«Өсімдіктер физиологиясы»
жүктеу/скачать 0,68 Mb.
|
осим.физ.ДӘРІС
- Бұл бет үшін навигация:
- Фотосинтез және оның маңызы.
- Қоректену түрі Көміртегі Сутегі Энергия
- Фотосинтездің ашылуы және дамуы
- Жапырақтың пигменті, фотосинтездің энергетикасы.
- Хлорофилдің химиялық құрамы.
| Тақырыбы: Фотосинтез.
Фотосинтез және оның маңызы. Жапырақтың пигменті, фотосинтездің энергетикасы. Фотосинтездің химиялық процесстері. Қараңғы және жарық фазасы. Фотосинтез және оның маңызы. Органикалық заттарға талдау жасап, олардын құрамы 45 %-дейін көміртегінің тұратындығы анықталған. Барлық тірі ағзаларда қоректену түрлеріне қарай автотрофты және гетеротрофты деп екі топқа бөледі. Автотрофты қоректенетін ағзалар тобы жай минералды заттардан күрделі органикалық заттарын түзейді және бұл реакцияға күн сәулесінің энергиясын немесе химиялық тотығу реакцияларын пайдаланады. Гетеротрофты ағзалар өз денесіндегі органикалық заттарды дайын органикалық қосылыстарын пайдалану арқылы құрайды. Қосылыстар мен энергияның пайдалануына байланысты органикалық заттардың құрылуы және көміртегімен қоректенуінің негізгі типтері бірнешеге бөлінеді.
Барлық органикалық заттар үш түрлі процестің әсерімен синтезделеді. Олар: 1) фотосинтез; 2) хемосинтез; 3) бактериальды фотосинтез (фоторедукция). Бұлардың ішіндегі ең маңыздысы фотосинтез. Фотосинтез – аэробты, ал бактериальды фотосинтез бен хемосинтез анаэробты ортада жүреді, эволюциялық кезеңдерге қарағанда хемосинтез, бактериальды фотосинтез – кейінгі кезде пайда болған биологиялық процестер. Фотосинтез барлық жасыл өсімдіктеріне тән процесс. Фотосинтездің жалпы теңдеуі: 6СО2+12Н2О → С6Н12О6+6Н2О.Фотосинтез процесінде күн сәуле жарығы химия энергиясына айналады. Тек ғана жасыл өсімдіктер арқылы күн сәуле энергиясы химиялық байланысып тұратын энергия ретінде жиналып сақталады.Фотосинтездің ашылуы және дамуы. Өсімдіктің ауамен қоректенетіндігін (фотосинтезді) тұңғыш рет атақты ағылшын химигі – дәрігері Дж.Пристли (1733-1804) тәжірибе арқылы дәлелдеді. Ол тәжірибе барысында ауасы аз ортада заттың ұзақ жануы, сондай-ақ ұзақ тыныс алу ауа құрамын бұзатынын байқады.Ұзақ уақытқа дейін фотосинтезді тек қана көмірқышқыл газының тотықсыздануы деп түсініп келді. Мұның өзі фотосинтездің химизмін білмегендіктен пайда болған теріс ұғымдар еді. Сол гипотезалардың бірі – немістің атақты ғалымы Ю.Либихтың теориясы. Ол фотосинтез арқылы ең алдымен органикалық қышқылдар синтезделеді деп есептейді. Тек кейінгі кездердегі зерттеулер ғана Ю.Либих теориясын ұсынды. Ол фотосинтез процесінде ең алдымен формальдегид синтезделеді де полимерлене келе, қанттарға айналады. (Оны қысқаша мына формуламен өрнектеуге болады: СО2→СО+О, СО+Н2О→СН2О+О. А.Байер теориясының тарихи маңызы зор, бірақ ғылыми тұрғыдан онша құнды теорема емес, өйткені көптеген жағдайда қайшылық көзқарас білдіреді.Өсімдікті формальдегидпен қоректендіргенде, олар жапырақтары және тамырларымен формальдегидті сіңіре алмайтыны байқалды. Сонымен бірге оттегі көмірқышқыл газынан емес, судан бөлінетіні де анықталды. А.Байердің теориясын сынап К.А.Тимирязев оның қатесін түзетті. Ол фотосинтез процесінде көмірқышқыл газы бөлінбей, хлорофиллмен әрекеттейді, бұл қосылыс жарық энергиясы нәтижесінде жүреді, хлорофилл күн сәулесін өзіне сіңіріп, суда ыдыратуға әрекет жасайды. Сөйтіп нәтижесінде оттегі ауаға судан бөлініп шығады деп қорытынды жасады. Оны мына формуламен өрнектеуге болады: ХО+СО2→ ХОСО2 ХОСО2 → ХСО+О2 ХСО+Н2О → ХО+СНОН ХОСО2+Н2О → ХО+СНОН+О2 К.А.Тимирязевтің еңбегі мына мәселелерді : 1) хлорофилдің күн сәулесіне байланысты тотығу және тотықсыздануы; 2) фотосинтез процесінің хлорофилсіз өтпейтіндігі; 3) фотосинтезге міндетті түрде судың қатысатындығын қамтиды.Тимирязев фотосинтездің циклді түрде өтетінін экспериментті түрде дәлелдеп берді. Фотосинтез химизмін анықтауға тағы бір елеулі үлес қосқан ғалымдардын бірі – А.Н.Бах. Ол ассимиляция тек көмірқышқыл газынан оттегінің бөлініп шығуына ғана емес, сонымен бірге фотосинтездердің өте күрделі тотығу-тотықсыздану процесі екенін айтты. А.Вильштеттер – фотосинтез процесінде пигменттердің күн сәулесі энергиясын сіңіретінін экспериментті түрде дәлелдеді.Кейінгі кездегі зерттеулер фотосинтез процесі негізінен бес кезеңнен тұратынын көрсетті: 1) хлорофидің күн сәулесі энергиясын сіңіруі; 2) күн сәулесінің электромагнитті энергиясының потенциалды химиялық энергияға өзгеруі; 3) химиялық энергияның көмірқышқыл газын (СО2) тотықсыздандыруы; 4) бейорганикалық заттың (СО2) биохимияның өзгеріске ұшырауы; 5) фотосинтез өнімдерінің зат алмасу процесіне қатысуы. Фотосинтез процесінің арқасында жер атмосферасында оттегінің қоры жасалып, тіршіліктің аэробты формалары дамыды. К.А.Тимирязев жасыл өсімдіктердің фотосинтез қызметінің космостық ролін сипаттап берді. Күн сәулесін сіңіріп, бос оттегін бөліп шығару арқасында жасыл өсімдіктер жер бетіндегі тіршіліктің қалыпты дамуына зор үлес қосты.Жоғары сатыдағы өсімдіктер фотосинтезінің арқасында көмірдің, шымтезек пен мұнайдың қоры ерте замандағы геологиялық дәуірлерде қалыптасты. Жер бетінде тіршілік ететін гетеротрофтардың бәрі де қоректік заттарды өсімдіктер фотосинтезі есебінен қабылдайды.Хемосинтез – органикалық заттардың синтезделу процесі, көмір қышқыл газын сіңіріп, энергия ретінде неорганикалық қосылыстарының толықтандыру кезеңінде пайда болатын энергия арқылы өтеді.Фоторедукция (бактериальдық фотосинтез) – пигменті бактерия арқылы күкірт сутегінің бөлінуі, күн сәуле энергиясын сіңіріп, сутегін бөліп шығарады. Бұл процесте оттегі пайда болмайды.Жапырақтың пигменті, фотосинтездің энергетикасы. Күн спектрінің көрінетін бөлігінде жарық сәулелерін талдап сіңіретін заттар пигменттер деп аталады. Пигменттерді – бояуы бар заттар деп атауға болады. Жасыл өсімдіктердің органдарындағы пигменттер хлорофилдер, каротиноидтар, фикобилиндер, антоциандар, флавиндар және фловонолдар болып алты топқа бөлінеді.1818 жылы француздық Пелетье және Кавенту деген екі химигі өсімдіктің жасыл пигментін бөліп алып, оны хлорофилл деп атады. Бұл гректің «хлорос» - жасыл және «филлон» - жапырақ деген сөздерінен шыққан. Таза түріндегі хлорофилді алғаш рет орыс ғылымы М.С.Цвет 1906 жылы хромотографиялы адсорбция әдісімен бөліп алды. М.С.Цвет өсімдіктердің көпшілігінде хлорофилдің а және в деген екі түрі болатындығын көрсетті. Қазіргі кезде хлорофилдің 10-ға жуық түрі белгілі. А хлорофилі фотосинтез процесі жүру үшін барлық өсімдіктерде болады. Жоғары сатыдағы өсімдіктер мен жасыл балдырларда а хлорофилімен в хлорофилі де болады. Қоңыр және диатомды балдырларда – с хлорофилі, қызыл балдырларда – d хлорофилі болады. Хлорофилдің химиялық құрамын зерттеген ғылымдар – Р.Вильштеттер (1907), Г.Фишер (1929). Хлорофилдің химиялық құрамын анықтау үшін оның таза түрін бөліп алу қажет. Әрине, бұл өте қиын мәселе. Ғылым М.С.Цвет ғылыми-зерттеу жұмыстарын жүргізді. Ол хроматография әдісін ойлап тапты. Қазіргі кезде хроматографиялық тәсіл ғылымның көптеген саласында заттардың химиялық құрамын, мөлшерін және сапасын анықтауға қолданылып жүр.Хлорофилдің химиялық құрамы. Хлорофилл дегеніміз – дикарбон қышқылының күрделі эфирі. Өсімдіктердің жасыл жапырақтарында хлорофилл түйіршік, таяқша және таспа түрінде кездеседі. Ол а, в, с, d, е хлорофилдері болып бірнешеге бөлінеді. жүктеу/скачать 0,68 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|