Фотосинтезді



бет2/2
Дата25.10.2022
өлшемі57.58 Kb.
#45217
1   2
Қараңғы фазасы
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.
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.
Фотосинтез бен тыныс алу
Ендігі кезекте фотосинтез бен тыныс алу процестерінің арасындағы байланысты қарастырайық. Барлық көп жасушалы организмдер сияқты өсімдік жасушаларының құрамында аэробты тыныс алудың жасуша орталығы — митохондрия бар. Сондықтан барлық өсімдік жасушалары тыныс алады және тыныс алу кезінде оттекті сіңіреді. Тыныс алу фотосинтезге қарама-қарсы процесс. Тыныс алу кезінде органикалық қосылыстар ауадағы оттектің көмегімен тотығып, энергия және көмірқышқыл газы бөлінеді. Тыныс алу жасушаның энергетикалық қажеттілігін өтеу үшін керек. Әсіресе ол өсімдіктің фотосинтезге қатыспайтын мүшелері — тамыр, сабақ және гүлдері үшін маңызды. Тыныс алу және фотосинтез процестерінің энергетикалық қарқындылығын салыстырамыз. Қалыпты күн жарығында өсімдіктер оттекті сіңіргеніне қарағанда 20—30 есе көп мөлшерде бөліп шығарады. Фотосинтез нәтижесінде бөлініп шығатын энергия мөлшері тыныс алу нәтижесінде бөлінетін энергиядан ондаған есе көп болады. Ал жарық жоқ кезде өсімдіктер оттекті көп сіңіреді. Сондықтан да дәрігерлер өсімдігі көп бөлмеде ұйықтауға болмайтындығын ескертеді.
Фотосинтез процесінің нәтижесінде 1 м2 жапырақта 1 сағ ішінде 1 г органикалық зат түзіледі. Жер бетінде бір жылдың ішінде 400 млрд т органикалық зат өндіріледі. Көмір, шымтезек (торф), мұнай фотосинтез процесінің нәтижесінде осыдан миллион жыл бұрын пайда болған. Біраз жыл өсіп түрған 10—12 ағаш, бір адамды жыл бойына оттекпен қамтамасыз ете алады екен.
Хемосинтез
Хемосинтез процесін 1887 жылы орыс ғалымы С.Н. Виноградский ашқан. Ол күн сәулесі қатыспаса да, көмір қышқыл газын ассимиляциялайтын хемосинтездеуші микроорганизмдерді тапқан.
Қазіргі кезде электрон донорлары ретінде H2S сияқты заттарды және әр түрлі металл иондарын қолдана отырып, С09 ассимиляциясын жүзеге асыратын хемосинтездеуші микроорганизмдер табылған. Олардың барлығы энергияны әр түрлі бейорганикалық заттардың тотығу-тотықсыздану реакцияларынан алады. Осы микроорганизмдердің тіршілік әрекеті нәтижесінде күкірт және металл кен орындары пайда болды. Қазақстанда хемосинтездеуші микроорганизмдерді іздестіру жүргізілуде және оларды практикада су құрамында болатын улы, ауыр металдарды бейтараптандыруға қолданады. Сол сияқты алтын, т.б. бағалы металл кендерін байыту мақсатында қолдану сияқты ғылыми зерттеу жұмыстары да кеңінен жүргізілуде.
Хемосинтездеуші реакцияға мысал:
Хемосинтездеуші микроорганизмдер: H2S+C02->(CH20)n +S

Достарыңызбен бөлісу:
1   2




©emirsaba.org 2022
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет