14-mavzu: fotosintez fiziologiyasi. Reja: Fotosintezning mohiyati va ahamiyati. Fotosintetik aparatning strukturaviy tuzilishi va fotosintezning birlamchi jarayonlari. Fotosintez bioximiyasi Fotosintez ekologiyasi

1957 yilda R.Emerson o’tkazgan tajribalar ko’rsatishicha, to’lqin uzunligi 660-680nm bo’lgan qizil nurlarning effektivlik darajasi eng yuqori ko’rsatgichga ega. To’lqin uzunligi ulardan qisqa yoki uzun nurlarning effektivlik darajasi pasaya boradi. Bulardan tashqari fotosintetik reaktsiyalar uchun monoxromatik nurlarga nisbatan aralash spektrlar energiyasining samaradorligi yuqoridir. Masalan,to’lqin uzunligi 710 nm bo’lgan qizil nurlarning 1000 kvanti yutilganda 20 molekula kislorod ajralib chiqqan, 650nm dan – 1000 kvant yutilganda esa 100 molekula kislorod ajralib chiqqan. Lekin 710 nm va 650 nm yorug’lik spektrlari bir vaqtda ta’sir ettirilganda esa 120 molekula o’rniga 160 molekula kislorod ajralib chiqqan. Demak, xar xil to’lqin uzunligiga ega nurlardan foydalanish samaradorligi yuqoriroq bo’lib, (40 molekula kislorod ko’p ajralgan), bu Emerson effekti deyiladi.

• 1957 yilda R.Emerson o’tkazgan tajribalar ko’rsatishicha, to’lqin uzunligi 660-680nm bo’lgan qizil nurlarning effektivlik darajasi eng yuqori ko’rsatgichga ega. To’lqin uzunligi ulardan qisqa yoki uzun nurlarning effektivlik darajasi pasaya boradi. Bulardan tashqari fotosintetik reaktsiyalar uchun monoxromatik nurlarga nisbatan aralash spektrlar energiyasining samaradorligi yuqoridir. Masalan,to’lqin uzunligi 710 nm bo’lgan qizil nurlarning 1000 kvanti yutilganda 20 molekula kislorod ajralib chiqqan, 650nm dan – 1000 kvant yutilganda esa 100 molekula kislorod ajralib chiqqan. Lekin 710 nm va 650 nm yorug’lik spektrlari bir vaqtda ta’sir ettirilganda esa 120 molekula o’rniga 160 molekula kislorod ajralib chiqqan. Demak, xar xil to’lqin uzunligiga ega nurlardan foydalanish samaradorligi yuqoriroq bo’lib, (40 molekula kislorod ko’p ajralgan), bu Emerson effekti deyiladi.

Fotosintezda karbonat angidridning o’zlashtirilishi. Fotosintezning ikkinchi bosqichi-qorong’ulik bosqichi deyiladi. Chunki bu bosqichda boradigan reaktsiyalar yorug’lik talab qilmaydi va СО2 ning o’zlashtirilishi bilan xarakterlanadi. Yorug’lik bosqichining asosiy maxsuloti bo’lgan ATF va NADFN2 lar karbonat angidridning o’zlashtirilib uglevodlar hosil bo’lishida ishtirok etadi. Karbonat angidridning o’zlashtirilishi ham oddiy jarayon emas. U juda ko’p bioximik reaktsiyalarni o’z ichiga oladi. Bu reaktsiyalarning xarakterlari to’grisida batafsil ma’lumotlar bioximiyaning yangi usullarini qo’llash natijasidagina olinadi.Xozirgi paytda CO2 ni o’zlashtirishning bir necha yo’li aniqlangan: С3-yo’li (Kalvin sikli); С4-yo’li (Xetch va Slek sikli); Fotosintezning SAM-yo’li.

• Fotosintezda karbonat angidridning o’zlashtirilishi. Fotosintezning ikkinchi bosqichi-qorong’ulik bosqichi deyiladi. Chunki bu bosqichda boradigan reaktsiyalar yorug’lik talab qilmaydi va СО2 ning o’zlashtirilishi bilan xarakterlanadi. Yorug’lik bosqichining asosiy maxsuloti bo’lgan ATF va NADFN2 lar karbonat angidridning o’zlashtirilib uglevodlar hosil bo’lishida ishtirok etadi. Karbonat angidridning o’zlashtirilishi ham oddiy jarayon emas. U juda ko’p bioximik reaktsiyalarni o’z ichiga oladi. Bu reaktsiyalarning xarakterlari to’grisida batafsil ma’lumotlar bioximiyaning yangi usullarini qo’llash natijasidagina olinadi.Xozirgi paytda CO2 ni o’zlashtirishning bir necha yo’li aniqlangan: С3-yo’li (Kalvin sikli); С4-yo’li (Xetch va Slek sikli); Fotosintezning SAM-yo’li.

• Fotosintezning С4-yo’li. Fotosintez jarayonida CO2 ning o’zlashtirish yo’lini 1946-1956 yillarda Koliforniya dorilfununida, amerikalik bioximik M.Kalvin va uning xodimlari aniqladilar. Shuning uchun ham u Kalvin sikli deb ataladi. Keyingi yillardagi izlanishlarning natijalari ko’rsatishicha, bu sikl hamma o’simliklarda sodir bo’ladi. Birinchi asosiy vazifa CO2 o’zlashtirilishi oqibatida vujudga keladigan dastlabki organik moddani aniqlash edi. Aytish lozimki, mazkur jarayonda hosil bo’ladigan uglevodlarni aniqlash juda qiyin, chunki miqdor jixatidan kam bo’lgan turli-tuman oralik moddalar hosil bo’ladi.