K. A. Timiryazev- zamonaviy fotosintez ta'limotining asoschisi

Fotosintezning hosildorlikda tutgan o'rni
Yashil o'simliklar qo'shimcha rol o'ynaydi, yer va quyoshdagi hayotga vositachilik qiladi. O'simliklar quyosh nurlarining energiyasini oladi, buning sayyoramizdagi barcha hayot mavjud. Ulug'vor, kosmik miqyosda amalga oshirilgan fotosintez jarayoni sayyoramiz qiyofasini tubdan o'zgartirdi. Fotosintez tufayli quyosh energiyasi kosmosda to'liq tarqalmaydi, balki organik oziq-ovqat mahsuloti. Yashil o'simliklarning fotosintez jarayonida havodagi kislorodni chiqarish tufayli kislorodning doimiy quvvati. Tabiatda yashil o'simliklardan tashqari erkin kislorodning boshqa manbalari yo'q. Barcha fotosintetik organizmlarda fotosintezning yorug'lik bosqichidagi fotokimyoviy jarayonlar tilakoid deb topgan maxsus energiyani o'zgartiruvchi membranalarda sodir bo'ladi va elektron yuk zanjiri deb ishlab chiqariladi. Fotosintezning kuzatuvi' ulik reaksiyalari tilakoid membranalardan tashqarida (prokariotlarda sitoplasmada va o'simliklarda xloroplast stromasida) sodir bo'ladi. Shunday qilib, fotosintezning yorug'lik va jarayonlari fazoda va vaqt bo'yicha ajratiladi.
Yerda hayot va odamlar uchun muhim bo'lgan fotosintezning jarohatni qayd etaylik: quyosh energiyasini "saqlanishi"; erkin kislorod hosil bo'lishi; turli organik birikmalarning hosil bo'lishi; atmosferadan karbonat an-gidridni ajratib olish.
Quyosh nuri - "sayyoramizning o'tkinchi mehmoni" (VL Komarov) - qulash vaqtidagina qandaydir faqat hosil, keyin u izsiz tarqaladi va tirik mavjudotlar uchun foydasiz bo'ladi. qilsa, yashil o'simlikka tushgan quyosh nuri energiyaning bir qismi xlorofill tomonidan so'riladi va fotosintez jarayonida. Bunda yorug'lik energiya organik energiyaning - fotosintez mahsulotlarentsial energiyaga aylanadi. Bu energiya shakllangan va harakatsizdir., ya'ni cheksiz davom etadi. Bir gramm glyukozaning to'liq oksidlanishi bilan uning hosil bo'lishi natijasida so'rilgan energiya miqdori -690 kkal quvvat. Shunday qilib, yashil o'simliklar fotosintez jarayonida quyosh energiyasidan foydalanish, uni "kelajakda yuborish uchun" saqlaydi. O'simliklarni "konservalangan quyosh nurlari" deb atagan Timiryazev.
Organik ma'lum sharoitlarda juda uzoq vaqt, ba'zan ko'p million yillar saqlab qoladi. Ularning oksidlanishi jarayonida o'sha uzoq vaqtlarda Yerga tushgan quyosh nur energiyasi chiqadi va undan tashqariga yuborish mumkin. Neft, ko'mir, torf, yog'ochni yo'llaridan olingan issiqlik energiya - bularning barchasi yashil o'simliklar qo'llaniladigan o'zlashtirilgan va o'zgartirilgan quyosh energiyasidir.
Fotosintez mahsulotlaridan biri bu barcha tirik mavjudotlarning nafas olishi uchun zarur bo'lgan erkin kisloroddir. Tabiatda nafas olishning anoksik (anaerob) turi ham mavjud, ammoumdorligi past: nafas olish materiallaridan teng zaxirada, erkin energiya bir necha baravar oziq-ovqat, chunki organik ozuqa to'liq oksidlanmagan. Demak, kislorodli (aerob) nafas olish hayotning yuqori, tez o'sishi, intensiv ko' rivojlanishini , turnning keng ishlab chiqarishni , ya'ni biologik taraqqiyotni tavsiflovchi barcha harakatlarni ta'minlashi aniq.
Atmosferadagi barcha kislorod biologik kelib chiqishi fotosintez qilinadi. Yerning boshidan keyingi davrlarda sayyora atmosferasi tiklanganga ega edi. U vodorod, vodorod sulfid, ammiak, metandan iborat edi. O'simliklarning paydo bo'lishi va, demak, kislorod va kislorodli nafas olish bilan organik dunyo yangi, yuqori darajaga ko'Binoin , yashil o'simliklar tabiiy bir lahzalik ega: kislorodni ishlab chiqarish, hayotni qo'llab- olish. Ular ma'lum darajada organik dunyo evolyutsiyasining aniqligini aniqladilar.
Fotosintezning muhim natijasi organik birikmalarning hosil bo'lishidir. O'simliklar uglevodlarni, idishlarni, yog'larni juda ko'p turlarda sintez qiladi. Bu oziq-ovqat odamlar va hayvonlar uchun oziq-ovqat , sanoat uchun xom ashyo sifatida xizmat qiladi. Oʻsimliklar kauchuk, guttapercha, efir moylari, smolalar , taninlar, alkaloidlar va boshqalar hosil qiladi. Fotosintezning ko'lami juda katta. O'¹⁰ tonna karbonat anhidrid (jahon zahirasining 1/16 qismi) va 220 milliard tonna suvni o'zlashtirish. Yerdagi organic yuk 10 ¹⁴ni tashkil qiladi va o'simliklarning massasi hayvonlarning massasigaga bog'liq. Shu ma'noda (organik quvvat yaratuvchisi sifatida) suv o'simliklari, okeanda yashovchi suv o'tlari, organik ishlab chiqarish quruqlikdagi o'simliklar ishlab chiqarishidan o'nlab marta ko'pdir. Biz qazib, oziq-ovqatdan foydalanamiz - ko'mir, tabiiy gaz neft va joy. Bu ishlab chiqarish quruqlik va dengiz o'simliklari yoki hayvonlarining parchalanish mahsulotlaridan boshqa narsa emas va ularda to'plangan energiya millionlab yillar oldin quyosh nurlaridan olingan. Shamol va yomg'ir ham quyosh energiyasidan kelib chiqadi va shuning uchun shamol tegirmonlari va gidroelektrostantsiyalarning energiyasi ham oxir-oqibat quyosh radiatsiyasiga bog'liq.
Fotosintez jarayonida karbonat angidrid iste'mollikka qarab, atmosferadagi CO2 miqdori to'liq to'xtamoqda. Gap qilib , barcha o'simliklar va hayvonlar nafas oladi. Mitoxond nafas olish jarayonida tirik to'ziyadagi jarayonlar atmosferadan so'rilgan kislorod ug boshqa va to' hosilning qismlarini oksidlash uchun, natijada karbonat angidrid va suv hosil bo'ladi va shuiyadi birga energil. Chiqarilgan energiya yuqori energiyali birikmalarda - adenozin trifosfatda (ATF) xujjat, ishlab chiqarilgan barcha hayotiy uskunalarni organizm uchun. Shunday qilib, nafas olish organik energiya va kislorod iste'moliga olib keladi va sayyoradagi CO ₂miqdorini katta. Barcha tirik organizmlardagi nafas olish jarayonlari va uglerod bo'lgan barcha mumkin bo'lgan yuklarning yonishi, jami Yer miqyosida sekundiga o'rtacha 10,000 tonna O ₂ ni sarflaydi. Bunday iste'molda atmosferadagi barcha kislorod 3000 yil ichida qurib ketishi kerak. Bizning baxtimizga, organik hosil va atomining iste'moli fotosintez orqali uglevodlar kislorod qilish orqali toza.
Fotosintez ekologiyasi deganda, fotosintez maxsuldorligi tashqi sharoit omillarining ta’siriga bog‘liq ekanligi tushuniladi. Bu omillarning ta’siri va o‘simliklarning bu ta’sirlarga moslashuvi o‘simlikshunoslikda katta ahamiyatga ega. Chunki fotosintez jadalligi va mahsuldorligi shu munosabatga bog‘liq.
Xulosa
Fotosintez jarayonida hosil bo'lgan energiya biosferadagi tiriklik manbayiningasosi bor. Boshqacha qilib qilib yashil o'simliklar yerdagi hayotning manbasi bo'lib xizmat qiladi. Fotosintez jarayonida Yer sharimizga yetib kela-yotgan quyosh energiyasi 45:1013 megakaloriya qismi fotosintezning turli
ko'rinishdagi mahsulotlar sifatida jamlanadi. Uch jarayonda yashil o'simliklar joylashtirilgan130 mlrd. tonna CO2 va 130 mlrd. tonna suv qayta ishlanadi. Fototrof organizmlarga xlorofill pigmentiga ega organizmlar, yashil o'simliklar, li- shayniklar va ayrim kasalliklar. Yashil o'simliklar hujayrasidagi xloroplastlarda to'plangan xlorofill pigmenti energiya yorug'lik energiya energiyaga aylanadi. Fotosintez jarayonining fotosintez tuzilmalarida ikki bosqichda o'tadi: yorug'lik va rivojlanish bosqichlari . Yorug'lik bosqichi xloroplastlarning tilakoidlarida kechadi. Bunda boshlang'ich yorug'lik quvvati, suv ADF, xlorofill ishtirok etadi. Fotosintezning yakuniylik bosqichi xloroplastlarning stroma jarayoni amalga oshadi, bunda ishlov'ich sifatida CO2, ATF, NADFH qatnashadi. NADF molekulasi tarkibidagi H atomlari va CO2 molekulalari ATF energiya hisobiga birikib, birlamchi uglevod - glukoza sintezlanadi. Mashhur ingliz- yogari Jozef Pristli (u kislorodni kashf etganlardan biri edi) yonish va nafas olish bo'yicha bir qator tajribalar o'tkazdi va yashil o'simliklarda mavjud bo'lgan barcha nafas olish jarayonlarini amalga oshirishga qodir degan ishlabgar. Gollandiyalik quvvatli Ingenhaus o'simliklar faqat quyosh nurida kislorodni oksidlashini va faqat yashil qismlari kislorod bilan ta'minlaydi. Vazir bo'lib ishlagan Jan Senebe Ingenhausning tekshiruvlarini tasdiqladi va tekshirishni davom ettirdi va o'simliklarni suvda erigan karbonat angidriddan ko'chirishni ko'rsatadi.Bu vaqtga kelib , to'xtashning nafas olishida ATF va piridin nukleotidlarining roli aniqlangan. 1875-yilda Sankt-Peterburg universitetida Timiryazev "Nurni o'simlik o'z ta'lim to'g'risida" mavzusida doktorlik dissertatsiyasini himoya qildi. Xlorofillning yashil donalariga etib boradigan quyoshning nurli energiyasining barcha to'lqin ichida qizil nur to'lqinlari eng yuqori energiyaga ega: xattotlari ostida fotosintez jarayoni eng qizg'in, chunki ular yashil bargga eng katta energiya beradi.
Kasallikning oldini olish va kurash davolashi: agroatexnik chora-tadbirlar; virus tashuvchi hasharotlarga qarshi kurash ; virusga yoki oʻta sezgir navlarni ekish. O'simliklar o'simlik va hayvonot dunyosi uchun oziq-ovqat ishlab chiqarilgan o'simliklar yer yuzi hayotni saqlab qolish uchun yordam beradi. Barglar o'simliklardagi fotosintez joyidir. Fotosintez - bu quyosh nuridan energiyani iste'mol qilish va uni shakar oziq-ovqat mahsulotlarini ishlab chiqarish uchun mahsulotdir. Barglar o'simliklarning oziq-ovqat zanjirlarida ishlab chiqa-ruvchilar sifatida o'z mahsulotlarini ishlab chiqarishga imkon beradi. Barglar tabiiy oziq-ovqat mahsulotlarini ishlab chiqaradilar, balki ular fotosintez orqali kislorod ishlab chiqaradilar va muhitda uglerod va kislorodga katta hissa qo'shadilar.
O'simliklarga yorug'lik, harorat, suv, mineral tuzlar va karbonat angidrid gazi qancha bo'lsa, organik energiya ko'p hosil bo'ladi. Ularda organik qancha ko'p bo'lsa, hosili shuncha mo'l bo'ladi. O'simliklardagi ushbu yig'ilishga amal qilinsa yuqori hosil olish murnkin. Ana shuni yaxshi bilgan dehqonlar issiqxonalarda zarur sharoitni sun'iy ravshan yaratib , yuqori hosil yetishtirmoqdalar. Hatto qish oylarida ham issiqxonalarda elektr nuri orqali qo'shimcha yorug'lik, harorat va mineral tuzlar, sabzavot , poliz ekinlari va har xil gullarni o'stirmoqdalar. Demak, har qanday o'simlikni ekkanda uning yorug'likka bo'lgan talabini inobatga olish zarur.
O'simliklarning viruslarga nisbatan o'ta sezgirligi amalda katta joyga ega. Bunda kasallik to'qimaning ma'lum bir jarohatgina bo'lib, boshqa yerga tarqalmaydi va o'simlikning umumiy kasallanishi ro'y bermaydi.