Фотосинтез ба химосинтезийн ялгаа. Химисинтез нь бактерийг тэжээх өвөрмөц үйл явц юм.Химисинтез нь фотосинтезээс юугаараа ялгаатай вэ?
Бүх амьд биетүүдэд хоол хүнс, шим тэжээл хэрэгтэй. Хооллохдоо тэд үндсэндээ органик нэгдлүүд болох уураг, өөх тос, нүүрс ус зэрэгт хуримтлагдсан энергийг ашигладаг. Гетеротроф организмууд нь аль хэдийн органик нэгдлүүдийг агуулсан ургамал, амьтны гаралтай хоолыг хэрэглэдэг. Ургамал нь фотосинтезийн процессоор органик бодис үүсгэдэг.
Фотосинтезийн судалгаа 1630 онд Голландын Ван Хелмонтын туршилтаар эхэлсэн. Ургамал хөрснөөс органик бодис авдаггүй, харин өөрсдөө бий болгодог гэдгийг тэрээр нотолсон.
Жозеф Пристли 1771 онд агаарыг ургамлаар "засдаг" болохыг баталжээ. Шилэн бүрхүүлийн доор байрлуулснаар тэд шатаж буй хэлтэрхийнээс ялгарах нүүрстөрөгчийн давхар ислийг шингээдэг.
Энэ нь одоо тогтоогдсон фотосинтез Энэ нь гэрлийн энергийг ашиглан CO 2 ба уснаас органик нэгдлүүд үүсэх процесс бөгөөд ногоон ургамлын хлоропласт, зарим фотосинтезийн бактерийн ногоон пигментүүдэд явагддаг.
Прокариотуудын цитоплазмын мембраны хлоропласт ба атираа нь ногоон пигмент агуулдаг. хлорофилл, түүний молекул нь нарны гэрлийн нөлөөгөөр өдөөгдөж, электронуудаа өгч, эрчим хүчний өндөр түвшинд шилжүүлэх чадвартай. Энэ үйл явцыг бөмбөг дээш шидэхтэй харьцуулж болно. Бөмбөг дээшлэх тусам боломжит энергийг хадгалдаг; унахад тэр түүнийг алддаг. Электронууд буцаж унахгүй, харин электрон тээвэрлэгчид (NADP+ -) авдаг. никотинамид дифосфат). Энэ тохиолдолд тэдний өмнө нь хуримтлуулсан энерги нь ATP үүсэхэд хэсэгчлэн зарцуулагддаг. Шидсэн бөмбөгтэй харьцуулалтыг үргэлжлүүлбэл бөмбөг унахдаа хүрээлэн буй орон зайг халааж, унаж буй электронуудын энергийн нэг хэсэг нь ATP хэлбэрээр хадгалагддаг гэж хэлж болно. Фотосинтезийн үйл явцыг гэрлийн нөлөөгөөр үүсэх урвал ба нүүрстөрөгчийн бэхжилттэй холбоотой урвалд хуваана. гэрэлТэгээд харанхуйүе шатууд.
Гэрлийн үе шат- Энэ бол хлорофилл шингэсэн гэрлийн энерги электрон тээвэрлэлтийн гинжин хэлхээнд цахилгаан химийн энерги болж хувирах үе шат юм. Энэ нь зөөвөрлөгч уураг ба ATP синтетазын оролцоотойгоор гэрэлд, гран мембранд явагддаг.
Хариу үйлдэлХлоропластын мөхлөгүүдийн фотосинтезийн мембран дээр гэрлийн нөлөөгөөр үүсдэг.
1) хлорофилл электроныг гэрлийн квантаар өдөөх, эрчим хүчний өндөр түвшинд шилжих;
2) электрон хүлээн авагчийг NADP+-ийг NADP H болгон бууруулах
2H+ + 4e- + NADP+ → NADP H;
3) усны фотолиз: 2H 2 O → 4H+ + 4e- + O 2.
Энэ үйл явц нь дотроо явагддаг тилакоидууд- хлоропластуудын дотоод мембраны атираа, тэдгээрээс үүсдэг үр тариа- мембраны овоолго.
үр дүнхөнгөн урвалууд:
чөлөөт хүчилтөрөгч үүсэх усны фотолиз,
ATP синтез,
NADP+-ийг NADP N болгон бууруулах.
Харанхуй үе шат- CO 2-ыг глюкоз болгон хувиргах үйл явц стром ATP ба NADP H-ийн энергийг ашиглан хлоропластуудын (мөхлөг хоорондын зай).
Үр дүнхаранхуй урвал: нүүрстөрөгчийн давхар ислийг глюкоз, дараа нь цардуул болгон хувиргах. Стромд глюкозын молекулуудаас гадна амин хүчил, нуклеотид, спирт үүсдэг.
Фотосинтезийн ерөнхий тэгшитгэл нь -
Фотосинтезийн утга:
организмын амьсгалах, хамгаалалтын озоны дэлгэц (организмыг хэт ягаан туяаны хортой нөлөөллөөс хамгаалах) үүсэхэд шаардлагатай чөлөөт хүчилтөрөгч үүсдэг;
түүхий органик бодисын үйлдвэрлэл - бүх амьд амьтдын хоол хүнс;
агаар мандалд нүүрстөрөгчийн давхар ислийн концентрацийг бууруулах.
Химисинтез - азот, төмөр, хүхрийн нэгдлүүдийн исэлдэлтийн урвалын энергийн улмаас органик бусаас органик нэгдлүүд үүсэх.
Химисинтезийн үүрэг: химосинтезийн бактери нь чулуулаг устгаж, бохир усыг цэвэршүүлж, эрдэс бодис үүсэхэд оролцдог.
Сэдэвчилсэн даалгавар
A1. Фотосинтез нь дараахь байдалтай холбоотой.
1) органик бодисыг органик бус бодис болгон задлах
2) органик бус бодисоос органик бодис үүсгэх
3) глюкозыг цардуул болгон химийн хувиргах
4) целлюлоз үүсэх
А2. Фотосинтезийн эхлэлийн материал нь
1) уураг ба нүүрс ус
2) нүүрстөрөгчийн давхар исэл ба ус
3) хүчилтөрөгч ба ATP
4) глюкоз ба хүчилтөрөгч
A3. Фотосинтезийн гэрлийн үе шат явагдана
1) хлоропластын мөхлөгт
2) лейкопластуудад
3) хлоропластуудын стромд
4) митохондрид
А4. Гэрлийн үе шатанд өдөөгдсөн электронуудын энергийг дараахь зорилгоор ашигладаг.
1) ATP синтез
2) глюкозын нийлэгжилт
3) уургийн нийлэгжилт
4) нүүрс усны задрал
А5. Фотосинтезийн үр дүнд хлоропластууд дараахь зүйлийг үүсгэдэг.
1) нүүрстөрөгчийн давхар исэл ба хүчилтөрөгч
2) глюкоз, ATP ба хүчилтөрөгч
3) уураг, өөх тос, нүүрс ус
4) нүүрстөрөгчийн давхар исэл, ATP, ус
A6. Химиотроф организмууд орно
1) сүрьеэгийн эмгэг төрүүлэгчид
2) сүүн хүчлийн бактери
3) хүхрийн бактери
ДАХЬ 1. Фотосинтезийн гэрлийн үе шатанд тохиолддог процессуудыг сонгоно уу
1) усны фотолиз
2) глюкоз үүсэх
3) ATP ба NADP H-ийн нийлэгжилт
4) CO 2-ын хэрэглээ
5) боловсрол O 2
6) ATP энергийн хэрэглээ
AT 2. Фотосинтезийн үйл явцад оролцдог бодисуудыг сонго
1) целлюлоз
2) гликоген
3) хлорофилл
6) нуклейн хүчил
Хемосинтез (хим... ба синтезээс), эсвэл илүү зөвөөр хэлбэл химолитоавотрофи нь органик бус нэгдлүүдийн исэлдэлтийн энергийн улмаас нүүрстөрөгчийн цорын ганц эх үүсвэр болох CO 2-ыг шингээх чадвартай зарим бактерийн хоол тэжээлийн нэг төрөл юм. 1887 онд химосинтезийн нээлт (С. Н. Виноградский) амьд организм дахь бодисын солилцооны үндсэн төрлүүдийн талаархи санаа бодлыг эрс өөрчилсөн. Фотосинтезээс ялгаатай нь химосинтез нь гэрлийн энергийг ашигладаггүй, харин исэлдэлтийн урвалаас гаргаж авсан энерги нь аденозин трифосфорын хүчил (ATP) нийлэгжилтэд хангалттай байх ёстой бөгөөд 10 ккал/моль-ээс их байх ёстой.
Химисинтез хийх чадвартай бактери нь нэг ангилал зүйн бүлэг биш боловч исэлдсэн органик бус субстратаас хамааран системчилсэн байдаг. Тэдгээрийн дотор устөрөгч, нүүрстөрөгчийн дутуу исэл, хүхрийн бууруулсан нэгдлүүд, төмөр, аммиак, нитрит, сурьма зэргийг исэлдүүлдэг бичил биетүүд байдаг.
Устөрөгчийн бактери нь химийн синтетик организмын хамгийн олон, олон янзын бүлэг юм; 6H 2 + 2O 2 + CO 2 = (CH 2 O) + 5H 2 O урвалыг явуулна, энд (CH 2 O) нь үүссэн органик бодисын тэмдэг юм. Бусад автотроф бичил биетүүдтэй харьцуулахад өндөр өсөлтийн хурдаар тодорхойлогддог бөгөөд их хэмжээний биомасс үүсгэж чаддаг. Эдгээр бактери нь органик бодис агуулсан орчинд үржих чадвартай, өөрөөр хэлбэл тэдгээр нь микотроф эсвэл факультатив химоавтотроф бактери юм.
Устөрөгчийн нянгийн ойролцоо 25CO + 12O 2 + H 2 O + 24CO 2 + (CH 2 O) урвалыг ашиглан CO-г исэлдүүлдэг карбоксибактерууд байдаг. Тион бактери нь хүхэрт устөрөгч, тиосульфат, молекул хүхрийг хүхрийн хүчилд исэлдүүлдэг. Тэдгээрийн зарим нь (Thiobacillus ferrooxidans) сульфидын эрдэс бодис, түүнчлэн төмрийн төмрийг исэлдүүлдэг. Усны янз бүрийн хүхрийн бактериудад химийн синтез хийх чадвар нь батлагдаагүй хэвээр байна.
Нитритжүүлэгч бактери нь аммиакийг нитрит (нитрификацийн 1-р шат), нитритийг нитрат (2-р шат) болгон исэлдүүлдэг. Агааргүй нөхцөлд химосинтез нь устөрөгч эсвэл хүхрийг исэлдүүлдэг зарим денитрификатор бактериудад ажиглагддаг боловч биосинтез хийхэд органик бодис шаардлагатай байдаг (литогетеротрофи). Химисинтезийг 4H 2 + CO 2 = CH 4 + 2H 2 O урвалын дагуу хатуу агааргүй метан үүсгэдэг зарим бактериудад тодорхойлсон байдаг.
Химисинтезийн явцад органик нэгдлүүдийн биосинтез нь фотосинтезийн нэгэн адил CO 2 (Калвины мөчлөг) -ийг автотрофийн шингээлтийн үр дүнд үүсдэг. ATP хэлбэрийн энергийг бактерийн эсийн мембранд суулгасан амьсгалын замын ферментийн гинжин хэлхээгээр дамжуулан электрон дамжуулснаар олж авдаг. Зарим исэлдэх бодисууд нь цитохром с-ийн түвшинд электронуудыг гинжин хэлхээнд өгдөг бөгөөд энэ нь бууруулагч бодисын нийлэгжилтэд нэмэлт эрчим хүчний зарцуулалтыг бий болгодог. Эрчим хүчний өндөр зарцуулалтаас болж химосинтез хийдэг бактери нь устөрөгчөөс бусад нь бага хэмжээний биомасс үүсгэдэг боловч их хэмжээний органик бус бодисыг исэлдүүлдэг.
Биосферт химийн синтетик бактери нь хамгийн чухал элементүүдийн мөчлөгийн исэлдэлтийн цэгүүдийг хянадаг тул биогеохимийн хувьд онцгой ач холбогдолтой юм. Устөрөгчийн бактерийг экологийн хаалттай системд уураг үйлдвэрлэх, агаар мандлыг CO 2-оос цэвэрлэхэд ашиглаж болно. Морфологийн хувьд химосинтетик бактери нь маш олон янз байдаг боловч тэдгээрийн ихэнх нь псевдомонад багтдаг бөгөөд тэдгээр нь нахиалах, судалтай бактери, спирилла, лептоспира, коринебактерид байдаг.
Ногоон ургамал (автотроф) нь дэлхий дээрх амьдралын үндэс юм. Бараг бүх хүнсний сүлжээ нь ургамлаас эхэлдэг. Тэд нарны гэрэл хэлбэрээр өөрсдөд нь туссан энергийг нүүрсустөрөгчид хуримтлагдсан энерги болгон хувиргадаг бөгөөд хамгийн чухал нь зургаан нүүрстөрөгчийн сахар глюкоз юм. Энэ энерги хувиргах процессыг фотосинтез гэж нэрлэдэг. Фотосинтезийн ерөнхий тэгшитгэл дараах байдалтай байна.
ус + нүүрстөрөгчийн давхар исэл + гэрэл > нүүрс ус + хүчилтөрөгч
1905 онд Английн ургамлын физиологич Фредерик Блэкман судалгаа хийж, фотосинтезийн үндсэн процессыг тогтоожээ. Блэкман хоёр үйл явц явагдаж байна гэж дүгнэсэн: нэг нь гэрлийн түвшингээс ихээхэн хамааралтай боловч температураас хамаардаггүй, нөгөө нь гэрлийн түвшингээс үл хамааран температурын нөлөөнд хүчтэй нөлөөлсөн. Энэхүү ойлголт нь фотосинтезийн талаархи орчин үеийн санаануудын үндэс болсон юм. Энэ хоёр процессыг заримдаа "гэрэл" ба "харанхуй" урвал гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь бүрэн зөв биш юм, учир нь "харанхуй" фазын урвал нь гэрэл байхгүй үед тохиолддог боловч тэдгээрт "гэрлийн" бүтээгдэхүүн шаардлагатай байдаг. үе шат.
Нарнаас ялгарах фотонууд навчнаас олддог тусгай пигмент молекулууд - хлорофилл молекулууд руу орох үед фотосинтез эхэлдэг. Хлорофилл нь навчны эсүүд, хлоропластын эсийн органеллуудын мембранд байдаг (тэдгээр нь навчийг ногоон өнгөтэй болгодог). Эрчим хүчийг авах үйл явц нь хоёр үе шатаас бүрдэх ба молекулуудын тусдаа кластерт явагддаг - эдгээр кластеруудыг ихэвчлэн Photosystem I ба Photosystem II гэж нэрлэдэг. Кластерын тоонууд нь эдгээр процессыг нээсэн дарааллыг тусгасан байдаг бөгөөд энэ нь шинжлэх ухааны инээдтэй хачирхалтай зүйлүүдийн нэг юм, учир нь навчинд эхлээд Фотосистем II дахь урвалууд, дараа нь Фотосистем I-д тохиолддог.
Фотон нь Photosystem II-ийн 250-400 молекултай мөргөлдөхөд энерги нь огцом нэмэгдэж, хлорофилл молекул руу шилждэг. Энэ үед хоёр химийн урвал явагдана: хлорофилийн молекул хоёр электроноо алдаж (энэ нь электрон хүлээн авагч гэж нэрлэгддэг өөр молекул хүлээн авдаг) ба усны молекул хуваагдана. Усны молекулын нэг хэсэг байсан хоёр устөрөгчийн атомын электронууд хлорофиллоор алдсан хоёр электроныг орлоно.
Үүний дараа өндөр энергитэй ("хурдан") электроныг гинжин хэлхээнд угсарсан молекулын тээвэрлэгчдийн тусламжтайгаар халуун төмс шиг бие биедээ шилжүүлдэг. Энэ тохиолдолд энергийн нэг хэсэг нь эсийн гол энергийн нэг болох аденозин трифосфат (ATP) молекул үүсэхэд ордог. Үүний зэрэгцээ, арай өөр Photosystem I хлорофилл молекул нь фотоны энергийг шингээж, өөр хүлээн авагч молекулд электрон хандивладаг. Энэ электроныг хлорофилл дахь фотосистем II-ийн тээвэрлэгчдийн гинжин хэлхээний дагуу ирсэн электроноор сольсон. Фотосистем I-ийн электроны энерги болон усны молекул задрах явцад үүссэн устөрөгчийн ионууд нь өөр нэг зөөгч молекул болох NADP-H-ийг үүсгэхэд зарцуулагддаг.
Гэрэл авах үйл явцын үр дүнд хоёр фотоны энерги нь эсийн урвал явуулахад ашигладаг молекулуудад хуримтлагдаж, нэмэлт хүчилтөрөгчийн молекул үүсдэг. Нарны энергийг шингээж, хуримтлуулсны дараа нүүрс ус үүсэх ээлж ирдэг. Ургамал дахь нүүрс усны нийлэгжилтийн үндсэн механизмыг Мелвин Калвин нээсэн. Нарны энергийг нүүрс ус болгон хувиргах цикл нь ирж буй молекулыг "туслах" молекултай нэгтгэж, дараа нь бусад химийн урвалуудыг эхлүүлж эхэлдэг хэд хэдэн химийн урвалаас бүрддэг. Эдгээр урвалууд нь эцсийн бүтээгдэхүүн үүсэхэд хүргэдэг бөгөөд нэгэн зэрэг "туслах" молекулыг нөхөн төлжүүлж, мөчлөг дахин эхэлдэг. Калвины мөчлөгт ийм "туслах" молекулын үүргийг таван нүүрстөрөгчийн сахарын рибулоз дифосфат (RDP) гүйцэтгэдэг. Калвины мөчлөг нь нүүрстөрөгчийн давхар ислийн молекулууд RDP-тэй нэгдэж эхэлдэг. Нарны гэрлийн энерги ATP ба NADP-H хэлбэрээр хадгалагддаг тул нүүрстөрөгчийг нэгтгэх химийн урвал эхлээд нүүрс ус үүсгэдэг бөгөөд дараа нь рибулоз дифосфатын нөхөн сэргээх урвал явагддаг. Циклийн зургаан эргэлтийн үед зургаан нүүрстөрөгчийн атом нь глюкоз болон бусад нүүрсустөрөгчийн прекурсоруудын молекулуудад нэгддэг. Химийн урвалын энэ мөчлөг эрчим хүчээр хангагдсан цагт үргэлжлэх болно. Энэ мөчлөгийн ачаар нарны гэрлийн энерги амьд организмд хүрдэг.
2014 оны 2-р сарын 27 | Нэг сэтгэгдэл | Лолита Окольнова
Фотосинтез- фотосинтезийн пигментүүдийн оролцоотойгоор гэрэлд нүүрстөрөгчийн давхар исэл, уснаас органик бодис үүсэх үйл явц.
Химисинтез- CO 2-аас органик бодисыг нийлэгжүүлэх энергийн эх үүсвэр нь органик бус нэгдлүүдийн исэлдэлтийн урвал болох автотроф хоол тэжээлийн арга.
Ерөнхийдөө органик бус бодисоос органик бодисыг нэгтгэх чадвартай бүх организмууд, өөрөөр хэлбэл. чадвартай организмууд фотосинтез ба химосинтез, үзнэ үү .
Заримыг нь уламжлалт байдлаар автотроф гэж ангилдаг.
Бид ургамлын эсийн бүтцийн талаар товчхон ярьсан, бүх үйл явцыг илүү нарийвчлан авч үзье ...
Фотосинтезийн мөн чанар
(хураангуй тэгшитгэл)
Фотосинтезийн олон үе шаттай үйл явцад оролцдог гол бодис нь хлорофилл. Энэ нь нарны энергийг химийн энерги болгон хувиргадаг.
Зураг дээр хлорофилийн молекулын бүдүүвч дүрслэлийг харуулсан бөгөөд дашрамд хэлэхэд молекул нь гемоглобины молекултай маш төстэй юм...
Хлорофилл дотор нь суурилагдсан хлоропласт грана:
Фотосинтезийн гэрлийн үе шат:
(тилакоид мембран дээр хийгддэг)
- Хлорофилл молекулыг цохих гэрэл нь түүнийг шингээж, түүнийг өдөөгдсөн төлөвт оруулдаг - молекулын нэг хэсэг болох электрон нь гэрлийн энергийг шингээж, илүү өндөр энергийн түвшинд шилжиж, синтезийн үйл явцад оролцдог;
- Гэрлийн нөлөөн дор ус хуваагдах (фотолиз) бас тохиолддог.
Энэ тохиолдолд хүчилтөрөгчийг гадаад орчинд зайлуулж, протонууд нь тилакоидын дотор "протоны нөөц" -д хуримтлагддаг.
2Н + + 2е - + NADP → NADPH 2
NADP нь тодорхой бодис, коэнзим, i.e. катализатор, энэ тохиолдолд устөрөгчийн тээвэрлэгч.
- нийлэгжүүлсэн (эрчим хүч)
Фотосинтезийн харанхуй үе шат
(хлоропластын стромд тохиолддог)
Бодит глюкозын синтез
C 6 H 12 O 6 үүсэх урвалын мөчлөг үүсдэг. Эдгээр урвалууд нь гэрлийн үе шатанд үүссэн ATP ба NADPH 2-ийн энергийг ашигладаг; Фотосинтезийн явцад глюкозоос гадна нарийн төвөгтэй органик нэгдлүүдийн бусад мономерууд үүсдэг - амин хүчил, глицерин ба өөхний хүчил, нуклеотидууд.
Анхаарна уу: энэ үе шат харанхуй байнаЭнэ нь шөнийн цагаар тохиолддог тул глюкозын нийлэгжилт нь ерөнхийдөө цагийн турш явагддаг. гэхдээ харанхуй үе шат нь гэрлийн энерги шаарддаггүй.
"Фотосинтез бол манай гараг дээрх амьдралын бүх илрэлүүд эцсийн дүндээ хамаардаг үйл явц юм."
К.А. Тимирязев.
Фотосинтезийн үр дүнд дэлхий дээр 150 орчим тэрбум тонн органик бодис үүсч, жилд 200 тэрбум тонн чөлөөт хүчилтөрөгч ялгардаг. Нэмж дурдахад ургамал олон тэрбум тонн азот, фосфор, хүхэр, кальци, магни, кали болон бусад элементүүдийг эргэлтэнд оруулдаг. Хэдийгээр ногоон навч нь түүн дээр тусах гэрлийн 1-2%-ийг л хэрэглэдэг ч ургамлын үүсгэсэн органик бодис, ерөнхийдөө хүчилтөрөгчийг хэрэглэдэг.
Химисинтез
Химисинтез нь янз бүрийн органик бус нэгдлүүдийн химийн исэлдэлтийн урвалын үед ялгардаг энергийн улмаас явагддаг: устөрөгч, сульфид, аммиак, төмрийн (II) исэл гэх мэт.
Бактерийн бодисын солилцоонд орсон бодисуудын дагуу дараахь зүйлүүд байдаг.
- хүхрийн бактери - H 2 S агуулсан усны биетүүдийн бичил биетүүд - маш өвөрмөц үнэртэй эх үүсвэрүүд,
- төмрийн бактери,
- азотжуулах бактери - аммиак ба азотын хүчлийг исэлдүүлэх;
- азотыг тогтоогч бактери - хөрсийг баяжуулж, бүтээмжийг ихээхэн нэмэгдүүлэх;
- устөрөгчийг исэлдүүлэгч бактери
Гэхдээ мөн чанар нь ижил хэвээр байна - энэ нь мөн
Сургуулийн ургамал судлалын хичээлээс "фотосинтез" гэсэн тодорхойлолтыг бидний дунд хэн санахгүй байна вэ? "Фотосинтезийн пигментүүдийн оролцоотойгоор гэрэлд нүүрстөрөгчийн давхар исэл ба уснаас органик бодис үүсэх үйл явц." Энэхүү товчхон тодорхойлолтыг цээжээр мэддэг болохоор бидний цөөхөн хүн үүний цаана юу нуугдаж байгааг гайхаж байсан уу?
Үндсэндээ, фотосинтезЭнэ нь химийн урвал бөгөөд үүний үр дүнд зургаан CO2 молекул усны зургаан молекултай нэгдэж нэг глюкоз молекул буюу манай органик бодисын барилгын материал үүсгэдэг. Фотосинтезийн явцад үүссэн молекулын хүчилтөрөгч нь зөвхөн дайвар бүтээгдэхүүн юм. Гэсэн хэдий ч энэхүү "давар бүтээгдэхүүн" нь агаар мандлын хүчилтөрөгчийн гол эх үүсвэрүүдийн нэг бөгөөд дээд организмд зайлшгүй шаардлагатай байдаг.
Бүх зүйл маш энгийн юм шиг санагдаж байна: фотосинтезийн организмын эс нь хоёр бүрэлдэхүүн хэсгийн химийн урвалын нэг төрлийн "конус" юм. Гэвч бодит байдал дээр урвалын механизм нь илүү төвөгтэй болж хувирдаг. Энэ үйл явц нь "гэрэл" ба "харанхуй" гэсэн хоёр урвалаас бүрддэг нь харагдаж байна. Эхнийх нь гэрлийн энергийг ашиглан усны молекулыг устөрөгч ба хүчилтөрөгч болгон хуваахтай холбоотой юм. Нарны гэрлийг эсийн тусгай гэрэл шингээгч пигмент болох хлорофилл (ногоон өнгөтэй) шингээдэг. Дараа нь энерги нь ATP молекулуудад шилждэг бөгөөд энэ нь фотосинтезийн хоёр дахь үе шат болох "харанхуй" урвалд үүссэн энергийг ялгаруулдаг. "Харанхуй" урвал нь нүүрстөрөгчийн давхар исэл ба устөрөгчийн хоорондох шууд урвал бөгөөд глюкоз үүсгэдэг.
Фотосинтезийг ургамал, замаг, зарим төрлийн бичил биетүүд хийж болно. Тэдний амин чухал үйл ажиллагааны ачаар жишээлбэл, хоол хүнс нь органик бодисоос бүрддэг амьтдын оршин тогтнох боломжтой болдог. Гэхдээ фотосинтез нь нүүрстөрөгчийн давхар ислийг органик бодис болгон хувиргах цорын ганц хэлбэр мөн үү? Үгүй Байгаль нь CO2-аас органик бодис үүсгэх өөр нэг хувилбарыг бий болгодог. химосинтез.
Химисинтез ба фотосинтезийн ялгаа нь "гэрлийн" урвал байхгүй байх явдал юм. Эрчим хүчний эх үүсвэрийн хувьд химосинтетик организмын эсүүд нарны гэрлийн энергийг ашигладаггүй, харин химийн урвалын энергийг ашигладаг. Аль нь? Устөрөгч, нүүрстөрөгчийн дутуу исэл, хүхэр, төмөр, аммиак, нитрит, сурьма зэргийг багасгах урвал.
Мэдээжийн хэрэг, химийн синтетик организм бүр өөрийн химийн урвалыг эрчим хүчний эх үүсвэр болгон ашигладаг. Жишээлбэл, устөрөгчийн бактери нь устөрөгчийг исэлдүүлдэг, азотжуулагч бактери аммиакийг нитрат хэлбэрт шилжүүлдэг гэх мэт. Гэсэн хэдий ч тэд бүгд химийн урвалын үед ялгарах энергийг ATP молекул хэлбэрээр хадгалдаг. Цаашилбал, процесс нь фотосинтезийн харанхуй үе шатны урвалын төрлөөс хамааран явагддаг.
Зөвхөн зарим төрлийн бактери нь химийн синтез хийх чадвартай байдаг. Тэдний байгальд гүйцэтгэх үүрэг асар их юм. Тэд агаар мандлын хүчилтөрөгчийг "үйлдвэрлэдэггүй" бөгөөд их хэмжээний органик бодисыг хуримтлуулдаггүй. Гэсэн хэдий ч тэдний амьдралын явцад ашигладаг химийн урвалууд нь биогеохимид чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд бусад зүйлсийн дотор азот, хүхэр болон бусад элементүүдийн байгалийн эргэлтийг баталгаажуулдаг.
Фотосинтез ба химосинтез нь амьд организмд тохиолддог хамгийн сонирхолтой үйл явц юм. Эдгээр хоёр урвалын ялгааг мэдэх нь ахлах сургуулийн сурагчдад зайлшгүй шаардлагатай зүйл гэж тооцогддог боловч эдгээр чухал үйл явцыг харьцуулах нь хамгийн хичээнгүй, бодолтой оюутнуудыг ихэвчлэн тэнэг байдалд оруулдаг.
Тодорхойлолт
Фотосинтез- нарны гэрлийн эрчим хүчээр өдөөгдсөн органик бодисыг нэгтгэх үйл явц.
Химисинтез– нарны квант заавал байхгүйгээр “эхлэгддэг” органик нэгдлүүд үүсэх үйл явц.
Харьцуулалт
Фотосинтез нь автотрофын амьд биетүүдийн амин чухал үйл ажиллагааны эх үүсвэр, тухайлбал Ургамлын хаант улсын төлөөлөгчдийн дийлэнх нь ба зарим төрлийн бактериуд бөгөөд энэ нь эргээд гетеротроф ба сапротроф организмын гол хоол буюу хүнсний пирамидын эхлэл болдог. Фотосинтезийн ачаар дэлхий дээр жилд 150 тэрбум тонн органик бодис үүсч, агаар мандал бусад организмын амьсгалахад тохиромжтой 200 тэрбум тонн хүчилтөрөгчөөр дүүрдэг.
Фотосинтез нь хлорофилл пигмент агуулсан ургамлын эсийн органелл болох пластидуудад явагддаг. Фотосинтез болох исэлдэлтийн урвалын явцад ургамал ус, органик бус бодис, тухайлбал нүүрстөрөгчийн давхар ислийг хэрэглэдэг. Энэ үйл явц нь нарны квантуудын энерги байгаагаар өдөөгддөг. Урвалын үр дүнд хүчилтөрөгч ялгарч, органик бодисууд нийлэгждэг - ихэнх тохиолдолд глюкозыг гексоз эсвэл усан үзмийн сахар гэж нэрлэдэг.
Химисинтезийн ачаар шим мандалд азотын эргэлт үүсч, хүхрийн бактери нь чулуулгийг даван туулж, хөрс үүсэх үндэс суурийг бүрдүүлж, устөрөгчийн бактери нь зарим бичил биетний амьдралын явцад хуримтлагддаг аюултай хэмжээний устөрөгчийг исэлдүүлдэг. Үүнээс гадна азотжуулах бактери нь хөрсний үржил шимийг нэмэгдүүлэхэд тусалдаг ба хүхрийн бактери нь бохир усыг цэвэршүүлэхэд оролцдог.
Химисинтез нь бактери ба археагийн эсүүдэд байрладаг. Редокс урвалын явцад органик бодисууд нийлэгждэг. Шууд биш, харин дараа нь органик бодисын нийлэгжилтэнд зарцуулагддаг ATP энерги үүсэх замаар. Үүний тулд амьд организмууд аммиак, төмрийн исэл, устөрөгчийн сульфид, устөрөгчийн исэлдэлтээс үүссэн CO 2, устөрөгч, хүчилтөрөгчийг ашигладаг. Химисинтез нь газар доор, дэлхийн далайн гүнд, бусад амьд организмын дунд явагдах боломжтойг харгалзан үзвэл энэ нь гэрлийн энергитэй холбоогүй, түүгээр "эхлэгддэггүй" бөгөөд Нарнаас хамаардаггүй.
Дүгнэлт вэбсайт
- Нарны гэрлийн энергигүйгээр фотосинтез хийх боломжгүй, химосинтезд үүнийг хийх шаардлагагүй.
- Ургамал ба бактери нь фотосинтез, бактери, археа химийн синтез хийдэг.
- Хоёр үйл явц нь өөр өөр биологийн ач холбогдолтой.
