Erdagi hayot uchun fotosintez jarayoni oddiygina emas muhim, va, aytish mumkinki, hal qiluvchi. Bu jarayonsiz Yerdagi hayot bakteriyalardan tashqari evolyutsiyaga kirishishi dargumon. Tabiatdagi har qanday jarayonni amalga oshirish uchun energiya kerak. Yerda u Quyoshdan olingan. Quyosh nurlari o'simliklar tomonidan ushlanib, energiyaga aylanadi kimyoviy bog'lanishlar organik birikmalar. Ushbu transformatsiya fotosintezdir.
Erdagi boshqa organizmlar (ba'zi bakteriyalar bundan mustasno) o'z hayoti uchun energiya olish uchun o'simliklardan organik moddalardan foydalanadilar. Bu barcha organizmlar o'simliklarni iste'mol qiladi degani emas. Misol uchun, yirtqich hayvonlar o'simliklarni emas, balki o'txo'rlarni iste'mol qiladilar. Biroq, o'txo'r hayvonlarda saqlanadigan energiya ular tomonidan o'simliklardan olinadi.
Energiyani saqlash va Yerdagi deyarli barcha hayotni oziqlantirishdan tashqari, fotosintez boshqa sabablarga ko'ra muhimdir.
Fotosintez jarayonida kislorod ajralib chiqadi. Kislorod nafas olish jarayoni uchun zarurdir. Nafas olish jarayonida fotosintezning teskari jarayoni sodir bo'ladi. Organik moddalar oksidlanadi, yo'q qilinadi va turli xil hayotiy jarayonlar (yurish, fikrlash, o'sish va boshqalar) uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan energiya ajralib chiqadi. Yerda hali o'simliklar bo'lmaganida, havoda kislorod deyarli yo'q edi. O'sha davrlarda yashagan ibtidoiy tirik organizmlar organik moddalarni kislorod yordamida emas, balki boshqa yo'llar bilan oksidlagan. Bu samarali emas edi. Kislorodli nafas olish tufayli tirik dunyo keng va murakkab rivojlana oldi. Va atmosferadagi kislorod o'simliklar va fotosintez jarayoni tufayli paydo bo'ldi.
Stratosferada (bu troposferaning tepasida - atmosferaning eng past qatlami) kislorod quyosh radiatsiyasi ta'sirida ozonga aylanadi. Ozon Yerdagi hayotni quyoshdan keladigan xavfli ultrabinafsha nurlanishdan himoya qiladi. Ozon qatlamisiz hayot dengizdan quruqlikkacha rivojlana olmasdi.
Fotosintez jarayonida karbonat angidrid atmosferadan so'riladi. Nafas olish jarayonida karbonat angidrid chiqariladi. Agar u so'rilmaganida, u atmosferada to'planib, boshqa gazlar bilan birga issiqxona effekti deb ataladigan ta'sirni kuchaytiradi. Issiqxona effekti atmosferaning quyi qatlamlarida haroratning oshishidan iborat. Shu bilan birga, iqlim o'zgarishi, muzliklar eriy boshlaydi, okeanlar sathi ko'tariladi, buning natijasida qirg'oq bo'yidagi yerlarni suv bosishi va boshqa salbiy oqibatlar yuzaga kelishi mumkin.
Barcha organik moddalar mavjud kimyoviy element uglerod. Bu o'simliklar uni noorganik moddalardan (karbonat angidrid) qabul qilib, organik moddalarga (glyukoza) bog'laydi. Va ular buni fotosintez jarayoni orqali amalga oshiradilar. Keyinchalik, oziq-ovqat zanjirlari bo'ylab "sayohat qilish" natijasida uglerod bir organik birikmadan ikkinchisiga o'tadi. Oxir oqibat, organizmlarning o'limi va ularning parchalanishi bilan uglerod yana noorganik moddalarga aylanadi.
Fotosintez insoniyat uchun ham muhimdir. Ko'mir, torf, neft, tabiiy gaz - bu o'simliklar va boshqa tirik organizmlarning yuzlab million yillar davomida to'plangan qoldiqlari. Ular bizga qo'shimcha energiya manbai bo'lib xizmat qiladi, bu esa tsivilizatsiya rivojlanishiga imkon beradi.
Fotosintezning tabiatdagi ahamiyati. Fotosintezning Yerda va odamlar uchun hayot mavjudligi uchun muhim bo'lgan oqibatlarini qayd etaylik: quyosh energiyasini "saqlash"; erkin kislorod hosil bo'lishi; turli organik birikmalar hosil bo'lishi; atmosferadan karbonat angidridni ajratib olish.
Quyosh nuri - "sayyoramizning o'tkinchi mehmoni" (V.L. Komarov) - faqat yiqilish paytida qandaydir ish hosil qiladi, keyin izsiz tarqaladi va tirik mavjudotlar uchun foydasizdir. Biroq, yashil o'simlikka tushgan quyosh nuri energiyasining bir qismi xlorofill tomonidan so'riladi va fotosintez jarayonida ishlatiladi. Bunday holda yorug'lik energiyasi potentsial kimyoviy energiyaga aylanadi organik moddalar- fotosintez mahsulotlari. Energiyaning bu shakli barqaror va nisbatan harakatsizdir. U organik birikmalarning parchalanishiga qadar, ya'ni cheksiz davom etadi. Bir gramm glyukozaning to'liq oksidlanishi bilan uning hosil bo'lishi paytida so'rilgan energiya miqdori - 690 kkal chiqariladi. Shunday qilib, yashil o'simliklar fotosintez jarayonida quyosh energiyasidan foydalanib, uni "kelajakda foydalanish uchun" saqlaydi. Bu hodisaning mohiyatini K.A.ning obrazli ifodasi yaxshi ochib beradi. Timiryazev o'simliklarni "konserva" deb atagan. quyosh nurlari».
Organik moddalar ba'zi sharoitlarda juda uzoq vaqt, ba'zan ko'p million yillar davomida saqlanadi. Ularning oksidlanishi jarayonida o'sha uzoq vaqtlarda Yerga tushgan quyosh nurlarining energiyasi ajralib chiqadi va undan foydalanish mumkin. Neft, ko'mir, torf, yog'ochni yoqish paytida ajralib chiqadigan issiqlik energiyasi - bularning barchasi yashil o'simliklar tomonidan so'rilgan va o'zgartirilgan quyosh energiyasidir.
Hayvon tanasidagi energiya manbai oziq-ovqat bo'lib, u quyoshdan "konservalangan" energiyani ham o'z ichiga oladi. Erdagi hayot faqat Quyoshdan keladi. O'simliklar esa "Quyosh energiyasi oqadigan kanallardir organik dunyo Yer" (K. A, Timiryazev).
Fotosintezni, ya'ni uning energiya tomonini o'rganishda taniqli rus olimi K.A. Timiryazev (1843-1920). U birinchi bo'lib energiyaning saqlanish qonuni organik dunyoda ham amal qilishini ko'rsatdi. O'sha kunlarda bu bayonot juda katta falsafiy va amaliy ahamiyatga ega edi. Timiryazev jahon adabiyotida yashil o'simliklarning kosmik roli haqidagi eng mashhur taqdimotga ega.
Fotosintez mahsulotlaridan biri bu deyarli barcha tirik mavjudotlarning nafas olishi uchun zarur bo'lgan erkin kisloroddir. material, erkin energiya bir necha baravar kamroq olinadi, chunki organik moddalar to'liq oksidlanmaydi. Shu sababli, kislorod (aerob) nafas olish yuqori turmush darajasini ta'minlashi aniq. tez o'sish, intensiv ko'payish, turlarning keng tarqalishi, ya'ni biologik taraqqiyotni tavsiflovchi barcha hodisalar.
Atmosferadagi deyarli barcha kislorod biologik kelib chiqishi hisoblanadi. IN erta davrlar Yerning mavjudligi, sayyora atmosferasi tiklangan xususiyatga ega bo'ldi. U vodorod, vodorod sulfidi, ammiak va metandan iborat edi. O'simliklarning paydo bo'lishi va shuning uchun kislorod va kislorodli nafas olish bilan organik dunyo yangi, yuqori darajaga ko'tarildi va uning evolyutsiyasi ancha tezlashdi. Binobarin, yashil o'simliklar bir lahzalik ahamiyatga ega emas: kislorodni chiqarib, hayotni qo'llab-quvvatlaydi. Ular ma'lum darajada organik dunyo evolyutsiyasining xarakterini aniqladilar.
Fotosintezning muhim natijasi organik birikmalarning hosil bo'lishidir. O'simliklar uglevodlar, oqsillar va yog'larni juda xilma-xil shaklda sintez qiladi. Bu moddalar odamlar va hayvonlar uchun oziq-ovqat va sanoat uchun xom ashyo sifatida xizmat qiladi. O'simliklar kauchuk, guttapercha, efir moylari, qatronlar, taninlar, alkaloidlar va boshqalar. O'simlik xom ashyosini qayta ishlash mahsulotlari gazlamalar, qog'oz, bo'yoqlar, dorivor va portlovchi moddalar, sun'iy tolalar, qurilish materiallari va boshqalar.
Fotosintezning ko'lami juda katta. Har yili o'simliklar 15,6-10 10 tonna karbonat angidrid (dunyo zahirasining 1/16 qismi) va 220 milliard tonna suvni o'zlashtiradi. Erdagi organik moddalarning miqdori 10 14 tonnani tashkil etadi va o'simliklarning massasi hayvonlarning massasiga 2200:1 ga tegishli. Shu ma'noda (organik moddalar yaratuvchisi sifatida) okeanda yashovchi suv o'simliklari va suv o'tlari ham muhim ahamiyatga ega bo'lib, ularning organik ishlab chiqarilishi quruqlikdagi o'simliklarnikidan o'nlab marta ko'pdir.
Fotosintez tarixi. Ming yillar davomida odamlar o'simlik faqat uning ildizlari orqali oziqlanadi va tuproqdan barcha kerakli moddalarni o'zlashtiradi, deb ishonishgan. Men bu nuqtai nazarni tekshirishga majbur bo'ldim XIX boshi V. Gollandiyalik tabiatshunos Yan Van Helmont. Tuproqni qozonda o‘lchab, o‘sha yerga tol niholini ekibdi. U besh yil davomida daraxtni sug'ordi, keyin tuproqni quritdi va uni va o'simlikni tortdi. Tolning vazni etmish besh kilogramm edi va yerning vazni bir necha yuz grammga o'zgardi. Olimning xulosasi shundaki, o'simliklar oladi ozuqa moddalari, birinchi navbatda, tuproqdan emas, balki suvdan.
Ikki asr davomida fanda o'simliklarning suv bilan oziqlanishi nazariyasi o'rnatildi. Ushbu nazariyaga ko'ra, barglar faqat o'simlikning ortiqcha namlikni bug'lanishiga yordam berdi.
Olimlar o'simliklarning havoda oziqlanishi haqidagi eng kutilmagan, ammo to'g'ri taxminga faqat XIX asrning boshlarida kelishdi. Bu jarayonni tushunishda 1771 yilda ingliz kimyogari Jozef Pristli kashfiyoti muhim rol o'ynadi. U tajriba o'tkazdi, natijada u shunday xulosaga keldi: o'simliklar havoni tozalaydi va uni nafas olish uchun qulay qiladi. Keyinchalik ma'lum bo'ldiki, o'simlik havoni tozalashi uchun yorug'lik kerak.
O'n yil o'tgach, olimlar o'simlik nafaqat karbonat angidridni kislorodga aylantirganini tushunishdi. Karbonat angidrid o'simliklarning yashashi uchun zarur bo'lib, ular uchun haqiqiy oziq-ovqat bo'lib xizmat qiladi (suv va mineral tuzlar bilan birga).
O'simliklarning havo bilan oziqlanishi fotosintez deb ataladi. Kislorod fotosintez jarayonida noodatiy mahsulot sifatida chiqariladi.
Milliardlab yillar oldin er yuzida erkin kislorod yo'q edi. Sayyoramizdagi deyarli barcha tirik mavjudotlar nafas oladigan barcha kislorod fotosintez jarayonida o'simliklar tomonidan chiqariladi. Fotosintez sayyoramizning butun qiyofasini o'zgartirishga muvaffaq bo'ldi.
70-yillardan beri. o'tgan asrda Rossiyada fotosintez sohasida katta yutuqlarga erishildi. Rus olimlari Purievich, Ivanovskiy, Rikter, Ivanov, Kostychevlarning asarlarida bu jarayonning ko'p jihatlari o'rganilgan.
Fotosintezning ahamiyati nisbatan yaqin vaqtgacha tushunilmagan. Aristotel va boshqa yunon olimlari hayvonlarning hayotiy jarayonlari oziq-ovqat iste'moliga bog'liqligini ko'rib, o'simliklar "oziq-ovqat" ni tuproqdan oladi, deb hisoblashgan.
Bundan uch yuz yil muqaddam, biologiya bo'yicha birinchi sinchkovlik bilan ishlab chiqilgan tajribalardan birida gollandiyalik shifokor Yan Van Helmont tuproq o'simlikni oziqlantiradigan yagona oziq-ovqat emasligini isbotladi. Van Xelmont sopol idishda kichik tol daraxtini o'stirib, unga faqat suv qo'shgan.
Besh yil o'tgach, igna massasi 74,4 kg ga oshdi, tuproq massasi esa atigi 57 g ga kamaydi.
18-asrning oxirida ingliz olimi Jozef Pristli "sham yonishi natijasida buzilgan havoni tuzatish usulini tasodifan kashf etgani" haqida xabar berdi. 1771 yil 17 avgust Pristli "... yalpizning tirik novdasini yopiq idishga joylashtirdi va u yonib ketdi. mum sham", va o'sha oyning 21-kunida u "... o'sha idishda yana bir sham yana yonishi mumkinligini" aniqladi. "Tabiatning bu maqsadlar uchun ishlatadigan tuzatuvchi printsipi," deb hisobladi Pristli, "o'simlik edi". U o'z kuzatishlarini kengaytirdi va tez orada o'simlik tomonidan "tuzatilgan" havo "sichqoncha uchun umuman yaroqsiz" emasligini ko'rsatdi.
Pristlining tajribalari birinchi marta Yerdagi havo nima uchun "toza" bo'lib qolishi va son-sanoqsiz yong'inlarning yonishi va ko'plab tirik organizmlarning nafas olishiga qaramay, hayotni qo'llab-quvvatlashi mumkinligini tushuntirishga imkon berdi. U shunday dedi: "Ushbu kashfiyotlar tufayli o'simliklar behuda o'smaydi, balki bizning atmosferani tozalaydi va obod qiladi".
Keyinchalik, gollandiyalik shifokor Yan Ingenxaus (1730-1799) Priestleyning ishini tasdiqladi va havo faqat quyosh nurida va faqat o'simlikning yashil qismlari tomonidan "tuzatilgan" ekanligini ko'rsatdi. 1796 yilda Ingenxaus karbonat angidridning fotosintez jarayonida C va O 2 ga parchalanishini va O 2 gaz sifatida ajralib chiqishini taklif qildi. Keyinchalik aniqlandiki, shakar va kraxmaldagi uglerod, vodorod va kislorod atomlarining nisbati shundayki, har bir suv molekulasida bitta uglerod atomi bor, bu "uglevodlar" so'zi shuni ko'rsatadi. Uglevodlar C va H 2 O dan hosil bo'ladi, O 2 esa karbonat angidriddan ajralib chiqadi, deb umumiy qabul qilingan. Bu juda asosli gipoteza keng qabul qilindi, ammo keyinchalik ma'lum bo'lishicha, bu mutlaqo noto'g'ri edi.
Ushbu umume'tirof etilgan nazariyani rad etgan tadqiqotchi Stamford universitetidan Kornelius van Niel bo'lib, u aspirant sifatida turli fotosintetik bakteriyalarning metabolizmini o'rgangan. Bunday bakteriyalarning bir guruhi, ya'ni binafsha oltingugurt bakteriyalari C ni uglevodlarga kamaytiradi, lekin O2 ni chiqarmaydi. Binafsha oltingugurt bakteriyalari fotosintez uchun vodorod sulfidiga muhtoj. Fotosintez natijasida oltingugurt zarralari bakteriya hujayralari ichida to'planadi. Van Niel ushbu bakteriyalar uchun fotosintez tenglamasini quyidagicha yozish mumkinligini aniqladi:
CO 2 + 2H 2 S (CH 2 O) + H 2 O + 2S.
Van Niel dadil e'lon qilib, fotosintez uchun quyidagi umumlashtirilgan tenglamani taklif qilmaguncha, bu fakt tadqiqotchilarning e'tiborini tortmadi:
CO 2 + 2H 2 A (CH 2 O) + H 2 O + 2A.
Ushbu tenglamada H 2 A suvni yoki boshqa oksidlanadigan moddani, masalan, vodorod sulfidini yoki erkin H 2 ni ifodalaydi. Yashil o'simliklar va suv o'tlarida H 2 A = H 2 O. Ya'ni van Niel fotosintez jarayonida karbonat angidrid emas, balki H 2 O parchalanishini taklif qildi. O'ttizinchi yillarda ilgari surilgan bu ajoyib g'oya keyinchalik tadqiqotchilar O 2 (18 O 2) og'ir izotopidan foydalanib, kislorodning suvdan gaz holatiga o'tish yo'lini kuzatganlarida, eksperimental tarzda isbotlangan:
CO 2 + 2H 2 18 O 2 (CH 2 O) + H 2 O + 18 O 2.
Shunday qilib, suv elektron donor bo'lib xizmat qiladigan suv o'tlari yoki yashil o'simliklar uchun umumiy fotosintez tenglamasi quyidagicha yoziladi:
6CO 2 + 12H 2 O C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 6H 2 O.
Bargda sodir bo'ladigan jarayonlar. Barg uchta muhim jarayonni - fotosintez, suvning bug'lanishi va gaz almashinuvini amalga oshiradi. Fotosintez jarayonida organik moddalar quyosh nuri ta'sirida suv va karbonat angidriddan barglarda sintezlanadi. Kun davomida, fotosintez va nafas olish natijasida o'simlik kislorod va karbonat angidridni, kechasi esa nafas olish jarayonida faqat karbonat angidridni chiqaradi.
Aksariyat o'simliklar xlorofillni kam yorug'likda sintez qila oladi. To'g'ridan-to'g'ri quyosh nurida xlorofill tezroq sintezlanadi.
Fotosintez uchun zarur bo'lgan yorug'lik energiyasi ma'lum chegaralarda qancha ko'p so'rilsa, barg shunchalik kamroq qorayadi. Shu sababli, evolyutsiya jarayonida o'simliklar barg plastinkasini yorug'lik tomon burish qobiliyatini rivojlantirdi, shunda unga ko'proq quyosh nuri tushadi. O'simlikdagi barglar bir-biriga to'planib qolmasligi uchun joylashtirilgan.
Timiryazev fotosintez uchun energiya manbai asosan spektrning qizil nurlari ekanligini isbotladi. Bu xlorofillning yutilish spektri bilan ko'rsatiladi, bu erda eng qizg'in so'rilish zonasi qizil qismda, kamroq intensivligi esa ko'k-binafsha qismida kuzatiladi.
Xloroplastlarda xlorofill bilan birga karotin va ksantofil pigmentlari mavjud. Bu pigmentlarning ikkalasi ham ko'k va qisman yashil nurlarni o'zlashtiradi va qizil va sariq nurlarni o'tkazadi. Ba'zi olimlar karotin va ksantofilni xlorofillni ko'k nurlarning halokatli ta'siridan himoya qiluvchi ekranlar roliga bog'lashadi.
Fotosintez jarayoni bir qator ketma-ket reaktsiyalardan iborat bo'lib, ularning ba'zilari yorug'lik energiyasini yutish bilan, ba'zilari esa qorong'ida sodir bo'ladi. Fotosintezning barqaror yakuniy mahsulotlari uglevodlardir (shakar, keyin kraxmal), organik kislotalar, aminokislotalar, oqsillar.
Fotosintez turli sharoitlarda har xil tezlikda sodir bo'ladi.
Fotosintezning intensivligi o'simlikning rivojlanish bosqichiga ham bog'liq. Fotosintezning maksimal intensivligi gullash bosqichida kuzatiladi.
Havodagi oddiy karbonat angidrid miqdori hajmi bo'yicha 0,03% ni tashkil qiladi. Havodagi karbonat angidrid miqdorini kamaytirish fotosintezning intensivligini pasaytiradi. Karbonat angidrid miqdorini 0,5% ga oshirish fotosintez tezligini deyarli mutanosib ravishda oshiradi. Biroq, karbonat angidrid miqdorining yanada oshishi bilan fotosintezning intensivligi oshmaydi va 1% da o'simlik azoblanadi.
O'simliklar juda ko'p miqdorda suvni bug'laydi yoki o'tkazadi. Suvning bug'lanishi yuqori oqimning sabablaridan biridir. O'simlik tomonidan suvning bug'lanishi tufayli unda minerallar to'planadi va quyosh isitish vaqtida o'simlik uchun foydali haroratning pasayishi sodir bo'ladi. Ba'zida transperatsiya o'simlik haroratini 6 o C ga kamaytiradi.
O'simlik stomatalarning ishi orqali suvning bug'lanish jarayonini tartibga soladi. Epidermisda kesikula yoki mumsimon qoplamaning to'planishi, uning tuklarining shakllanishi va boshqa moslashuvlar tartibga solinmagan transperatsiyani kamaytirishga qaratilgan.
Fotosintez jarayoni va tirik barg hujayralarining doimiy davom etadigan nafas olishi bargning ichki to'qimalari va atmosfera o'rtasida gaz almashinuvini talab qiladi. Fotosintez jarayonida assimilyatsiya qilingan karbonat angidrid atmosferadan so'riladi va kislorod sifatida atmosferaga qaytadi.
Izotoplarni tahlil qilish usulidan foydalanish shuni ko'rsatdiki, atmosferaga qaytgan kislorod (16 O) tirik hujayralar nafas olish jarayonida uning boshqa izotopi 15 O ustunlik qiladigan havoning karbonat angidridiga emas (hujayra ichidagi organik moddalarning erkin kislorod bilan karbonat angidrid gazi va suvga oksidlanishi) atmosferadan kislorod etkazib berish va karbonat angidridni qaytarishni talab qiladi. Bu gaz almashinuvi ham asosan stomatal apparat orqali amalga oshiriladi.
Fotosintez haqidagi zamonaviy g'oyalar. Hozirgi vaqtda fotosintez ikki bosqichdan o'tishi ma'lum, ammo ulardan faqat bittasi yorug'likda. Ikki bosqichli jarayonning dalillarini birinchi marta 1905 yilda ingliz o'simlik fiziologi F.F. Bleklin, yorug'lik va haroratning fotosintez miqdoriga ta'sirini o'rgangan.
Tajribalar asosida Bleklin quyidagi xulosalarga keldi.
1. Haroratga bog'liq bo'lmagan yorug'likka bog'liq reaktsiyalarning bir guruhi mavjud. Kam yorug'lik oralig'ida bu reaktsiyalarning kattaligi yorug'likning oshishi bilan ortishi mumkin, lekin harorat oshishi bilan emas.
2. Yorug'likka emas, balki haroratga bog'liq bo'lgan reaktsiyalarning ikkinchi guruhi mavjud. Ma'lum bo'lishicha, ikkala reaksiya guruhi ham fotosintez uchun zarurdir. Faqat bitta reaksiyalar guruhining hajmini oshirish butun jarayon hajmini oshiradi, lekin faqat ikkinchi guruh reaktsiyalari birinchisini ushlab turmaguncha. Shundan so'ng, birinchi reaktsiyalar cheklovlarsiz davom etishi uchun ikkinchi guruh reaktsiyalarini tezlashtirish kerak.
Shunday qilib, ikkala bosqich ham yorug'likka bog'liqligi ko'rsatildi: "yorug'lik va qorong'i". Yodda tutish kerakki, qorong'u reaktsiyalar odatda yorug'likda sodir bo'ladi va yorug'lik bosqichidagi mahsulotlarni talab qiladi. "Qorong'u reaktsiyalar" iborasi shunchaki yorug'likning ularda ishtirok etmasligini anglatadi.
Qorong'i reaktsiyalar hajmi harorat oshishi bilan ortadi, lekin faqat 30 o gacha, keyin esa pasayishni boshlaydi. Ushbu faktga asoslanib, qorong'u reaktsiyalar fermentlar tomonidan katalizlanadi, deb taxmin qilingan, chunki fermentativ reaktsiyalarning almashinuvi haroratga bog'liq. Keyinchalik ma'lum bo'lishicha, bu xulosa noto'g'ri qilingan.
Fotosintezning birinchi bosqichida (yorug'lik reaktsiyalari) yorug'lik energiyasi ATP (adenozin trifosfat molekulasi) va yuqori energiyali elektron tashuvchilarni hosil qilish uchun sarflanadi. Fotosintezning ikkinchi bosqichida (qorong'i reaktsiyalar) energiya mahsulotlari, yorug'lik reaktsiyalarida hosil bo'lgan, CO 2 ni oddiy shakarga (glyukoza) kamaytirish uchun ishlatiladi.
Fotosintez jarayoni olimlarning e'tiborini tobora ko'proq jalb qilmoqda. Ilm-fan yechimga yaqin eng muhim masala- keng tarqalgan qimmatbaho organik moddalarning yorug'lik energiyasidan foydalangan holda sun'iy yaratish noorganik moddalar. Fotosintez muammosi botaniklar, kimyogarlar, fiziklar va boshqa mutaxassislar tomonidan jadal o'rganilmoqda.
IN Yaqinda Bundan sun'iy ravishda formaldegid va shakarli moddalar sintezini olish allaqachon mumkin bo'lgan suvli eritmalar karbonat kislotasi; bunda yorug'lik energiyasini yutish rolini xlorofill o'rniga kobalt va nikel karbonatlari o'ynagan. Yaqinda sintez qilingan xlorofill molekulasi.
Organik moddalar sintezi sohasidagi ilm-fanning yutuqlari noorganik moddalardan organik moddalar hosil bo'lishi alohida "hayotiy kuch" talab qiladi va odam buni qila olmaydi, deb ta'kidlagan idealistik ta'limot - vitalizmga qattiq zarba beradi. murakkab organik moddalarni sintez qiladi.
O'simliklardagi fotosintez xloroplastlarda sodir bo'ladi. U quyidagilarni o'z ichiga oladi: energiyaning o'zgarishi (yorug'lik jarayoni), materiyaning o'zgarishi (qorong'i jarayon). Yorug'lik jarayoni gylakoidlarda, qorong'u jarayon xloroplastlar stromasida sodir bo'ladi. Fotosintezning umumiy aylanishi quyidagicha:
6CO 2 + 12H 2 O C 6 H 12 O 6 + 6H 2 O + 6O 2.
Fotosintezning ikkita jarayoni alohida tenglamalar bilan ifodalanadi:
12H 2 O 12H 2 + 6O 2 + ATP energiyasi;
(engil jarayon)
12H 2 + 6O 2 + ATP energiyasi C 6 H 12 O 6 + H 2 O.
(qorong'i jarayon)
Fotosintezning tabiatdagi ahamiyati. Fotosintez biosferadagi yagona jarayon bo'lib, tashqi manba ta'sirida uning erkin energiyasini ko'payishiga olib keladi. Fotosintez mahsulotlarida saqlanadigan energiya insoniyat uchun asosiy energiya manbai hisoblanadi.
Har yili fotosintez natijasida Yerda 150 milliard tonna organik moddalar hosil bo'ladi va 200 million tonnaga yaqin erkin kislorod ajralib chiqadi.
Fotosintezda ishtirok etadigan kislorod, uglerod va boshqa elementlarning aylanishi saqlanib qoladi zamonaviy kompozitsiya Yerdagi hayot uchun zarur bo'lgan atmosfera. Fotosintez CO 2 kontsentratsiyasining oshishiga to'sqinlik qiladi, "issiqxona effekti" deb ataladigan narsa tufayli Yerning haddan tashqari qizib ketishining oldini oladi.
Yashil o'simliklar boshqa barcha geterotrof organizmlarning to'g'ridan-to'g'ri yoki bilvosita ozuqaviy asosini tashkil etganligi sababli, fotosintez sayyoramizdagi barcha tirik mavjudotlarning oziq-ovqat ehtiyojlarini qondiradi. Bu qishloq va oʻrmon xoʻjaligining eng muhim asosidir. Unga ta'sir qilish imkoniyatlari hali ham kichik bo'lsa-da, ular hali ham ma'lum darajada foydalaniladi. Havodagi karbonat angidrid kontsentratsiyasini 0,1% ga (tabiiy atmosferada 0,3% ga nisbatan) oshirish orqali, masalan, bodring va pomidor hosilini uch baravar oshirish mumkin edi.
Barg yuzasining kvadrat metri bir soat ichida taxminan bir gramm shakar hosil qiladi; Bu shuni anglatadiki, barcha o'simliklar, taxminiy hisob-kitoblarga ko'ra, atmosferadan yiliga 100 dan 200 milliard tonnagacha C ni olib tashlaydi. Bu miqdorning qariyb 60 foizini muz bilan qoplanmagan er yuzining 30 foizini egallagan oʻrmonlar, 32 foizini ekin maydonlari, qolgan 8 foizini dasht va choʻl hududlari, shuningdek, shahar va qishloqlar oʻsimliklari egallaydi.
Yashil o'simlik nafaqat karbonat angidriddan foydalanish va shakar hosil qilish, balki azot birikmalari va oltingugurt birikmalarini uning tanasini tashkil etuvchi moddalarga aylantirishga qodir. Ildiz tizimi orqali o'simlik tuproq suvida erigan nitrat ionlarini oladi va ularni o'z hujayralarida aminokislotalarga - barcha oqsil birikmalarining asosiy tarkibiy qismlariga aylantiradi. Yog'larning tarkibiy qismlari metabolik va energiya jarayonlarida hosil bo'lgan birikmalardan ham paydo bo'ladi. Yog 'kislotalari va glitserin yog'lar va yog'larni ishlab chiqaradi, ular asosan o'simlik uchun zaxira moddalar bo'lib xizmat qiladi. Barcha o'simliklarning taxminan 80% urug'lari energiyaga boy zaxira modda sifatida yog'larni o'z ichiga oladi. Urug'larni, yog'larni va yog'larni olish o'ynaydi muhim rol qishloq xo'jaligi va oziq-ovqat sanoatida.
Fotosintez jarayoni tabiatda sodir bo'ladigan eng muhim biologik jarayonlardan biridir, chunki u tufayli yorug'lik ta'sirida karbonat angidrid va suvdan organik moddalar hosil bo'ladi va bu hodisa fotosintez deb ataladi. Va eng muhimi, fotosintez jarayonida ajralib chiqish sodir bo'ladi, bu bizning ajoyib sayyoramizda hayot mavjudligi uchun juda muhimdir.
Fotosintezning kashf etilishi tarixi
Fotosintez hodisasini kashf qilish tarixi to'rt asrga borib taqaladi, 1600 yilda belgiyalik olim Yan Van Helmont oddiy tajriba o'tkazganida. U tol novdasini (dastlabki og'irligini qayd etgandan so'ng) 80 kg tuproqni ham o'z ichiga olgan sumkaga joylashtirdi. Va keyin besh yil davomida o'simlik faqat suv bilan sug'orildi. Besh yildan so'ng o'simlikning og'irligi 60 kg ga oshgani, erning massasi atigi 50 grammga kamayganiga qaramay, olimni nima ajablantirdi, bu erda vaznning bunday ta'sirchan o'sishi olimlar uchun sir bo'lib qoldi. olim.
Fotosintez kashfiyotining debochasi bo'lgan navbatdagi muhim va qiziqarli tajriba 1771 yilda ingliz olimi Jozef Pristli tomonidan amalga oshirildi (qiziq, o'z kasbining tabiatiga ko'ra janob Pristli Anglikan cherkovining ruhoniysi edi. , lekin u buyuk olim sifatida tarixga kirdi). Janob Pristli nima qildi? U sichqonchani qalpoq ostiga qo'ydi va besh kundan keyin u o'ldi. Keyin yana bir sichqonchani kapot ostiga qo'ydi, lekin bu safar kaput ostida sichqon bilan birga yalpiz novdasi ham bor edi va natijada sichqon tirik qoldi. Olingan natija olimni nafas olishga qarama-qarshi ma'lum bir jarayon bor degan fikrga olib keldi. Ushbu eksperimentning yana bir muhim xulosasi kislorodning barcha tirik mavjudotlar uchun hayotiy ahamiyatga ega ekanligi aniqlandi (birinchi sichqon uning yo'qligidan vafot etdi, ikkinchisi fotosintez jarayonida kislorod hosil qilgan yalpiz novdasi tufayli omon qoldi).
Shunday qilib, o'simliklarning yashil qismlari kislorodni chiqarishga qodir ekanligi aniqlandi. Keyin, 1782 yilda shveytsariyalik olim Jan Senebier karbonat angidridning yorug'lik ta'sirida yashil o'simliklarga parchalanishini isbotladi - aslida fotosintezning yana bir tomoni kashf qilindi. Keyin, yana 5 yil o'tgach, frantsuz olimi Jak Boussengo o'simliklar organik moddalarni sintez qilish jarayonida suvni o'zlashtirishini aniqladi.
Fotosintez hodisasi bilan bog'liq bir qator ilmiy kashfiyotlar qatoridagi yakuniy akkord nemis botaniki Yuliy Saksning kashfiyoti bo'lib, u 1864 yilda iste'mol qilingan karbonat angidrid va chiqarilgan kislorod hajmi 1: 1 nisbatda sodir bo'lishini isbotlashga muvaffaq bo'ldi.
Fotosintezning inson hayotidagi ahamiyati
Agar siz majoziy ma'noda tasavvur qilsangiz, har qanday o'simlikning bargini derazalari quyoshli tomonga qaragan kichik laboratoriya bilan taqqoslash mumkin. Aynan shu laboratoriyada organik moddalar va kislorodning hosil bo'lishi sodir bo'ladi, bu Yerda organik hayotning mavjudligi uchun asosdir. Axir, kislorod va fotosintezsiz Yerda hayot mavjud bo'lmaydi.
Ammo agar fotosintez hayot va kislorodni chiqarish uchun juda muhim bo'lsa, unda odamlar (va nafaqat odamlar), masalan, yashil o'simliklar minimal bo'lgan cho'lda yoki, masalan, sanoat shaharchasida qanday yashaydilar? daraxtlar kam uchraydigan joylarda. Gap shundaki, atmosferaga chiqariladigan kislorodning atigi 20 foizi quruqlikdagi o'simliklar hissasiga to'g'ri keladi, qolgan 80 foizi esa dengiz va okean suvo'tlari tomonidan chiqariladi. ”
Fotosintez formulasi
Fotosintezning umumiy formulasini quyidagicha yozish mumkin:
Suv + Karbonat angidrid + Nur> Uglevodlar + Kislorod
Va formula shunday ko'rinadi: kimyoviy reaksiya fotosintez
6CO 2 + 6H 2 O = C6H 12 O 6 + 6O 2
O'simliklar uchun fotosintezning ahamiyati
Endi o'simliklar nima uchun fotosintezga muhtoj degan savolga javob berishga harakat qilaylik. Aslida, sayyoramiz atmosferasini kislorod bilan ta'minlash fotosintezning paydo bo'lishining yagona sababi emas, bu biologik jarayon Bu nafaqat odamlar va hayvonlar, balki o'simliklarning o'zlari uchun ham hayotiy ahamiyatga ega, chunki fotosintez jarayonida hosil bo'lgan organik moddalar o'simlik hayotining asosini tashkil qiladi.
Fotosintez qanday sodir bo'ladi?
Fotosintezning asosiy dvigateli xlorofilldir - o'simlik hujayralarida mavjud bo'lgan maxsus pigment, u boshqa narsalar qatorida daraxtlar va boshqa o'simliklar barglarining yashil rangi uchun javobgardir. Xlorofil murakkab organik birikma bo'lib, u ham mavjud muhim mulk- singdirish qobiliyati quyosh nuri. Xlorofill uni o'zlashtirib, har bir mayda bargda, har bir o't va suv o'tlarida mavjud bo'lgan kichik biokimyoviy laboratoriyani faollashtiradi. Keyinchalik, fotosintez sodir bo'ladi (yuqoridagi formulaga qarang), uning davomida suv va karbonat angidrid o'simliklar uchun zarur bo'lgan uglevodlarga va barcha tirik mavjudotlar uchun zarur bo'lgan kislorodga aylanadi. Fotosintez mexanizmlari tabiatning mohir ijodidir.
Fotosintez fazalari
Shuningdek, fotosintez jarayoni ikki bosqichdan iborat: yorug'lik va qorong'i. Va quyida ularning har biri haqida batafsil yozamiz.
Fotosintezning yorug'lik bosqichi
Bu faza tilakoidlar tomonidan amalga oshiriladi. Bu tialakoidlar nima? Tilakoidlar xloroplastlar ichida joylashgan va membrana bilan chegaralangan tuzilmalardir.
Fotosintezning yorug'lik bosqichidagi jarayonlarning tartibi quyidagicha ko'rinadi:
- Yorug'lik xlorofill molekulasiga tushadi va yashil pigment tomonidan so'riladi, bu uning hayajonlanishiga olib keladi. Ushbu molekulaga kirgan elektron ko'proqqa boradi yuqori daraja va sintez jarayonida ishtirok etadi.
- Suv bo'linadi, bunda protonlar elektronlar ta'sirida vodorod atomlariga aylanadi, ular keyinchalik uglevodlarni sintez qilish uchun ishlatiladi.
- Fotosintezning yorug'lik bosqichining oxirgi bosqichida ATP (adenozin trifosfat) sintezlanadi. ATP biologik jarayonlarda energiya akkumulyatori rolini o'ynaydigan organik moddadir.
Fotosintezning qorong'u bosqichi
Fotosintezning bu bosqichi xloroplastlarning stromasida sodir bo'ladi. Aynan shu jarayonda kislorod ajralib chiqadi va glyukoza sintezlanadi. Nomidan siz fotosintezning qorong'u bosqichi faqat qorong'uda sodir bo'ladi deb o'ylashingiz mumkin. Aslida, bu shunday emas, glyukoza sintezi kechayu kunduz sodir bo'ladi, shunchaki bu bosqichda yorug'lik energiyasi endi iste'mol qilinmaydi va shunchaki kerak emas.
Fotosintez, video
Va nihoyat, fotosintez haqida qiziqarli o'quv videosi.
- yorug'lik energiyasidan majburiy foydalanish bilan karbonat angidrid va suvdan organik moddalarni sintez qilish:
6CO 2 + 6H 2 O + Q nuri → C 6 H 12 O 6 + 6O 2.
Yuqori oʻsimliklarda fotosintez organi barg, fotosintez organellalari esa xloroplastlardir (xloroplastlarning tuzilishi – 7-maʼruza). Xloroplast tilakoidlarining membranalarida fotosintetik pigmentlar: xlorofillar va karotinoidlar mavjud. Bir nechta bor turli xil turlari xlorofill ( a B C D), asosiysi xlorofilldir a. Xlorofill molekulasida markazda magniy atomi bo'lgan porfirin "boshi" va fitol "dumi" ni ajratish mumkin. Porfirin "boshi" tekis struktura bo'lib, gidrofildir va shuning uchun membrananing yuzasida yotadi. suv muhiti stroma. Fitol "quyruq" hidrofobikdir va shu sababli membranada xlorofill molekulasini saqlaydi.
Xlorofillar qizil va ko'k-binafsha nurlarni o'zlashtiradi, yashil nurni aks ettiradi va shuning uchun o'simliklarga o'ziga xos yashil rang beradi. Tilakoid membranalardagi xlorofil molekulalari tashkil topgan fototizimlar. O'simliklar va ko'k-yashil suv o'tlarida fotosistema-1 va fotosistema-2, fotosintetik bakteriyalar esa fotosistema-1ga ega. Faqat fotosistema-2 suvni parchalab, kislorodni chiqarishi va suvning vodorodidan elektron olishi mumkin.
Fotosintez murakkab ko'p bosqichli jarayondir; fotosintez reaksiyalari ikki guruhga bo'linadi: reaksiyalar yorug'lik fazasi va reaktsiyalar qorong'u faza.
Yengil faza
Bu faza faqat xlorofill, elektron tashuvchi oqsillar va ATP sintetaza fermenti ishtirokida tilakoid membranalarda yorug'lik mavjud bo'lganda sodir bo'ladi. Yorug'lik kvantining ta'siri ostida xlorofill elektronlari qo'zg'aladi, molekuladan chiqib ketadi va tilakoid membrananing tashqi tomoniga kiradi, natijada u manfiy zaryadlanadi. Oksidlangan xlorofill molekulalari kamayadi, intratilakoid bo'shliqda joylashgan suvdan elektronlar olinadi. Bu suvning parchalanishiga yoki fotoliziga olib keladi:
H 2 O + Q yorug'lik → H + + OH -.
Gidroksil ionlari o'z elektronlarini tashlab, reaktiv radikallarga aylanadi.OH:
OH - → .OH + e - .
OH radikallari suv va erkin kislorod hosil qilish uchun birlashadi:
4NO. → 2H 2 O + O 2.
Ushbu jarayon davomida kislorod chiqariladi tashqi muhit, va protonlar tilakoid ichida "proton rezervuarida" to'planadi. Natijada tilakoid membrana bir tomondan H+ hisobiga musbat, ikkinchi tomondan elektronlar hisobiga manfiy zaryadlanadi. Qachon tashqi va o'rtasidagi potentsial farq ichki tomonlar tilakoid membranasi 200 mV ga etadi, protonlar ATP sintetaza kanallari orqali suriladi va ADP ATP ga fosforlanadi; Atom vodorodi o'ziga xos tashuvchi NADP + (nikotinamid adenin dinukleotid fosfat) ni NADPH 2 ga qaytarish uchun ishlatiladi:
2H + + 2e - + NADP → NADPH 2.
Shunday qilib, yorug'lik bosqichida suvning fotolizi sodir bo'ladi, bu uchta muhim jarayon bilan birga keladi: 1) ATP sintezi; 2) NADPH 2 hosil bo'lishi; 3) kislorod hosil bo'lishi. Kislorod atmosferaga tarqaladi, ATP va NADPH 2 xloroplast stromasiga o'tadi va qorong'u faza jarayonlarida ishtirok etadi.
1 - xloroplast stromasi; 2 - grana tilakoid.
Qorong'i faza
Bu faza xloroplast stromasida sodir bo'ladi. Uning reaktsiyalari yorug'lik energiyasini talab qilmaydi, shuning uchun ular nafaqat yorug'likda, balki qorong'ida ham sodir bo'ladi. To'q fazali reaktsiyalar glyukoza va boshqa organik moddalarning shakllanishiga olib keladigan karbonat angidridning (havodan keladigan) ketma-ket o'zgarishlar zanjiri.
Ushbu zanjirdagi birinchi reaktsiya karbonat angidridni fiksatsiya qilishdir; Karbonat angidrid qabul qiluvchisi besh uglerodli shakardir. ribuloza bifosfat(RiBF); ferment reaksiyani katalizlaydi Ribuloza bifosfat karboksilaza(RiBP karboksilaza). Ribuloza bifosfatning karboksillanishi natijasida beqaror olti uglerodli birikma hosil bo'lib, u darhol ikkita molekulaga parchalanadi. fosfogliserik kislota(FGK). Keyin fosfogliserik kislota bir qator oraliq mahsulotlar orqali glyukozaga aylanadigan reaktsiyalar tsikli sodir bo'ladi. Bu reaktsiyalar yorug'lik fazasida hosil bo'lgan ATP va NADPH 2 energiyasidan foydalanadi; Ushbu reaktsiyalarning aylanishi "Kalvin tsikli" deb ataladi:
6CO 2 + 24H + + ATP → C 6 H 12 O 6 + 6H 2 O.
Fotosintez jarayonida glyukozadan tashqari murakkab organik birikmalarning boshqa monomerlari - aminokislotalar, glitserin va yog 'kislotasi, nukleotidlar. Hozirgi vaqtda fotosintezning ikki turi mavjud: C 3 - va C 4 fotosintez.
C 3-fotosintez
Bu fotosintezning bir turi bo'lib, unda birinchi mahsulot uch uglerodli (C3) birikmalardir. C 3 fotosintezi C 4 fotosintezidan oldin kashf etilgan (M. Kalvin). Bu yuqorida "Qorong'u faza" sarlavhasi ostida tasvirlangan C 3 fotosintezidir. Xususiyatlari C 3-fotosintez: 1) karbonat angidrid qabul qiluvchisi RiBP, 2) RiBP ning karboksillanish reaksiyasi RiBP karboksilaza bilan katalizlanadi, 3) RiBP ning karboksillanishi natijasida olti uglerodli birikma hosil bo'lib, ikkita PGA ga parchalanadi. . FGK tiklandi trioz fosfatlar(TF). TFning bir qismi RiBP regeneratsiyasi uchun ishlatiladi, bir qismi esa glyukozaga aylanadi.
1 - xloroplast; 2 - peroksizoma; 3 - mitoxondriyalar.
Bu kislorodning yorug'likka bog'liq yutilishi va karbonat angidridning chiqishi. O'tgan asrning boshlarida kislorod fotosintezni bostirishi aniqlangan. Ma'lum bo'lishicha, RiBP karboksilaza uchun substrat nafaqat karbonat angidrid, balki kislorod ham bo'lishi mumkin:
O 2 + RiBP → fosfoglikolat (2C) + PGA (3C).
Ferment RiBP oksigenaza deb ataladi. Kislorod karbonat angidrid fiksatsiyasining raqobatbardosh inhibitoridir. Fosfat guruhi bo'linadi va fosfoglikolat o'simlik foydalanishi kerak bo'lgan glikolatga aylanadi. U peroksisomalarga kiradi, u erda glitsinga oksidlanadi. Glitsin mitoxondriyaga kiradi, u erda seringacha oksidlanadi, CO 2 shaklida allaqachon o'rnatilgan uglerodni yo'qotadi. Natijada, ikkita glikolat molekulasi (2C + 2C) bitta PGA (3C) va CO 2 ga aylanadi. Fotonafas olish C3 o'simliklarining hosildorligini 30-40% ga pasayishiga olib keladi ( 3 ta o'simlik bilan- C 3 fotosintezi bilan tavsiflangan o'simliklar).
C 4 fotosintez fotosintez bo'lib, unda birinchi mahsulot to'rt uglerodli (C 4) birikmalardir. 1965 yilda ba'zi o'simliklarda (qand qamish, makkajo'xori, jo'xori, tariq) fotosintezning birinchi mahsuloti to'rt karbonli kislotalar ekanligi aniqlandi. Bu o'simliklar deyiladi 4 ta o'simlik bilan. 1966 yilda avstraliyalik olimlar Xetch va Slack C4 o'simliklarida fotonafas olish deyarli yo'qligini va karbonat angidridni ancha samarali o'zlashtirishini ko'rsatdi. C 4 o'simliklaridagi uglerod o'zgarishlarining yo'li chaqirila boshlandi Hatch-Slack tomonidan.
C 4 o'simliklari maxsus bilan tavsiflanadi anatomik tuzilish barg. Barcha tomirlar to'plamlari ikki qavatli hujayralar bilan o'ralgan: tashqi qatlam mezofil hujayralar, ichki qavat - qobiq hujayralari. Karbonat angidrid mezofill hujayralarining sitoplazmasida fiksatsiyalanadi, qabul qiluvchi hisoblanadi fosfoenolpiruvat(PEP, 3C), PEP ning karboksillanishi natijasida oksaloatsetat (4C) hosil bo'ladi. Jarayon katalizlanadi PEP karboksilaza. RiBP karboksilazadan farqli o'laroq, PEP karboksilaza CO 2 uchun ko'proq yaqinlikka ega va eng muhimi, O 2 bilan o'zaro ta'sir qilmaydi. Mezofil xloroplastlarda yorug'lik fazasi reaktsiyalari faol sodir bo'lgan ko'plab donalar mavjud. Qorong'i fazali reaktsiyalar qobiq hujayralarining xloroplastlarida sodir bo'ladi.
Oksaloatsetat (4C) malatga aylanadi, u plazmodesmata orqali qobiq hujayralariga tashiladi. Bu erda u dekarboksillanadi va dehidrogenlanadi va piruvat, CO 2 va NADPH 2 ni hosil qiladi.
Piruvat mezofill hujayralariga qaytadi va PEPdagi ATP energiyasidan foydalangan holda qayta tiklanadi. CO 2 yana PGA hosil qilish uchun RiBP karboksilaza tomonidan o'rnatiladi. PEP regeneratsiyasi ATP energiyasini talab qiladi, shuning uchun u C 3 fotosintezidan deyarli ikki baravar ko'p energiya talab qiladi.
Fotosintezning ma'nosi
Fotosintez tufayli har yili atmosferadan milliardlab tonna karbonat angidrid so'riladi va milliardlab tonna kislorod chiqariladi; fotosintez organik moddalar hosil bo'lishining asosiy manbaidir. U kisloroddan hosil bo'ladi ozon qatlami, tirik organizmlarni qisqa to'lqinli ultrabinafsha nurlanishidan himoya qilish.
Fotosintez jarayonida yashil barg unga tushadigan quyosh energiyasining atigi 1% ni ishlatadi, unumdorligi soatiga 1 m2 sirt uchun taxminan 1 g organik moddalarni tashkil qiladi.
Xemosintez
Yorug'lik energiyasi hisobiga emas, balki noorganik moddalarning oksidlanish energiyasi hisobiga amalga oshiriladigan karbonat angidrid va suvdan organik birikmalarning sintezi deyiladi. kimyosintez. Kimosintetik organizmlarga bakteriyalarning ayrim turlari kiradi.
Nitrifikatsion bakteriyalar ammiak azotga, keyin esa nitrat kislotaga (NH 3 → HNO 2 → HNO 3) oksidlanadi.
Temir bakteriyalari temir temirni oksidli temirga aylantiring (Fe 2+ → Fe 3+).
Oltingugurt bakteriyalari vodorod sulfidini oltingugurt yoki sulfat kislotaga oksidlash (H 2 S + ½O 2 → S + H 2 O, H 2 S + 2O 2 → H 2 SO 4).
Noorganik moddalarning oksidlanish reaktsiyalari natijasida energiya ajralib chiqadi, bu bakteriyalar tomonidan yuqori energiyali ATP aloqalari shaklida saqlanadi. ATP fotosintezning qorong'u fazasining reaktsiyalariga o'xshash tarzda davom etadigan organik moddalarni sintez qilish uchun ishlatiladi.
Xemosintetik bakteriyalar tuproqda mineral moddalarning to'planishiga hissa qo'shadi, tuproq unumdorligini oshiradi, oqava suvlarni tozalashga yordam beradi va hokazo.
ga boring 11-sonli ma'ruzalar“Metabolizm tushunchasi. Oqsillarning biosintezi"
ga boring 13-sonli ma'ruzalar"Eukaryotik hujayralarning bo'linish usullari: mitoz, meyoz, amitoz"
