«Өсімдіктер физиологиясы»
Фотосинтездің химиялық процесстері. Қараңғы және жарық фазасы
жүктеу/скачать 0,68 Mb.
|
осим.физ.ДӘРІС
| Фотосинтездің химиялық процесстері. Қараңғы және жарық фазасы. Фотосинтез процесінің негізгі қасиеті бұл процесс күн сәуле жарығының энергиясы арқылы өтеді. Фотосинтез процесі фотохимияның негізгі зандарына бағынатын алғаш рет К.А.Тимирязев дәлелдеп берді. Фотохимия заңы бойынша күн сәулесінің энергиясы белгілі мөлшерде жұмыс жасау үшін өсімдік организміне сіңірілуі тиіс. Канттың бір грамм молекуласы синтезделуі үшін күн сәулесінің 686 үлкен калориясы жұмсалады.Бірінші кезең – хлорофилл сіңірген күн сәулесінің энергиясын фотохимиялық жолмен суды ыдыратуға жұмсалады. Бұл кезде су ыдырайды да одан сутегі және оттегі бос күйінде бөлініп шығады. Екінші кезеңді тотығу – тотықсыздану реакциялары өтеді. Бұлардың өтуі үшін хлорофилден басқа электрондарды тасымалдайтын цитохромдар мен т.б. тасымалдаушылар қатынасады. Бұнда АТФ синтезделеді. Оларда күн сәулесінің энергиясы жиналады.Үшінші кезең – синтезделген энергиясы көмірқышқыл газын көмірсуларға дейін тотықсыздандыруға жұмсалады. Фотосинтез процесі күн сәулесінің әр түрлі спектрінде әр қилы қарқындықпен өтеді. Өйткені әр түрлі спектрде әр энергияның мөлшері түрліше болады. Күн сәулесі жарқырап тұрғанымен, оның химиялық әрекетшілігі төмен болуы да, сондай-ақ оған керісінше арта түсуі де мүмкін. Хлорофилл күн сәулесін мол қабылдайтын болса да өсімдіктер көмірқышқыл газын сіңірмейді. Бұл мәселені Тимирязев эксперимент арқылы шешкен болатын. Күн сәулесінің қызыл спектрін әсіресе хлорофилл мол сіңіреді. Өйткені оларда энергия көп. Сондықтан да қызыл спектрде көмірқышқыл газы тез арада көмірсуларға айналады.К.Н.Тимирязев энергия сақталу заңының фотосинтез үшін толық қолданылатынын дәлелдеп, виталистердің «Өмір күші» бар деген дәлелсіз қорытындыларын тас-талқан етті.Фотосинтездің жоғары спектрі: біреуі – қызыл, ал екіншісі, аз мөлшердегі – көкшіл, күлгін сәулелерде болатынын анықтады.Фотосинтез процесінде көмірқышқыл газындағы көміртегінің молекулалары көмірсуға дейін тотықсыздану үшін сутегінің төрт атомы қажет: СО2+4Н→СНОН+Н2О.Жасыл жапырақтар сіңірген энергияның тек 1-ден 3 проценте дейінгісі іске асады, ал қалғанының басым бөлігі (25%) жапырақтар арқылы өтіп әсер етеді. Қалған энергия жылу энергиясына айналып, жапырақты қыздырады және өсімдікті қоршаған кеңістікке шашырап таралады.К.Н.Тимирязев еңбегінің негізгі қорытындысы мынадай: 1) хлорофилдің сіңірген сәулелерімен ғана фотосинтез жүреді; 2) фотосинтез сіңірген сәулеге тура пропорционал, яғни неғұрлым сәуле энергиясы хлорофилге мол сіңсе, солғұрлым ассимиляция мөлшері артады; 3) өсімдіктер фотосинтез процесінде сіңірілген энергияның бар болғаны 1-3 процентін ғана пайдаланады.Тимирязев зерттеулер арқылы фотосинтездің қарқындылығы мен өнімділігі сәуле энергиясына тура пропорционал болатынын, кейбір жағдайда күн сәулесінің мол болуына қарамастан, фотосинтез процесі төмендеп кететінін анықтады.Хлорофилл жарықта да, қараңғыда да тотығып-тотықсызданады, К.А.Тимирязев хлорофилдің тотықсыздануын байқап, оны эксперимент арқылы дәлелдеп берді. Н.А.Красновский хлорофилдің күндіз сәуле арқылы фотохимиялық жолмен тотықсыздануын анықтады. Хлорофилдің күндізгі уақытта тотықсыздануы анаэробты жағдайда өтеді. Оның жарықта тотықсыздануын Красновский реакция деп атайды. Қорыта айтқанда хлорофилл екі жолмен тотықсызданады: бірінші жолы – фотофизикалық, мұнда хлорофилл күн сәулесімен қозғалысқа келеді; екінші жолы – фотохимиялық, мұнда хлорофилл тотықсызданады, ол екі кезеңнен тұрады: 1) хлорофилдегі электрондардын тасымалдануы; 2) хлорофилдегі протондардың тасымалдануы.
№6 ДӘРІС жүктеу/скачать 0,68 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|