1. Fotosintez haqida umumiy tushuncha. Fotosintezning yorug’lik bosqichi. Fotosintezning qorong’ulik bosqichi

fotosintez - quruqlikda va suvda ulkan miqyosda amalga oshirilgan xlorofill va yorug'lik energiyasi va kislorodni atmosferaga chiqarish yordamida noorganik moddalardan organik moddalar hosil qilish jarayonlarining noyob tizimi.Fotosintezning qorong'u fazasining barcha jarayonlari bevosita yorug'lik iste'molisiz sodir bo'ladi, lekin ularda fotosintezning yorug'lik bosqichida yorug'lik energiyasi ishtirokida hosil bo'lgan yuqori energiyali moddalar (ATP va NADP.H) muhim rol o'ynaydi. . Qorong'i fazada ATP makroenergetik aloqalarining energiyasi uglevod molekulalarining organik birikmalarining kimyoviy energiyasiga aylanadi. Bu shuni anglatadiki, quyosh nuri energiyasi xuddi shunday saqlangan kimyoviy bog'lanishlar biosfera energiyasida va ayniqsa sayyoramizning butun tirik aholisi hayoti uchun katta ahamiyatga ega bo'lgan organik moddalar atomlari o'rtasida. Fotosintez hujayraning xloroplastlarida sodir bo'ladi va xlorofillli hujayralardagi uglevodlarning sintezi bo'lib, u quyosh nuridan energiya sarflanishi bilan sodir bo'ladi. Fotosintezning yorug'lik va harorat fazalari mavjud. Yorug'lik fazasi yorug'lik kvantlari tomonidan bevosita iste'mol qilinganda, sintez jarayonini NADH va ATP shaklida zarur energiya bilan ta'minlaydi. Qorong'i faza - yorug'likning ishtirokisiz, lekin ko'p sonli seriyalar orqali kimyoviy reaksiyalar (Kalvin tsikli) uglevodlar, asosan glyukoza hosil bo'lishini ta'minlaydi. Fotosintezning biosferadagi ahamiyati juda katta.Fotosintez. Fototrof organizmlarga xlorofi ll pigmentiga ega organizmlar, yashil o‘simliklar, lishayniklar va ayrim bakteriyalar kiradi. Yashil o‘simliklar hujayrasidagi xloroplastlarda to‘plangan xlorofi ll pigmenti yordamida yorug‘lik energiyasi kimyoviy energiyaga aylanadi. Yorug‘lik energiyasi hisobiga organik birikmalar sintezlanishi fotosintez deyiladi (1-rasm).

1-rasm. Fotosintez jarayoni.
Barcha tirik organizmlarning hayotiy faoliyati fotosintez jarayoni bilan bevosita yoki bilvosita bog‘liq. Fotosintez natijasida avtotrof organizm hujayralarida hosil bo‘lgan organik moddalar, birinchi navbatda shu organizm hujayralari hamda barcha geterotrof organizmlar uchun oziqa va energiya manbayidir. Fotosintez jarayonini quyidagi umumiy formula orqali ifodalash mumkin: 6CO2 + 6H2 O + quyosh energiyasi → C6 H12O6 + 6O2 Xlorofi ll pigmenti o‘ziga xos kimyoviy tuzilishga va yorug‘lik kvantlarini ushlab qolish xususiyatiga ega. Fotosintez jarayoni hujayraning fotosintez 44 qiluvchi tuzilmalarida ikki bosqichda o‘tadi: yorug‘lik va qorong‘ilik bosqichlari . Yorug‘lik bosqichi xloroplastlarning ti la - koidlarida kechadi. Bunda boshlang‘ich mahsulotlar sifatida yorug‘lik energiyasi, suv, ADF, xlorofi ll ishtirok etadi. Yorug‘lik kvantlari – fotonlar xlorofi ll molekulasi elektronlarini qo‘zg‘atadi. Elektronlar energiyasi hisobiga ADF va fosfat kislotadan ATF sintezlanadi. Ya’ni yorug‘lik energiyasi ATFning kimyoviy energiyasiga aylanadi. Elektronlar energiyasining bir qismi vodorod (H+ ) ionlarini vodorod atomlariga aylantirishga sarfl anadi. Natijada suv fotolizga uchraydi. Yorug‘lik energiyasi ta’sirida suvning parchalanishi fotoliz deyiladi. Hosil bo‘lgan vodorod atomlari NADF (niko - - tinamidadynindinukleotidfosfat) molekulalari – akseptorlarga birikib, energiyaga boy NADF·H hosil bo‘ladi. OH– (gidroksil) ionlari elektronlarini xlorofi ll molekulasiga uzatib, OH radikallariga aylanadi, radikallarning o‘zaro ta’sirlashuvidan suv va molekular kislorod hosil bo‘ladi. Fotosintez jarayonining yorug‘lik bosqichida oxirgi mahsulotlar sifatida O2 , ATF, NADF·H hosil bo‘ladi. Molekular kislorod atmosferaga chiqariladi, energiyaga boy ATF va NADF·H qorong‘ilik bosqichi reaksiyalariga sarfl anadi. Fotosintezning qorong‘ilik bosqichi xloroplastlarning stroma qismida amalga oshadi, bunda boshlang‘ich mahsulotlar sifatida CO2 , ATF, NADF·H qatnashadi. NADF molekulasi tarkibidagi H atomlari va CO2 molekulalari ATF energiyasi hisobiga birikib, birlamchi uglevod – glukoza sintezlanadi. Xloroplastning tuzilishi. 45 Fotosintez jarayonida hosil bo‘lgan birlamchi uglevodlar bir qator reaksiyalar natijasida boshqa organik moddalarga, ya’ni aminokislota va yog‘ kislotalarga aylanadi, ulardan esa oqsil va lipidlar sintezlanadi. Bu organik moddalar oziq zanjiri orqali geterotrof organizmlarga o‘tadi. Fotosintezda atmosferaga ajralib chiqqan erkin kislorod esa aerob organizmlarning nafas olishi uchun sarfl anadi. Yoqilg‘i sifatida foydalaniladigan ko‘mir, neft, gaz, torf kabi qazilma boyliklar million yillar avval yashagan qadimgi o‘simliklarning qoldiqlaridan hosil bo‘lgan. Xemosintez. Xemosintez hodisasini 1887-yil rus olimi S. N. Vinogradskiy kashf etgan. Xemotrofl ar anorganik moddalardan organik moddalarni sintezlashda, anorganik moddalarning oksidlanish reaksiyalarida hosil bo‘lgan energiyadan foydalanadi. Xemoavtotrof organizmlarning hujayralarida anorganik birikmalar oksidlanishidan hosil bo‘lgan energiya ATFning fosfat bog‘lari energiyasiga aylanadi, ATF organik moddalarning sinteziga sarfl anadi. Xemosintezlovchi bakteriyalarning bir necha turlari ma’lum. Temir bakteriyalari ikki valentli temirni uch valentli birikmalargacha oksidlab, hosil bo‘lgan energiya hisobiga uglerodning anorganik birikmalaridan organik moddalarni sintezlaydi. 4 FeCO3 + O2 + 6H2 O = 4Fe(OH)3 + 4CO2 + energiya Nitrifi kator bakteriyalar organik moddalarning chirishidan hosil bo‘lgan ammiakni nitritlarga (HNO2 ), nitritlarni nitratlargacha (HN03 ) oksidlab, shu jarayonda hosil bo‘ladigan energiyadan foydalanadi: 2NH3 + 3O2 = 2HNO2 + 2H2 O + energiya 2NHO2 + O2 = 2HNO3 + energiya Azot kislotasi esa tuproqdagi minerallar bilan birikib, o‘simliklar o‘zlashtira oladigan azotli o‘g‘itlar hosil qiladi.