2. Ֆոտոսինթեզ
Ֆոտոսինթեզ (հունարեն՝ υωτο- «լույս» ևσύνθεσις -
«սինթեզ» բառերի համակցումից,լուսասինթեզ) ածխաթթու
գազից և ջրից`լույսի տակ օրգանական նյութերի առաջացումն
է ֆոտոսինթետիկ գունանյութերի (բույսերի մոտ` քլորոֆիլ,
բակտերիաների մոտ` բակտերիոքլորոֆիլ ևբակտերիոռոդօպսին)
մասնակցությամբ:Բույսերի ժամանակակից
ֆիզիոլոգիայումֆոտոսինթեզի տակ հասկանում են
նրանցֆոտոավտոտրոֆ գործառույթը` լույսիքվանտի էներգիայի
կլանման, փոխակերպման և օգտագործման գործառույթների
համախմբությունը տարբերէնդերգոնիկական
ռեակցիաներում,այդ թվում ածխաթթու գազի
փոխակերպումըօրգանական նյութերի:
3. Ոչ քլորոֆիլային
ֆոտոսինթեզ
Իրականանում է Halobacterium ցեղի բակտերիաների
կողմից:
Հանդիսանում է ֆոտոսինթեզի առավել պարզեցված
տեսակը:
Լույսի քվանտները կլանվում
են բակտերիռոդօպսին սպիտակուցի կողմից, որը նման
է ռոդօպսինի(պարունակում է ռետինալ):
Ֆոտոսինթեզի այս տեսակը տարբերվում է
էլեկտրոնափոխադրումային շղթայի
բացակայությամբ,ԱԵՖ-ի սինթեզը իրականացվում
է քլորի իոնների և պրոտոնների էլեկտրոքիմիական
գրադիենտի ստեղծման միջոցով:
4. Թթվածնով
Թծվածնով ֆոտոսինթեզը ավելի տարածված է: Իրականանում
է բույսերի ցիանոբակտերիաների ևպռոքլորոֆիտների կողմից:
Ֆոտոսինթեզի փուլերը
ֆոտոֆիզիկական
ֆոտոքիմիական
քիմիական
Առաջին փուլում տեղի է ունենում
լույսի քվանտների կլանում գունանյութերի կողմից , այնուհետև դրանք
անցնում են գրգռված վիճակի և հաղորդում են էներգիան
ֆոտոհամակարգի մյուս մոլեկուլներին:
Երկրորդ փուլում տեղի է ունենում լիցքերի բաժանում ռեակցիոն
կենտրոնում էլեկտրոնների տեղափողում ֆոտոսինթետիկ էլեկտրոն-
փոխադրումային շղթայով, ինչն ավարտվում ԱԵՖ-ի NADFН-ի սինթեզով:
Առաջին երկու ձուլերը միասին կոչվում են
ֆոտոսինթեզի լուսակախվածային փուլ:
Երրորդ փուլը կատարվում է լույսի ոչ պարտադիր մասնակցությամբ և
ներառում է իր մեջ օրգանական նյութերի սինթեզման կենսաքիմիական
ռեակցիաները: Այդ ժամանակ օգտագործվում է լուսային փուլում
կուտակված էներգիան: Հաճախ, որպես այդպիսի ռեակցիաներ դիտվում
ենԿալվինի ցիկլը և գլյուկոգենեզը, շաքարի և օսլայի առաջացումը օդի
ածխաթթու գազից:
5. Բույսերի ֆոտոսինթեզը կատարվում է քլորոպլաստներում` բջջի
երկթաղանթ օրգանելլաներում: Դրանք կարող են
լինելպտուղների, ցողունների բջիջներում, սակայն ֆոտոսինթեզի
հիմնական օրգանը տերևն է: Կլանվող լույսի քանակությունը
ապահովվում է տերևի տափակ ձևով: Ջուրը արմատիցհասնում է տերև,
զարգացած ջղերի ցանցով: Ածխաթթու գազը մեծ մասամբ կլանվում
է կուտիկուլայից ևէպիդերմիսից, դիֆուզիայի եղանակով, հերձանքների
միջով դրա մեծ մասը դիֆուզվում է միջբջջային
տարածությունից:Բույսերը, որոնք կատարում են C4 և CAM ֆոտոսինթեզ,
ձևավորել են հատուկ մեխանիզմներ ածխաթթու գազի ակտիվ
ասսիմիլյացիայի համար:
Քլորոպլաստների ներքին տարածությունը լցված է անգույն
պարունակությամբ՝ ստրոմայով, որի մեջ ներթափանցում են թաղանթներ
(լամելաներ), որոնք միանալով միմյանց հետ առաջացնում են
տիլակոիդներ, որոնք իրենց հերթին խմբավորվում են՝ առաջացնելով
սյունակներ: Ներտիլակոիդային տարածությունը սահմանում զատված է և
չի հաղորդակցվում ստրոմայի մյուս մասերի հետ: Ենթադրվում է նաև, որ
բոլոր տիլակոիդների ներքին տարածությունները հաղորդակցվում են
միմյանց հետ: Ֆոտոսինթեզի լուսային փուլերը վերագրվում են
թաղանթներին,CO2–ի ավտոտրոֆ ֆիքսացիան կատարվում է
ստրոմայում:
Քլորոպլաստներն ունեն սեփական ԴՆԹ, ՌՆԹ և ռիբոսոմներ (70s տիպի),
նրանցում կատարվում է սպիտակուցի սինթեզ: Դրանք նորից չեն
սինթեզում , առաջանում են նախորդներից ` բաժանման եղանակով : Այս
ամենը թույլ է տվել դրանց համարել ազատ ցիանոբակտերիաների
նախնիներ, որոնք սիմբիոգենեզի գործընթացում մտնում են էուկարիոտիկ
բջջի կազմի մեջ:
6. Գործընթացի
ֆոտոքիմիական էությունը
Քլորոֆիլը ունի գրգռման երկու մակարդակ: Առաջինը
կապված է էլեկտրոնի առավել բարձրէներգետիկ
մակարդակի անցման հետ, երկրորդը պորֆիրինային կորիզի
մագնեզիումի և ազոտիկենտ էլեկտրոնների գրգռման հետ:
Երկրորդ գրգռված վիճակը առավել բարձր էներգետիկ արժեք
ունի անկայուն է և քլորոֆիլը 10−12 վրկ-ում անցնում է
գրգռման առաջին մակարդակի` կորցնելով
100կՋ/մոլ էներգիա միայն ջերմության ձևով: Առաջին
սինգլետ և տրիպլետ վիճակից մոլեկուլը կարող է անցնել
հիմնականի` անջատելով էներգիա լույսի (ֆլյուորեսցենցիա)
կամ ջերմության ձևով, հաղորդելով էներգիան այլ մոլեկուլի,
կամ քանի որ էլեկտրոնը բարձր էներգետիկ մակարդակում
թույլ է կապված կորիզի հետ, փոխանցում է էլեկտրոնը այլ
միացության:
7. Առաջին հնարավորությունը իրականցվում է լուսահավաք
համալիրներում, երկրորդը՝ ռեակցիոն կենտրոններում,
որտեղ լույսի քվանտի ազդեցության գրգռված վիճակի
անցնող քլորոֆիլը վերածվում է էլեկտրոնի դոնորի
(վերականգնող) և փոխանցվում է այն առաջնային
ակցեպտորի: Որպեսզի խոչընդոտվի էլեկտրոնի վերադարձը
դրական լիցքավորված քլորոֆիլին, առաջնային ակցեպտորը
փոխանցվում է այն երկրորդայինին: Բացի այդ ստացված
միացությունների կյանքի տևողությունն ավելի բարձր է քան
քլորոֆիլի գրգռված մոլեկուլինը: Տեղի է ունենում էներգիայի
կայունացում և լիցքերի տարանջատում: Հետագա
կայունացման համար երկրորդային դոնորը վերականգնում է
դրական լիցքավորված քլորոֆիլին, թթվածնային
ֆոտոսինթեզի ժամանակ առաջնային դոնոր է հանդիսանում
ջուրը: Թթվածնային ֆոտոսինթեզ կատատրող օրգանիզմների
մոտ խնդիր է հանդիսանում ջրի H2O → O2 E0=+0,82 В) и
НАДФ+ (E0=-0,32 Վ) -ի օքսիդացման վերականգման
պոտենցիալների տարբերությունը:
8.
Քլորոֆիլը կատարում է 2 ֆունկցիա` էներգիայի
կլանում և հաղորդում: քլորոպլաստների քլորոֆիլների
90%- ից ավելի կազմի մեջ մտնում են լուսահավաք
համալիրները, որոնք ալեհավաքների դեր են
կատարում` հաղորդում են էներգիան առաջին կամ
երկրորդ ֆոտոհամակարգերի ռեակցիոն կենտրոն:
Լուսահավաք կոմպլեքսներում բացի քլորֆիլից կան
նաև կարոտինոիդներ, իսկ որոշ ջրիմուռների և
ցիանոբակտերիաների մոտ` ֆիկոբիլիններ, որոնք
կլանում են այն երկարության ալիքները որոնք
քլորոֆիլը համեմատաբար թույլ է կլանում:
9. Պ680 մոլեկուլում էլեկտրոնների համալրումը կատարվում է
ջրի հաշվին: 2-րդ ֆոտոհամակարգի կազմի մեջ մտնում
է ջուր օքսիդացնող համալիրը, որը ակտիվ կենտրոնում
պարունակում է 4մանգանի իոններ: Թթվածնի 1 մոլեկուլի
առաջացման համար պահանջվում է 2 մոլեկուլ ջուր,որոնք
տալիս են 4 էլեկտրոն: Ուստի գործընթացի լրիվ
իրականացման համար պահանջվում է լույսի 4
քվանտ:Կոմպլեքսը գտնվում է ներտիլակոիդ տարածության
կողմից և ստացված 4 պրոտոնները նետվում են նրա մեջ:
Այսպիսով 2-րդ ֆոտոհամակարագի աշխատանքի
վերջնական արդյունքը դա ջրի 2 մոլեկուլի օքսիդացումն է
Լույսի 4 քվանտի օգնությամբ, որի արդյունքում առաջանում է
4 պրոտոն ներտիլակոիդի տարածքում և 2 վերականգնված
պլաստոխիններ թաղանթում:
10. Բույսերի ֆոտոսինթեզ
Միքայելյան Արտյուշի կողմից
Մխիթար Սեբաստացի կրթահամալիրի
Սովորող
9.2 դասարանից
Թեման վիրուսներ և գրիպ
