизмін көрсететін кейбір басқа өсімдіктерге қатысты.
    Хемосинтез: Организмдер бейорганикалық қосылыстардан энергия алу үшін химиялық реакцияларды қолданатын тағам синтезі процесі.
    Фото орталық: Бұл фотожүйеде негізгі химиялық пигмент молекуласы, онда энергия химиялық реакцияларды алу үшін қолданылады.
    Фотореспирация: Бұл өте ысырапшыл, жарыққа тәуелді, оттегін кәдеге жарату және энергия бөлінбестен көмірқышқыл газын шығару.
    Фотожүйе: Бұл хлоропласттың тиракоидтерінде болатын жеңіл жинау жүйесі.
    ➢ Фотосинтетикалық белсенді сәулелену (PAR) - 400 -ден 700 нм -ге дейінгі жарықтың көрінетін спектрі.
    Фотолиз: Бұл хлоропласттағы су молекулаларының жарық әсерінен ыдырауы.
    Транслокация: Бұл флоэма арқылы тамақтың жапырақтардан тамырларға ауысу процесі.
    Автотрофтар: Күн энергиясының және хлорофиллдің қатысуымен қарапайым бейорганикалық қосылыстардан қажетті қоректік заттарды синтездеуге қабілетті организмдер.
    Гетеротрофтар: Өз азығын синтездей алмайтын және автотрофтар түзетін қоректік заттармен қоректенуі керек организм.
    Каротиноидтар: Сары, қызғылт және қызыл пигменттер тобы негізінен пластидтерде кездеседі.
    Флуоресценция: Сәулеленген материалдардан немесе электрондардың әсерінен жұтылатын толқын ұзындығынан өзгеше, әдетте көрінетін жарық сәулесі.
    Фосфоресценция: Сәулеленетін заттардың ұзақ толқынды сәулеленуінің сәулелену көзі жойылғаннан кейін де біраз уақытқа созылуы.
    Реакция орталықтары: Бұл электр зарядтарының бөлінуін қамтамасыз ету арқылы жарық энергиясын химиялық энергияға айналдыратын хлорофилл молекуласы. Осылайша, хлорофилл молекулалары реакция орталықтары ретінде әрекет етеді.
    Фитол: Бұл хлорофиллдің порфирин сақинасына құйрық тәрізді бекітілген көміртек тізбегі. Химиялық фитол - С20Х39OH.
    Күн сәулесі: Жарықтың қарқындылығына байланысты хлорофиллдің жойылуы күн сәулелену деп аталады.
    Өтемақы нүктесі: Фотосинтез жылдамдығы тыныс алу жылдамдығына тең болатын жарық қарқындылығы (таңертең және кешке).

    Өсімдіктердегі автотрофты қоректену

    Біз барлық тірі организмдердің тіршілікті қамтамасыз ету үшін қоректік заттардың қандай да бір түрін тұтынатынын білеміз. Жануарлар өсімдіктерді немесе басқа жануарларды тұтынады. Өсімдіктер қоректік заттарды өндіру үшін қоршаған ортадан көмірқышқыл газы мен суды тұтынады.

    Демек, энергияның (тамақ) көзін организмнің сыртынан ішке қабылдау процесі деп аталады тамақтану.

    Сіз өсімдіктерде қандай қоректену режимі жүретінін білесіз бе? Өсімдіктердің автотрофты қоректену режимі бар. «Автотрофты» термині грекше «Авто» дегенді білдіреді, өзін -өзі және «троф» тамақтануды білдіреді.

    Бұл қоректену режимінде өсімдіктер бейорганикалық шикізаттың көмегімен өз қорегін дайындайды немесе синтездейді. Осылайша, олар ретінде белгілі автотрофтар.

    Өсімдіктердің өз тағамын қалай дайындайтынын қарастырайық.

    Фотосинтез

    Энергия барлық тіршілік процестеріне қажет. Барлық тірі организмдер қоректенуді қажет етеді. Жердегі қоректік заттардың түпкі көзі қандай?

    Күн – Жердегі энергияның ең басты көзі. Күннен алынатын энергия өсімдіктерге түсіп, қолдануға жарамды түрге айналады. Осылайша, барлық тағамдардың шығу тегі өсімдіктер дайындаған тағам. Бұл тағамды жануарлар да жейді.

    Жасыл өсімдіктер мен кейбір бактериялар сияқты автотрофтар өз тағамдарын дайындайды немесе синтездейді. Олар хлорофилл деп аталатын жасыл пигменттің көмегімен күн энергиясын ұстауға қабілетті. Бұл күн энергиясы СО көмегімен тағамның химиялық энергиясына айналады2 және Х2О.

    Фотосинтез-бұл жапырақтарда хлорофилл бар жасушалардың көмірқышқыл газы, су мен күн сәулесінің көмегімен көмірсулар түрінде тағамды синтездеу процесі.

    Сондықтан фотосинтезге қажетті шикізат СО2 және Х2O және түзілген өнімдер көмірсулар мен О2. Демек, процесті келесідей көрсетуге болады:

    Фотосинтезге қажетті шикізатты талқылайық.

    Шикізатты өсімдіктер қалай жұмсайды?

    Фотосинтезге қажетті шикізат СО2 және Х2O және түзілген өнімдер көмірсулар мен О2.

    Шикізаттың енуі
    Өсімдіктер суды тамырлары арқылы алады. Содан кейін су ксилеманың көмегімен өсімдіктің барлық бөліктеріне тасымалданады.
    Газдар алмасуы (СО2 және О -ның босатылуы2) стоматалар арқылы пайда болады.

    Стомата ұсақ тесіктер негізінен жапырақтардың бетінде болады. Олар жас сабақтар мен тамырлардың бетінде де болады.

    Стоматалар қорғаныс жасушалары деп аталатын екі түрлі эпидермис жасушаларымен қоршалған стоматальды саңылаудан немесе стомадан тұрады. Күзет жасушаларының қарама -қарсы ішкі қабырғалары қалың және серпімді емес. Қалған қабырғалар жұқа және серпімді.

    Стоматальды ашу және жабу теориялары

    Өсімдіктер устьицалардың ашылуы мен жабылуын қалай басқарады?

    Фотосинтездің екі фазасы

    Фотосинтез процесі екі фазада жүреді - фотохимиялық және биосинтетикалық фаза.

    Фотохимиялық фаза – Химиялық реакциялар сериясы жарықтың қатысуымен жүреді, өйткені жарық фотохимиялық фаза деп аталады. Жарық реакциялары хлоропласттардың тиракоидтерінде жүреді.

    Жеңіл реакциялар – Атауынан көрініп тұрғандай, бұл реакция жарықтың қатысуымен жүреді. Жарық энергиясын хлорофилл молекулалары сіңіреді және су молекулаларын сутегі мен оттегіне бөлуге жұмсалады. Қосымша осы фазада АТФ және НАДФН түріндегі ассимиляциялық қуат2 өндіріледі. Тилакоидтардың мембраналарында жарық реакциялары жүреді.

    Жарық реакциялары кезінде болатын құбылыстар:
    Хлорофилл молекулаларының жарық энергиясын жұтуы
    Су молекулаларының сутегі мен оттегі атомдарына ыдырауы
    ATP және NADPH түзілуі2

    Фотолизге қатысатын реакциялар:-

    Биосинтетикалық фаза – Оған жарыққа тәуелді емес реакциялар кіреді (бірақ күндізгі уақытта да болуы мүмкін). Бұл жеңіл реакциялар арқылы өндірілген энергияны пайдалану арқылы көмірсулардың синтезіне әкеледі.

    Қараңғы реакциялар - Бұл реакция тікелей жарықты қажет етпейді және хлоропласттардың стромасында жүреді. Бұл фазада ATP және NADPH2 (жеңіл реакциялар кезінде түзілген) СО -ны төмендету үшін қолданылады2 көмірсуларға (тамақ).

    Қараңғы реакция кезінде болатын оқиға: СО азайту2 көмірсулар түзу үшін глюкоза молекулаларының 1 моль крахмалға айналуы полимерлену деп аталады.

    Кейбір қызықты фактілер:
    Сіз білесіз бе, жалпы сомасы О2 жылына бір акр ағаштан өндірілетін өнім жылына шамамен 18 адам тұтынатын мөлшерге тең!
    Бір ағаш шамамен 260 фунт О құрайды2 жыл сайын
    Сутегі – таза отын. Chlamydomonas reinhardtii сияқты кейбір жасыл балдырлар суды O-ға айналдыру үшін өсіріледі.2 және Х2. Сутектің бұл жаппай өндірісі пайдалы болуы мүмкін, бірақ әлі зерттелуде.

    Фотосинтез өнімдерінің соңғы нәтижелері
    • Глюкоза: Қарапайым глюкозаны өсімдіктер келесі жолдармен қолданады:
    • Өсімдік жасушаларының тұтынуы үшін
    • Ерімейтін крахмал ретінде сақтауға арналған
    • Сахарозаға айналдыру үшін
    • Майларды, ақуыздарды және т
    • Су: Оны фотосинтезді жалғастыруда қайта пайдалануға болады.
    • Оттегі: Оның бір бөлігі жапырақтардың тыныс алуына жұмсалады, ал қалған бөлігі сыртқа таралады.

    Ғаламдық жылуы

    Өсімдіктерді өсіру арқылы жаһандық жылынуды азайтуға болатынын білесіз бе?

    Жасыл өсімдіктер, біз білетіндей, CO пайдаланады2 және суды азық-түлік өндіру үшін және процесте О шығарыңыз2 газ Осылайша, жасыл өсімдіктер СО мөлшерін азайтуға көмектеседі2 атмосферада. CO2 бұл ғаламдық жылынудың себептерінің бірі болып табылатын жылыжай газы.

    Хлоропласт- фотосинтез орны

    Фотосинтез орны
    • Жасыл жапырақтардағы мезофилл жасушаларында фотосинтез орны болып табылатын хлоропласттар көп болады.
    • Хлоропласт гранадан және строма ламеллаларынан (мембраналық жүйені құрайтын) және сұйық стромадан тұрады.
    • Хлоропласттың мембраналық жүйесі – жарықты ұстайды және АТФ және НАДФН синтездейді (фотосинтездің жарыққа тәуелді реакциясының орны)
    • Stroma - CO2 қант синтезіне әкелетін ферментативті реакциялар арқылы өсімдікке қосылады (фотосинтездің жарыққа тәуелсіз реакция орны)
    • Хлоропластар мезофилл жасушаларының қабырғалары бойымен оңтайлы жарық алу үшін тураланады.

    Фотосинтезге қатысатын пигменттер
    • Жұтылу спектрі – бұл пигмент жұтқан жарық бөлігіне қатысты салынған график.
    • Әрекет спектрі – жарықтың толқын ұзындығына қарсы сызылған физиологиялық белсенділіктің жылдамдығы.
    • Фотосинтездің әсер ету спектрі мен хлорофиллдің сіңіру спектрінің ұқсастығы хлорофиллдердің процестегі ең маңызды пигменттер екенін көрсетеді.

    (A) Хлорофилл a, b және каротиноидтардың сіңіру спектрі
    (B) Фотосинтездің әсер ету спектрі
    (С) Әсер ету спектрі хлорофилл а сіңіру спектріне қосылады
    Жапырақтарда пигменттердің 4 түрі болуы мүмкін: • хлорофилл а (көк-жасыл)
    Хлорофилл b (сары-жасыл)
    • Ксантофиллдер (сары)
    Каротиноидтар (сарыдан сарыға дейін)
    Хлорофилл а фотосинтездегі негізгі пигмент болып табылады.
    VIBGYOR спектрлерінде хлорофилл а максималды сіңіруді көрсетеді, демек, фотосинтез жылдамдығы көк және қызыл аймақтарда ең жоғары.
    Қосымша пигменттер: хлорофилл b, ксантофиллдер және каротиноидтар
    Кеңірек жарық диапазонын сіңіріп, энергияны хлорофилл а-ға жіберіңіз
    Хлорофиллді фото тотығудан қорғаңыз

    Фотосинтез жылдамдығына әсер ететін факторлар

    Фотосинтезге ішкі (өсімдік) факторлар мен сыртқы факторлар әсер етеді.
    • Ішкі факторлар: Жапырақтардың, мезофилл жасушаларының және хлоропластардың саны, өлшемі және бағыты, көмірқышқыл газының ішкі концентрациясы және хлорофилл мөлшері.
    • Сыртқы факторлар: Күн сәулесінің, температураның, көмірқышқыл газының концентрациясының және судың болуы.
    • Шектеулі факторлар заңы − Егер химиялық процеске бірнеше факторлар әсер етсе, онда оның жылдамдығы оның минималды мәніне жақын болатын фактормен анықталады (мөлшері өзгерсе, процеске тікелей әсер ететін фактор).
    Бұл шектеу коэффициентінің заңын Блэкман (1905) берді.
    • Жарық
    • Оқиға жарығы ∝ CO2 бекіту жылдамдығы бірақ жоғары жарық интенсивтілігінде басқа факторлар шектелетіндіктен жылдамдық одан әрі жоғарыламайды
    Жарық сирек шектеуші фактор болып табылады (көлеңкелі өсімдіктерді немесе тығыз орманды өсімдіктерді қоспағанда), өйткені жарық қанықтылық толық күн сәулесінің 10% -ында болады.
    Белгілі бір нүктеден тыс, түсетін жарық жоғарыласа, хлорофиллдің ыдырауына байланысты фотосинтездің төмендеуіне әкеледі.

    • CO2 Концентрация
    • Негізгі шектеу факторы
    • Әдетте атмосферада төмен (0,03 - 0,04%)
    • 0,05%-ға дейін − CO жылдамдығын арттырады2 бекіту
    • & gt 0,05% - зиянды әсер
    • Екеуі де C.3 және C4 СО жоғары сүйемелдеуімен жарықтың жоғары қарқындылығында фотосинтез жылдамдығының жоғарылауын көрсетеді2 шоғырлану. С үшін қанықтыру нүктесі3 С-мен салыстырғанда жоғары концентрацияларда алынады4. Сондықтан CO2 концентрациясы С үшін шектейтін фактор болып табылады3 өсімдіктер.
    • СО жоғарылауы2 қызанақ пен болгар бұрышы сияқты жылыжай дақылдарының концентрациясы пайдалы.

    • Температура
    • Қараңғы реакциялар температураның жоғарылауына аса сезімтал.
    • C4 өсімдіктер температураның жоғарылауына көбірек жауап береді және С -мен салыстырғанда фотосинтездің жоғары жылдамдығын көрсетеді3 өсімдіктер.
    • Тіршілік ету ортасына сәйкес бейімделу фотосинтез үшін оңтайлы температураға әсер етеді. Тропикалық өсімдіктер қалыпты климатта өсетін өсімдіктермен салыстырғанда жоғары температуралық оптимумға ие.

    • Су
    • Су қысымы стоматаның жабылуына әкеледі, демек СО аз2 қол жетімді.
    • Судың қысымы жапырақтардың қурап қалуына әкеліп соғады, осылайша олардың бетінің ауданы мен зат алмасу белсенділігі де төмендейді.

    Фотосинтезге байланысты эксперименттер

    Шикізатты өсімдіктер тамақ дайындау үшін пайдаланатынын білеміз. Өсімдіктер үнемі тамақ дайындайды ма? Фотосинтез үшін қажетті шарттар бар ма?

    1. Күн сәулесі фотосинтез үшін өте қажет

    Сау жасыл өсіретін өсімдікті 1-2 күн бойы қараңғы бөлмеге қойыңыз. Бұл өсімдіктің барлық қоректік тағамдарды тұтынуын қамтамасыз ету үшін жасалады және жапырақтарда крахмал болмайды. Содан кейін, бұл өсімдік жапырағының бір бөлігін екі жағынан екі қыстырғышпен бекітілген екі бірдей қара қағазбен жабыңыз.

    Енді бұл өсімдікті ашық жарыққа шығарыңыз. Бірнеше сағаттан кейін жапырақты алып тастаңыз, оны спиртпен түссіздендіріңіз және йод ерітіндісімен тағамның (крахмал) бар-жоғын тексеріңіз.

    Қара қағазбен жабылған жапырақ бөлігінде крахмал (тағам) жоқ екенін байқайсыз.

    Іс-әрекетті түсіндіру:

    Фотосинтез процесінде өсімдіктер (көмірсулар) дайындаған тағам крахмал түрінде сақталады. Бұл крахмал йод ерітіндісімен әрекеттесіп, көк-қара түске өзгереді.Жапырақтың күн сәулесі түскен бөліктері ғана фотосинтезге қабілетті, сондықтан йодпен тексергенде көк-қара түске өзгереді.

    2. Хлорофилл фотосинтез үшін өте қажет

    Түрлі-түсті өсімдікті (яғни, жасыл және жасыл емес аймақтары бар өсімдік, мысалы, кротон немесе ақша өсімдігі) 2-3 күн бойы қараңғы бөлмеге қойыңыз. Бұл барлық резервтік тағамдарды (крахмал) пайдалануды қамтамасыз ету үшін жасалады.

    Фотосинтезге мүмкіндік беру үшін бұл өсімдікті күн сәулесінің астында алты сағатқа қойыңыз. Содан кейін осы өсімдіктен жапырақты жұлып, қағаз парағына жасыл аймақтарды сызыңыз.

    Енді жапырақты алкогольдің көмегімен түссіздендіріп, йодтың сұйылтылған ерітіндісіне бірнеше минутқа батырыңыз. Бұл жапырақты сумен жуып, бұрын жасалған жапырақ іздерімен салыстырыңыз. Жапырақтың жасыл аймақтары ғана фотосинтез жасай алатыны байқалады.

    Түсініктеме:
    Жапырақты спиртпен өңдейді, ол йодпен өңдегеннен кейін алынған жасыл түсті (хлорофилл пигменті) және көк-қара түсті (крахмал болған кезде) жоғалтады.

    Түрлі жапырақтың жасыл бөліктерінде хлорофилл бар. Сондықтан тек осы бөліктер фотосинтез жасап, тағамды өндіре алды. Осылайша, түстің өзгеруі тек осы бөліктерде байқалды.

    3 CO2 фотосинтез үшін өте қажет

    Өлшемдері бірдей дерлік екі сау өсіретін өсімдіктерді таңдап, оларды A және B деп белгілеңіз. Оларды қараңғы бөлмеге 2-3 күнге қойыңыз. Содан кейін екі өсімдіктің астына екі шыны табақ салыңыз. А кастрөлінен басқа құрамында калий гидроксиді бар сағатты қойыңыз. Өсімдіктердің үстіне бөлек қоңырау құмыраларын төңкеріп жабыңыз. Калий гидроксиді, біз білетіндей, СО сіңіру үшін қолданылады2. Сондықтан CO2 А зауыты үшін қол жетімді емес.

    Енді вазелиннің көмегімен банкалардың түбін шыны табақтарға тығыздаңыз. Бұл CO енуіне жол бермейді2 орнатуға. Содан кейін өсімдіктерді күн сәулесінің астында 2-3 сағатқа қойыңыз. Алкоголь мен йодты қолдана отырып, крахмалдың болуын екі өсімдіктің әрқайсысынан бір жапырақты тексеріңіз (алдыңғы әрекетте түсіндірілгендей). В зауытында крахмалдың мөлшері А зауытына қарағанда жоғары екендігі байқалады

    Іс-әрекетті түсіндіру:

    Бұл А өсімдігінен басқа калий гидроксиді барлық көмірқышқыл газын сіңіретіндіктен болады2. Сондықтан А зауыты тағамдарды фотосинтездеуге және өндіруге қабілетті емес. Демек, В өсімдігіндегі крахмал мөлшері А өсімдігіне қарағанда жоғары.

    Зертханадағы фотосинтез

    Суға толы стаканға су өсімдіктерін (гидрилла) салыңыз. Өсімдікті мөлдір шұңқырмен жабыңыз. Содан кейін пробирканы воронканың ашық ұшына төңкеріңіз.

    Пробирканы төңкерген кезде оның құрамында ауа көпіршіктері жоқ екеніне көз жеткізіңіз. Бұл құрылғыны күн сәулесі түсетін жерге қойып, өзгерістерді қадағалаңыз.

    Біраз уақыттан кейін ауа көпіршіктері (О2) пробиркада пайда болады.

    Фотосинтез және көміртегі айналымының маңызы

    Жапырақтардағы фотосинтезге бейімделу

    Жапырақтар көбінесе фотосинтез жылдамдығын арттыру үшін бірқатар бейімделулерді көрсетеді. Олардың кейбіреулері төмендегідей:

    Күн сәулесін максималды сіңіру үшін үлкен бет аймағы
    Жапырақтың орналасуы максималды жарық үшін дұрыс бұрышта
    Жарықтың еркін енуіне мүмкіндік беретін мөлдір кутикула және жоғарғы эпидермис
    Газдардың максималды алмасуына арналған стоматалардың көп саны
    Жұқа жапырақтар тез тасымалдауға қатысатын жасушалар арасындағы қашықтықты азайтады
    Хлоропластар жарықты тез сіңіру үшін жоғарғы қабатта шоғырланған
    Жылдам тасымалдауға арналған кең тамыр жүйесі

    Фотосинтездің маңызы
    • Азық-түлікпен қамтамасыз етеді- Фотосинтез - автотрофтармен, яғни өсімдіктермен тамақ өндірудің негізі. Барлық басқа организмдер тіршілігі үшін өсімдіктер өндіретін тағамға тікелей немесе жанама тәуелді.
    • Оттегімен қамтамасыз етеді Оттегі фотосинтез кезінде түзіледі, бұл тіршілікті қамтамасыз ететін газ. Барлық организмдер тіршілігін қамтамасыз ету үшін оттегіне тәуелді.

    Көміртек Цикл
    Көміртек циклі - бұл химиялық элемент ретінде көміртекті тірі организмдер тұтынатын және атмосферада әр түрлі әдістермен қайта қалпына келетін химиялық реакциялардың жиынтығы.

    Көміртегі айналымына жататын қадамдар:
    • Автотрофтар көмірқышқыл газын фотосинтез арқылы көмірсулар алу үшін пайдаланады.
    • Бұл көмірсулар қоректену тізбегі арқылы бір организмнен екіншісіне ауысады.
    • Өсімдіктер мен жануарлар энергия алу үшін көмірсуларды тотықтырып тыныс алады.
    • Ыдырау процесінде бактериялар көмірқышқыл газын қайтадан атмосфераға шығару үшін бейорганикалық заттарды ыдыратады.
    • Жану сонымен қатар отында сақталған көмірқышқыл газын атмосфераға шығарады.


    Фотосинтез жазбалары Би

    6. АВТОТРОФТАР ЖАСАҒАН АЗЫҚТАР әр түрлі органикалық қосылыстарда, ең алдымен КАРБОГИДРАТТА, соның ішінде ГЛУКОЗА деп аталатын АЛТЫ Көмірсутекті Қантта сақталады.

    7. Өсімдіктер, балдырлар және кейбір прокариоттар (Бактериялар) - автотрофтардың барлық түрлері.

    8. Жердің 10 % ғана 40 миллион түрі - автотрофтар.

    9. Автотрофтар болмаса, барлық басқа тіршілік иелері өлетін еді. Өндірушілерсіз сізде ТҰТЫНУШЫ болмайды.

    10. Автотрофтар азық-түлікті тек өздері үшін ғана жасап қоймайды, сонымен қатар басқа ағзалар (ТҰТЫНУШЫЛАР) пайдаланатын тағамның көп бөлігін САҚТАДЫ.

    11. Автотрофтардың көпшілігі тамақ жасау үшін КҮН ЭНЕРГИЯСЫН пайдаланады, бірақ мұхиттың тереңдігінде энергияны НЕОРГАНИКАЛЫҚ қосылыстардан алатын басқа да организмдер бар. (ХЕМОСИНТЕЗ)

    12. Өздігінен тамақ жасай алмайтын организмдер гетеротрофтар немесе тұтынушылар деп аталады.

    13. Гетеротрофтарға жануарлар, саңырауқұлақтар және көптеген біржасушалы организмдер жатады, олар АВТОТРОФТАРДЫ немесе басқа гетеротрофтарды жеу арқылы тірі қалады.

    14. Гетеротрофтар энергия алу үшін басқа организмдерді тұтынуы керек болғандықтан, оларды ТҰТЫНУШЫ деп атайды.

    15. Күн энергиясының бір бөлігін автотрофтар азық -түлік жасау үшін пайдаланады, ал энергияның бір бөлігі ғана басқа тұтынушыларға берілуі мүмкін. Энергияның көп бөлігі жылу ретінде жоғалады.

    16. Автотрофтан гетеротрофқа қажетті энергияны беру үшін жеткілікті энергия беріледі.

    17. Фотосинтез келесі реакцияда бір реакцияның ӨНІМІ тұтынылатын Химиялық реакциялардың КҮРДЕЛІ ТІРЛЕРІН қамтиды.

    18. Осылай байланысқан реакциялар сериясы биохимиялық жол деп аталады. (6-1-сурет)

    19. Автотрофтар көмірқышқыл газынан, СО2 мен судан органикалық қосылыстар алу үшін фотосинтездің биохимиялық жолдарын пайдаланады. Бұл түрлендіру кезінде молекулярлық ОТТЕК, O2, босатылады.

    20. Органикалық қосылыстарда сақталатын энергияның бір бөлігін жасушалар шығарады, олар жасушалық тыныс алу деп аталады. (7 тарау)

    21. Автотрофтар да, гетеротрофтар да жасушалық тыныс алады.

    22. Көптеген организмдерде жасушалық тыныс алу кезінде органикалық қосылыстар О2 -мен біріктіріліп, аденозинді трифосфат немесе АТФ түзеді, CO2 мен суды қалдық ретінде шығарады.

    23. Фотосинтез ӨНІМДЕРІ, ОРГАНИКАЛЫҚ ҚОСЫМДАР және О2 - жасушалық дем алуда қолданылатын реактивтер.

    24. ҰЯЛЫҚ ТЫНЫС, СО2 және СУ ҚАЛДЫҚТЫ ӨНІМДЕРІ - фотосинтезде қолданылатын реактивтер.

    ХЛОРОПЛАСТАРДАҒЫ ЖАРЫҚ СОРТУ

    1. Өсімдіктерде фотосинтездегі БАСТАҒЫ РЕАКЦИЯЛАР ЖАРЫҚ РЕАКЦИЯЛАР деп аталады.

    3. Фотосинтетикалық жасушада БІР -ден бірнеше мыңға дейін хлоропласт бар.

    4. Хлоропластар ЕКІ МЕМБРАНАМАМЕН қоршалған. Ішкі мембрана көптеген қабаттарға бүктелген. (6-2-сурет)

    5. Хлоропласттардың ішкі мембраналық қабаттары жиектер бойымен бірігіп, ТИЛАКОИДТАР түзеді.

    6. ТИЛАКОИДТЕР ҚҰРАМЫНДА ФОТОСИНТЕТИКА ПИГМЕНТТЕРІ бар ДИСКТІРІКТІ ҚҰРЫЛЫМДАР.

    7. Әрбір тиракоид - бұл орталық кеңістікпен қоршалған жабық бөлік. ТИЛАКОИДТЕРДІ СТРОМА деп аталатын гель тәрізді матрица (ШЕШІМ) қоршайды. (6-2 сурет)

    8. ТҰТАҚТАРДЫҢ ҮЙІНДЕЛІКТЕРІ ГРАНА деп аталатын ұқыпты бүктелген тылакоидтар. Тилакоидтар бір -бірімен байланысты және бір -бірінің үстіне қабаттасып, Грананың стектерін құрайды.

    9. Әрбір хлоропластарда жүздеген немесе одан да көп граналар болуы мүмкін.

    10. Гранада жүздеген хлорофилл молекулалары және басқа пигменттер ФОТОСИСТЕМАларға біріктірілген.

    11. ФОТОЖҮЙЕЛЕР – Хлоропласттардың ЖАРЫҚ ЖИНАУ БІРЛІГІ.

    1. ЖАРЫҚ ТОЛҚЫНДАР бойынша қозғалатын ФОТОН деп аталатын бөлшектерден тұрады.

    2. Толқын шыңдары арасындағы қашықтық ТОЛҚЫНДЫҚ деп аталады.

    3. Әр түрлі толқын ұзындықтары әр түрлі энергияны тасымалдайды.

    5. Жарықты PRISM арқылы беру арқылы White Light -ды оның құрамдас түстеріне бөлуге болады.

    6. Бір шетінде қызылдан екіншісінде күлгінге дейін болатын түстер массиві КӨРІНЕТІН СПЕКТРУМ деп аталады.

    7. Әр жарық түсінің толқын ұзындығы әр түрлі және энергиясы әртүрлі.

    8. Жарық объектіге тигенде, оның компоненттерінің түстері объект арқылы шағылыстырылуы, берілуі немесе сіңірілуі мүмкін.

    9. БАРЛЫҚ ТҮСТЕРДІ ЖҰТАТЫН нысан ҚАРА болып көрінеді.

    10. ПИГМЕНТ - бұл жарықтың белгілі бір толқындарын сіңіретін және басқаларды шағылыстыратын немесе жіберетін молекула.

    11. Пигменттердің ерекше комбинациясына байланысты заттар немесе организмдердің түсі әр түрлі болады.

    12. Пигменттермен шағылысқан толқындар ТҮС объектісі ретінде көрінеді.

    2. ХЛОРофиллдер ӨСІМДІКТЕР МЕН БАЛДЫРЛАРДА ЕҢ КІРЕКТЕГЕН ЖӘНЕ МАҢЫЗДЫ ПИГМЕНТТЕР.

    3. Хлорофиллдің ең көп тараған ЕКІ түрі хлорофилл а және хлорофилл b деп аталады.

    4. Хлорофилл а мен Хлорофилл арасындағы молекулалық құрылымның шамалы айырмашылығы екі молекуланың түрлі түсті түстерді сіңіруіне әкеледі.

    5. Хлорофилл’с СЕНІЗЕДІ КҮЛГІЛ, КӨК ЖӘНЕ ҚЫЗЫЛ ЖАРЫҚ. Бұл фотосинтезде пайда болатын жарық толқындарының ұзындығы. (6-4-сурет)

    6 Хлорофилл а Хлорофиллге қарағанда КӨК жарықты АЗ СІҢІТЕДІ, бірақ Хлорофилл b сіңіретініне қарағанда ҚЫЗЫЛ жарық КӨБЕК.

    7. Тек хлорофилл а фотосинтездің жарық реакциясына тікелей қатысады. Хлорофилл b КӨМЕКТЕЙДІ Хлорофилл а жарық энергиясын алады және АКСЕССУАРЛЫҚ ПИГМЕНТ деп аталады.

    8. Хлорофилл түстерді сіңіре алмайды, сіңіре алмайды, аксессуарлық пигменттер өсімдіктерге жарықтан көп энергия алуға мүмкіндік береді.

    9. Хлорофиллдер Өсімдіктердің ЖАСЫЛ болып көрінуіне себеп болатын ЖАСЫЛ ЖАРЫҚТЫ ШАҚЫРАТЫП ЖӘНЕ ӨТКІЗеді.

    10. Тилакоидты мембраналардан табылған КАРОТЕНОЙДТАР деп аталатын қосымша пигменттердің тағы бір тобы сары, қызыл, апельсин пигменттерін, оның ішінде сәбіз, банан, шаршы, гүл мен күз жапырақтары.

    11. Жасыл жапырақтардағы каротиноидтар әдетте хлорофиллдер ыдырайтын күзге дейін хлорофиллдермен маскаланады.

    ФОТОСИНТЕЗГЕ ШОЛУ

    1. Фотосинтез – барлық дерлік Тіршілікті энергиямен қамтамасыз ететін процесс.

    2. Фотосинтез кезінде автотрофтар Күннің энергиясын қолданып, судан және көмірқышқыл газынан көмірсулар молекулаларын жасайды, оттегін қос өнім ретінде шығарады.

    3. ФОТОСИНТЕЗ процесін келесі ТЕҢДЕУМЕН ҚОРЫТЫНДЫРУҒА БОЛАДЫ:

    6CO2 + 6H2O + ЖАРЫҚ C6H12O2 + 6O2
    КӨМІРТІК СУ ЭНЕРГИЯСЫ 6-КӨМІРТІК ОКСИГЕН
    Қантты газдың диоксиді
    4. Бұл теңдеуде алты көміртекті қант ГЛЮКОЗА және оттегі өнімдер болып табылады.

    5. Глюкоза мен басқа көмірсуларда жинақталған энергияны кейінірек жасушалық тыныс алу кезінде АТФ өндіру үшін пайдалануға болады.

    1-КЕЗЕҢ – ЖАРЫҚҚА ТӘУЕЛДІ РЕАКЦИЯЛАР ДЕП АТАЛДЫ. Энергия - бұл күн сәулесінен алынған. Су сутегі иондарына, электрондарға және оттегіге (O2) бөлінеді. О2 хлоропласттардан (қосалқы өнім) таралады.

    2-КЕЗЕҢ – Жарық энергиясы ATP және NADPH-де уақытша сақталатын химиялық энергияға айналады.

    3 -ҚАДАМ – КАЛВИН ЦИКЛІН ШАҚЫРДЫ. ATP мен NADPH -де сақталатын химиялық энергия көмірқышқыл газы, СО2 көмегімен органикалық қосылыстардың (қанттардың) түзілуін қамтамасыз етеді.

    1. Хлорофиллдер мен каротиноидтар тилакоидтық мембраналардағы бірнеше жүз пигменттік молекулалар кластеріне топтастырылған.

    2. Пигмент молекулаларының әрбір кластері ФОТОСИСТЕМА деп аталады. PHOTOSYSTEM I және PHOSOSYSTEM II деп аталатын фотожүйелердің екі түрі бар.

    3. Фотожүйе I және Фотожүйе II пигменттері жағынан ұқсас, бірақ олардың жарық реакцияларында әртүрлі рөлдері бар.

    4. ЕКІ фотожүйенің аксессуарлы пигмент молекулалары жарықты сіңіргенде жарық реакциялары басталады.

    5. Жарықты сіңіру арқылы бұл молекулалар жарық толқындары арқылы өтетін энергияның бір бөлігін алады.

    6. Әрбір фотожүйеде алынған энергия Хлорофилл а молекуласының арнайы жұбына жеткенше басқа пигмент молекулаларына беріледі.

    7. Осы сәттен бастап орын алатын оқиғаларды 5 ҚАДАМҒА бөлуге болады. (6-5 суретті қараңыз)

    1 -ҚАДАМ – Жарық энергиясы электрондарды Фотожүйенің II Хлорофилл молекуласында жоғары энергия деңгейіне енуге мәжбүр етеді. Бұл қуатталған электрондар “Қозған” деп айтылады.

    2-ҚАДАМ – Қозған электрондарда хлорофиллден молекулаға шығу үшін жеткілікті энергия бар. Олар электрондарын жоғалтқандықтан, хлорофилл а молекулалары ТОТЫҚТАНУ РЕАКЦИЯСЫ (электрондарын жоғалту) арқылы өтеді. Әрбір тотығу реакциясы ТОҚЫТАЙТУ РЕАКЦИЯСЫМЕН (кейбір зат электрондарды қабылдауы керек) бірге жүруі керек. Зат - бұл ТИЛАКОДТЫҚ МЕМБРАНАДАҒЫ МОЛЕКУЛА.

    ҚАДАМ 3 – Алғашқы электронды қабылдағыш электрондарды тиракоидта орналасқан молекулалар сериясының біріншісіне береді (береді). Бұл молекулалар сериясы электронды тасымалдау тізбегі деп аталады, себебі ол электрондарды бір молекуладан келесі серияға көшіреді. Электрондар молекуладан молекулаға өткендіктен, олар қозған кезде алған энергиясының көп бөлігін жоғалтады. Олар жоғалтатын энергия протондарды тиракоидқа жылжыту үшін қолданылады.

    4-ҚАДАМ – Бір уақытта жарық II Фотожүйемен жұтылады, Жарық I Фотожүйемен де жұтылады. Электрондар I фотожүйедегі хлорофилл а молекуласының жұбынан басқа біріншілік электрон акцепторына ауысады. Осы хлорофилл мен молекулалар жоғалған электрондарды II фотожүйеден электронды тасымалдау тізбегі арқылы өткен электрондар алмастырады.

    5 -ҚАДАМ – Фотожүйенің негізгі электронды қабылдағышы әр түрлі электронды тасымалдау тізбегіне электрондарды береді. Бұл тізбек электрондарды тиракоидты мембрананың жағына алып келеді, ол стромаға қарайды. Онда электрондар PROTON және NADP+-пен біріктіріледі. NADP+ – тотықсыздану реакциялары кезінде электрондарды қабылдайтын органикалық молекула. Бұл реакция NADP+ NADPH-қа дейін азаюына әкеледі.

    ФОТОСИСТЕМАНЫ ҚАЛПЫНА КЕЛТІРУ II – ФОТОЛИЗ

    2. Егер электрондар ОРНАТЫЛМАСА, электронды тасымалдау тізбектері де тоқтап қалады, ал фотосинтез болмайды.

    3. Ауыстырушы электрондарды СУ МОЛЕКУЛАЛАРЫ қамтамасыз етеді. Тилакоид ішіндегі ферменттер (RuBP карбоксилаза немесе Рубиско) су молекулаларын ПРОТОНДАРҒА, ЭЛЕКТРОНДАРҒА ЖӘНЕ ОТТЕККЕ БӨЛЕДІ.

    4. Бөлінген судың әрбір ЕКІ молекуласы үшін II фотожүйедегі хлорофилл молекулалары жоғалтқандардың орнын толтыру үшін ТӨРТ электрон қолжетімді болады.

    5. Өндірілетін ПРОНТОНдар тилакоидтың ішінде қалады, ал оттегі хлоропластардан таралады және өсімдіктен кетуі мүмкін.

    6. Оксигенді жарық реакциясының қосалқы өнімі деп санауға болады, бұл фотосинтез үшін қажет емес.

    7. Фотосинтез нәтижесінде пайда болатын оттегі көптеген организмдерде, соның ішінде өсімдіктерде жасушалық тыныс алу үшін МАҢЫЗДЫ.

    8. Белгілі бір фермент катализдейтін фотосинтездің жарыққа тәуелді реакцияларында судың фотохимиялық бөлінуі фотолиз деп аталады.

    9. РуБП карбоксилаза (Rubisco) деп аталатын бұл реакцияны тездететін фермент хлоропласттағы ақуыздың шамамен 20-50% құрайды және ол биосферадағы ең көп ақуыздардың бірі болуы мүмкін.

    2. Химиосмоз Тилакоид мембранасы бойынша протондардың концентрленген градиентіне сүйенеді.

    3. Протондар су молекулаларының ыдырауынан түзіледі, басқа фотондар II фотосистема кезінде стромадан тилакоидқа айдалады.

    4. Бұл екі механизм де протондардың концентрация градиентін құруға әсер етеді. Протондардың концентрациясы стромаға қарағанда тиракоидта жоғары.

    5. Концентрация градиенті потенциалдық энергияны білдіреді. Энергия Тилакоидты мембранада орналасқан ATP SYNTHASE деп аталатын ақуыз арқылы алынады.

    6. ATP синтазасы АДЕНОЗИНДИФОСФАТЫНА НЕМЕСЕ ADP-ге фосфат тобын қосу арқылы АТФ жасайды. АТФ синтезін АДФ -тен катализдей отырып, АТФ синтаза фермент қызметін атқарады.

    7. ATP синтазасы протондардың шоғырланған градиентінің потенциалдық энергиясын АТФ химиялық энергиясына түрлендіреді.

    8. NADPH мен ATP бірге фотосинтездегі реакциялардың екінші жиынтығына энергия береді.

    6-2 БӨЛІМ КАЛВИН ЦИКЛІ

    Фотосинтездегі реакциялардың екінші жиынтығына КАЛВИН ЦИКЛІ деп аталатын биохимиялық жол кіреді. Бұл жол жарық реакциялары кезінде ATP мен NADPH -де жинақталған энергияны пайдаланып, органикалық қосылыстар шығарады. Кальвин циклы жолдың егжей-тегжейін ойлап тапқан американдық ғалым Мелвин Кальвиннің (1911-1997) құрметіне аталған.

    МАҚСАТЫ: Кальвин циклінің негізгі оқиғаларын қорытындылады. Кальвин циклінде жасалған қосылыстармен не болатынын сипаттаңыз. C3, C4 және CAM өсімдіктерін ажыратыңыз. Фотосинтезге сыртқы орта факторларының қалай әсер ететінін түсіндіріңіз.

    КАЛВИН ЖҮЙЕСІ БОЙЫНША КӨМІРТЕКТІ БЕКІТУ

    1. Кальвин циклінде СО2 көміртегі атомдары байланысады немесе органикалық қосылыстарға “FIXED”.

    2. СО2 -нің органикалық қосылыстарға қосылуын КӨМІРТЕК ФИКСАЦИЯСЫ деп атайды.

    3. Кальвин циклінде ХЛОРОПЛАСТАР СТРОМАСЫНДА болатын үш негізгі қадам бар. (6-8-сурет)

    ҚАДАМ 1 – CO2 Стромаға қоршаған цитозолдан таралады. Фермент CO2 молекуласын RuBP (рибулоза бисфосфаты) деп аталатын бес көмірсутек көмірсутегімен біріктіреді. ӨНІМ-бұл алты көміртекті молекула, ол PGA (3-фосфоглицерат) деп аталатын үш көміртекті молекулалардың жұпына бөлінеді.

    2-ҚАДАМ – PGA екі бөлікті процесте басқа үш көміртекті молекулаға, PGAL-ға айналады:

    A. Әрбір PGA молекуласы АДФ түзетін ATP молекуласынан фосфат тобын алады.

    B. Содан кейін алынған қосылыс NADPH-тен протон алады (NADP+ түзеді) және фосфат тобын босатып, PGAL шығарады.

    PGAL-дан басқа, бұл реакциялар ADP, NADP+ және фосфат шығарады. Бұл үш өнімді АТФ пен NADPH қосымша молекулаларын синтездеу үшін жеңіл реакцияларда қайтадан қолдануға болады.

    3 -ҚАДАМ – PGAL -тің көп бөлігі 1 -қадамға оралу және Калвин циклінің жалғасуына мүмкіндік беру реакциясы ретінде RuBP -ге қайта айналдырылады. Дегенмен, КЕЙБІР PGAL молекулалары Кальвин циклінен шығып кетеді және оларды өсімдік жасушасы басқа органикалық қосылыстар жасау үшін пайдалана алады.

    ФОТОСИНТЕЗДІҢ БАЛАНС БАЛАНСЫ

    1. Кальвин циклінің әр айналымы бір СО2 молекуласын түзейді. PGAL үш көміртекті қосылыс болғандықтан, әрбір PGAL молекуласын алу үшін циклдің үш айналымы қажет.

    2. Циклдың әрбір айналымы үшін 2-қадамда ЕКІ АТФ және ЕКІ NADPH молекуласы және 3-қадамда БІР АТФ молекуласы пайдаланылады.

    3. Кальвин циклінің үш айналымында АТФ -тың тоғыз молекуласы мен НАДФ -тың АЛТЫ молекуласы қолданылады.

    4. Жарық реакциялары мен Кальвин циклін қоса алғанда, фотосинтездің ең қарапайым ЖАЛПЫ теңдеуін былай жазуға болады:

    6CO2 + 6H20 + ЖАРЫҚ ЭНЕРГИЯСЫ C6H12O6 + 6O2

    1. Кальвин циклы - көміртекті бекітудің ЕҢ ЕҢ таралған жолы. Кальвин циклі арқылы көміртекті ерекше түрде түзететін өсімдік түрлері C3 PLANTS деп аталады.

    2.Басқа өсімдік түрлері көміртекті балама жолдар арқылы түзейді, содан кейін оны Калвин цикліне ену үшін босатыңыз.

    3. Бұл балама жолдар әдетте ЫСЫҚ, ҚҰРғақ климатта дамыған өсімдіктерде кездеседі.

    5. Стоматалар - СО2 өсімдіктен шығатын және өтетін негізгі жол.

    6. Өсімдіктің стоматалары жартылай ЖАБЫЛҒАН кезде, CO2 деңгейі ТӨМЕНДІ (Кальвин циклінде пайдаланылады) және O2 деңгейі көтеріледі (жарық реакциялары ретінде су молекулаларын бөлу).

    7. СО2 -нің төмендігі мен О2 -нің жоғары деңгейі Кальвин циклы бойынша көміртектің бекітілуін тежейді. Көміртекті бекітудің балама әдістері бар қондырғыларда бұл мәселені шешудің жаңа әдістері бар.

    8. C4 ӨСІМДІКТЕР – Белгілі бір өсімдіктерге CO2-ні ТӨРТ-көміртекті қосылыстарға бекітуге мүмкіндік береді. Күннің ең ыстық бөлігінде C4 өсімдіктерінің стоматасы жартылай жабылады. С4 өсімдіктеріне жүгері, қант қамысы және шаян кіреді. Мұндай өсімдіктер көмірсулардың бірдей мөлшерін өндірген кезде C3 өсімдіктерінің шамамен жартысы ғана суды жоғалтады.

    9. CAM PATHWAY – Кактус, ананас ыстық, құрғақ климатқа әр түрлі бейімделген. Олар көміртекті CAM деп аталатын жол арқылы бекітеді. CAM жолын пайдаланатын өсімдіктер стоматасын түнде ашады және күндіз жабады, бұл басқа өсімдіктерге қарама -қарсы. Түнде CAM өсімдіктері СО2 алады және органикалық қосылыстарға бекітіледі. Күн ішінде СО2 осы қосылыстардан бөлініп, Калвин цикліне енеді. CAM өсімдіктерінің стоматалары түнде ашық болғандықтан, олар өте баяу өседі, бірақ олар C3 немесе C4 өсімдіктеріне қарағанда АЗ суды жоғалтады.

    1. Өсімдіктің фотосинтез жүргізе алатын жылдамдығына ӨСІМДІК ОРТА әсер етеді.

    2. ЗАВОДТЫҢ ҮШ НӘРСЕСІ ФОТОСИНТЕЗДІҢ ЖЫЛДАМДЫҒЫНА ӘСЕР ЕТЕДІ: ЖАРЫҚ КҮШТІЛІК, СО2 ДЕҢГЕЙІ ЖӘНЕ ТЕМПЕРАТУРА. (6-10-сурет)

    3. ЖАРЫҚ ҚАРЖЫЛЫҚ – Ең маңыздыларының бірі, жарық қарқындылығы жоғарылаған сайын фотосинтез жылдамдығы бастапқыда жоғарылайды, сосын үстірт деңгейіне дейін төмендейді.

    4. ӨСІМДІК АЙНАЛЫНДАҒЫ CO2 ДЕҢГЕЙЛЕРІ – CO2 деңгейін жоғарылату жылдамдығы платоға жеткенше фотосинтезді ынталандырады.

    5. ТЕМПЕРАТУРА – ТЕМПЕРАТУРАНЫ ЖОҒАРТУ фотосинтезге қатысатын химиялық реакцияларды жеделдетеді. Температура жоғарылаған сайын фотосинтез жылдамдығы артады. Фотосинтез жылдамдығы әдетте белгілі бір Температурада ШЫҢҒА жетеді, ал температура одан әрі жоғарылағанда фотосинтез төмендей бастайды. (6-10б сурет)


    #99 Фотосинтезге шолу

    Фотосинтез - бұл жарық ретінде берілетін энергия химиялық энергияға айналатын реакциялар тізбегі.

    Жарықтан энергия жиналады хлорофилл, содан кейін бұл энергия қолданылады

    • су молекулаларындағы күшті байланыстарды бөлу үшін бөлу сутегі
    • өнім ATP
    • деп аталатын затты азайтады NADP.

    NADP никотинамид адениндинуклеотид фосфатты білдіреді, ол NAD сияқты кофермент болып табылады.
    The ATP және қысқартылған NADP содан кейін сутегіні қосу үшін қолданылады Көмір қышқыл газы сияқты көмірсулар молекулаларын шығару үшін глюкоза . Бұл күрделі органикалық молекулалар бастапқыда жарықта болған энергияның бір бөлігін қамтиды. The оттегі бөлінген су молекулаларынан қалдық өнім болып табылады және ауаға таралады.


    Фотосинтез жылдамдығына әсер ететін факторлар

    • Жарық қарқындылығы неғұрлым көп болса, соғұрлым жақсы (егер ол өсімдікке зақым келтірмесе)
    • Өтеу нүктесі – Өсімдік ішіндегі фотосинтез бен тыныс алудың арақатынасы, егер олар бірдей немесе одан да көп тыныс алатын болса, өсімдік өсе алмайды.
    • Көмірқышқыл газы – Бұл өсімдіктерді мүмкіндігінше қалайтын ең таралған шектеу факторы болуы мүмкін. Атмосфера 0,03% СО құрайды2.
    • Фотосинтез ферменттермен жүретін биохимиялық процесс болғандықтан температура бұған әсер етеді.
    • Су – фотосинтез кезінде 1-кезеңде қажет.

    IGCSE биологиясы

    Бұл үшін ең көп таралған тәжірибе - су астындағы тоған арамшөптерін қолдану, онда факторлар әр түрлі:
    Шам зауыттан әрі қарай жылжытылады
    Суға пісіру ұнтағы қосылады (СО2 көбейеді)
    Ақ жапырақты өсімдік жасыл жапырақты өсімдікке тексеріледі (жасылда хлорофилл көп).

    Ол шығаратын газ – фотосинтез өнімдері – көпіршіктер ретінде есептеледі немесе төмен қарай жылжу арқылы өлшенеді. Бұл әртүрлі жағдайларда фотосинтездің жылдамдығын көрсетеді.
    Йодты крахмал өндіруді тексеру үшін қолдануға болады.

    10 пікір:

    Крахмал өндірісін қарастырғанда қандай организм зерттеледі?

    Мен мұны істегенде, ол жасыл жапырақпен болды

    Өсімдіктер энергияны крахмал ретінде сақтайтындықтан, жануарлар мен саңырауқұлақтар энергияны гликогенде сақтайды.

    Сейсенбіде барлығына сәттілік btw :)

    ҚҰДАЙ ЕРТЕҢ СӘТТІЛІК ЖАСАСЫН ЕГЕР СІЗДЕРДІҢ ЖАСАУЫ БОЛСА

    Сізге йод сынамаларына көбірек қосу керек. edexcel 2009 басылымының 109-110 беттерін тексеруге болады


    Бейнені қараңыз: Фотосинтез видео 2. Фотосинтез. Биология (Желтоқсан 2022).