«Өсімдіктер физиологиясы» ПӘнінің ОҚУ-Әдістемелік кешені
жүктеу/скачать 0,84 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Цикл Хэтча и ка
| 7-дәріс:
Тақырыбы: Фотосинтездің қараңғылық кезеңі Дәріс тезистері: Фотосинтез –органикалық заттарды жинақтаушы Кальвин циклі. 3.Хэтч және Слэк циклі. Фотосинтездің С3- және С4-жолдарының бірігуі. Фотосинтездің қараңғылық кезеңі. Фотосинтездің II сатысы жарық квантын қажет етпегендіктен, фотосинтездің қараңғы сатысы деп аталған. Бұл сатыда С02-ні игеру және көмірсуларды синтездеу үшін АТФ пен НАДФН энергиялары жұмсалынады. Мұнда құрамында 3—7 көміртек атомдары болатын әр алуан көміртекті қосылыстардың айналымы сияқты күрделі процестер жүреді. Бұл процесте бейорганикалық С02-ні игеретін негізгі фермент — рибулозобифосфаткарбоксилаза. Оны қысқаша "рубиско" деп атайды. Мұндай көміртектің фотосинтездік ассимиляциялану жолын Кальвин жолы деп атайды. Фотосинтездік бұл реакциялар жиынтығы фотосинтездің жарықтағы және қараңғыдағы сатысын біріктіреді. Мұнда судың құрамындағы сутек атомы көміртек диоксидінің тотықсыздануына жұмсалады. Ал оттек молекула күйінде бөлініп шығады. Жапырақ құрылысы, оның қозғалысы, устьице аппаратының жұмысы, ассимиляттардың жылжуы өсімдіктің фотосинтездік іс-әрекетін оңтайландыруға бағытталған. Фотосинтез – биосфераның маңызы зор үдерісі. Тіршілік эволюциясының алғашқы кезеңдерінде пайда болып, фотосинтез ғарыштық қызмет атқарады. Себебі күн радиациясы есебінен өсімдіктің орасан зор биомассасы пайда болады және атмосфераға оттегі бөлінеді. Хемосинтез химиялық қосылыстардың тотығуы энергиясы арқасында іске асады. Halobacterium halobium-ң фотосинтезі хлорофилсіз жүреді. Осы бактериялардың мембранасында бактериородопсин деген қызыл пигмент орналасады. Сондықтан фотосинтездің зерделеуін өз тіршілігі үшін жарық энергиясын пайдалынатын фототрофтылардың алуан түрлілігінен бастаған жөн және организмдерді тіршілік ету тәсіліне қарай жіктеу керек. Прокариоттық және эукариоттық фототрофтылардың: бактериялар, балдырлар, мүктер, қыналар мен жоғары сатылы өсімдіктердің фотосинтездік аппаратының құрылысын салыстыру пайдалы. Хлоропласт – фотосинтездің фотохимиялық және биохимиялық реакцияларын жүзе асыратын органелла. С3- және С4-өсімдіктерінің жапырағы мен хлоропласты құрылысының айырмашылықтарын анықтау қажет. Фотосинтез –органикалық заттарды жинақтаушы.Тек фотосинтез процесі ғана Жерде органикалық заттардың жиналуын қамтамасыз етеді. Барлық тірі организмдер үшін өмір сүруге қажетті жағдайлар осы процестің нәтижесінде жүзеге асады. Қазіргі уақытта адамдар маңызды энергия көзі ретінде ежелгі өсімдік организмдері әрекеттерінің нәтижесінде пайда болған — тас көмірді, мұнай мен газды пайдаланады. Осыдан жүздеген миллион жылдар бұрын ауадағы көмірқышқыл газының концентрациясы қазіргі уақыттағы концентрация мөлшерінен ондаған есе жоғары болып, соған байланысты булану эффектілері байқалған. Қазіргі кезге қарағанда сол уақытта Жер бетіндегі температура мен ылғалдылық мөлшері де жоғары болды. Жер беті тропиктік және субтропиктік климатта болып, фотосинтез нәтижесінде өсімдіктердің биомассалар қоры көп мөлшерде жинақталды. Осы кезеңдерде салмағы 100 т-ға жуық алып денелі, шөпкоректі динозаврлар тіршілік еткен. Барлық тас көмір кен орындары осы кезеңде пайда болған, соның ішіндегі ірі кен орындардың бірі — Қазақстандағы Екібастұз. Тас көмір кен орындары тіптен солтүстік полюске жақын жерде, мысалы, Шпицберген аралында да бар. Сол кезеңдермен салыстырғанда, қазіргі уақытта климат жағдайлары қатты өзгерді. Сөйте тұрса да, Жер бетінде өсімдіктердің биомассасы өте жоғары мөлшерде жинақталатын аймақтар бар. Бірақ ондай аймақтар көп емес. Сондай жердің бірі — Амазонка өзенінің бассейні. Ғалымдардың айтуынша, мұнда Жер шары жасыл өсімдіктерінен бөлінетін барлық оттек мөлшерінің төрттен бір бөлігі (1/4) түзіледі екен. Егер біз өсімдіктерді биологиялық өнімділігі жағынан жеке қарастыратын болсақ, онда ең жоғары үлес қант қамысына тиеді. Ол 1 га-дан 200 т өнім береді. Қант қамысының жоғары өнімділік көрсетуінің басты себебі, ол С4 — өсімдіктер тобына жатады. Олар көмірқышқыл газын байланыстырып, төрт атомды көміртек қосылысы оксалоацетат түзеді. Қарапайым өсімдіктермен салыстырғанда көмірқышқыл газын ассимиляциялаудың Бұл жолында энергия көп жұмсалады. Қарапайым өсімдіктерде бір молекула көмірқышқыл газын байланыстыру үшін үш молекула АТФ жұмсалса, С4—өсімдіктері үшін 5 молекула АТФ жұмсалады және Бұл процесс өте жоғары температура жағдайында жүреді. Сондықтан да температура 30—45°С аралығында көмірқышқыл газын көп сіңіретін ең жоғары фотосинтездік өнімділік қасиетін көрсетеді. Кальвин циклінің биохимиялық өзгерістері үш фазаға бөлінеді: 1) карбоксилдену; 2) тотықсыздану; 3) акцептордың қалпына келуі. Циклдің бірінші акцепторы мен бірінші өнімін, рибулозобисфосфат-карбоксилазаның (РБФК) қасиеттерін және фотосинтездің қараңғы реакцияларын реттеу үшін жарықтың рөлін білу қажет. Кальвин циклінің басты ферменттерін күшейтетін негізгі жағдай – жарық көмегімен протондар мен Mg2+ иондарының тасымалдануы Кальвин циклінен басқа СО2-ң басқа да тотықсыздану жолдарын: С4-жолын (Хетч және Слэк циклін), жасаңшөптердің фотосинтезін (САМ-метаболизмін), циклдердің реакция кезектілігін және басты ферменттерін білу керек. С4-өсімдіктерге тән жапырақ ұлпаларының, хлоропластының анатомиялық құрылыс ерекшеліктерін, фотосинтездің жарық пен қараңғы сатыларының өзгешелігін қарастырған жөн. Фотосинтез кезінде бірінші реттік көмірсулардың – сахароза, крахмал, олигосахаридтердің биосинтезі қалай жүзеге асатынын білу қажет. РБФ-карбоксилаза/оксигеназа қызметінің екі жақтылығына және осыған байланысты фототыныс алудың құрылыстық пен қызметтік жағынан ұйымдастырылуына назар аудару қажет.Өзара байланысқан үш органелланың – хлоропласт, пероксисома мен митохондрияның қызметі нәтижесінде жүретін фототыныс алудың физиологиялық маңызын білу керек. Сонымен, фотосинтездің кезеңдерін келесі қорытынды кестеден көруге болады Цикл Хэтча и ка (С4-путь фотосинтеза). В цитоплазме клетокЦикл Хэтча и Сэка (С4-путь фотосинтеза). В цитоплазме клетокЦикл Хэтча и С4-жолы Хетч және Слэк циклі (клетка цитоплазмасында)а (С4-путь фотосинтеза). В цитоплжүктеу/скачать 0,84 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|