Фотосинтез өсімдік жасушаларында қалай жұмыс істейді
Мазмұны
Жердегі тіршіліктің жалғасуы тікелей өсімдіктерде жүретін үдерістерге байланысты. Дәл осы ағзалар күн энергиясын органикалық заттарға айналдырып, бүкіл тірі әлемді қорекпен қамтамасыз етеді. Бұл механизмнің арқасында атмосфераға оттек бөлініп, жануарлар мен адамдардың тыныс алуы мүмкін болады. Фотосинтез – жасыл өсімдіктер жасушаларында жүретін күрделі биохимиялық үдеріс. Оның рөлін түсіну үшін бұл құбылыстың жасушалық деңгейде қалай жүзеге асатынын қарастыру қажет.
Фотосинтездің негізгі құрылымдары
Фотосинтез арнайы органелла – хлоропластарда жүреді. Олардың ішінде жарықты сіңіретін пигменттер мен биохимиялық реакцияларға қажетті ферменттер орналасқан.
- хлоропластарды екі қабатты мембрана қаптап, зат алмасуды реттейді;
- ішінде тилакоидтар деп аталатын жалпақ қапшықтар бар, олар грана түзеді;
- тилакоид мембранасында жарықты сіңіретін хлорофилл орналасқан;
- стромада биохимиялық реакцияларға қатысатын ферменттер шоғырланған;
- хлоропластардың өз ДНҚ-сы мен рибосомалары бар, сондықтан олар белгілі бір ақуыздарды өздігінен түзе алады.
Барлық бөліктер бірлесіп жұмыс істеп, жасуша ішіндегі шағын энергия фабрикасын құрайды.
Жарық кезеңі
Фотосинтездің алғашқы кезеңі жарық энергиясын сіңірумен байланысты. Бұл кезде өсімдік жасушасы кейінгі реакциялар үшін қажетті молекулаларды алады.
- Хлорофилл фотондарды сіңіреді. Жарық түскенде электрондар қозып, жоғары энергетикалық деңгейге өтеді. Осы ауысу электрондар ағынын туғызып, тізбекті реакцияларды бастайды.
- АТФ пен НАДФ·Н түзіледі. Электрондар тасымалдау тізбегі арқылы өтіп, нәтижесінде жасушаға энергия көзі болатын АТФ пен қалпына келген НАДФ·Н синтезделеді.
- Судың фотолизі жүреді. Жарық әсерінен су молекуласы протондарға, электрондарға және оттекке ыдырайды. Оттек атмосфераға бөлініп, тірі ағзалардың тыныс алуына мүмкіндік береді.
Бұл реакциялар тилакоид мембранасында өтеді және күн сәулесінсіз жүзеге аспайды.
Қараңғы кезеңі
Келесі кезеңде өсімдік жарық фазасында түзілген қосылыстарды пайдаланып, органикалық заттарды құрастырады. Бұл үдеріс жарыққа тәуелді емес, бірақ АТФ пен НАДФ·Н-ға сүйенеді.
- көмірқышқыл газы устьица арқылы хлоропластқа өтеді;
- стромада рубиско ферментінің көмегімен СО₂ бекітіледі;
- Кальвин циклі көмірқышқылды глюкозаға және басқа қанттарға айналдырады;
- АТФ энергия берсе, НАДФ·Н электрон жеткізеді;
- соңғы өнім – жасушаға қажет органикалық зат және қор ретінде жиналатын қанттар.
Осылайша жарық және қараңғы кезеңдері бір-бірімен тығыз байланысты.
Фотосинтездің биосфера үшін маңызы
Бұл үдеріс Жердің энергетикалық тепе-теңдігінің негізі саналады. Ол тек өсімдіктерге ғана емес, бүкіл экожүйеге тіршілік көзі болады.
- Атмосфераны оттекпен қамтамасыз етеді. Фотосинтез – бос оттектің басты көзі, ол тыныс алу үшін қажет.
- Органикалық зат түзеді. Барлық қоректік тізбектер өсімдіктерден басталады, өйткені олар қант пен басқа да қосылыстарды жасайды. Бұл өнімдер жануарлар мен адамдардың азығына айналады.
- Климатты реттейді. Өсімдіктер көмірқышқыл газын сіңіріп, оның мөлшерін азайтады, сөйтіп парниктік әсерді әлсіретеді. Осылайша фотосинтез климат тұрақтылығын сақтауда маңызды рөл атқарады.
Бұл құбылыстың маңызы жеке жасушадан тыс шығып, бүкіл планетаға әсер етеді.
Фотосинтез – жарық энергиясын химиялық түрге айналдыратын өзара байланысты реакциялар жиынтығы. Оның кезеңдері табиғаттағы зат айналымының өзегін құрайды. Осы үдерістің арқасында өсімдіктер бүкіл тіршілікке қорек пен оттек береді. Фотосинтездің мәнін түсіну Жердегі өмір тепе-теңдігінің қаншалық нәзік әрі тұрақты екенін айқындайды.
