Дәріс №3. Фотосинтез

1. Дәріс №3. Фотосинтез

Жоспар:
1. Фотосинтез туралы жалпы ұғым және маңызы
2. Фотосинтез туралы ілімнің даму тарихына
қысқаша шолу
3. Фотосинтездік аппарат
3.1. Жапырақтың анатомиялық құрылысы
3.2. Хлоропластар – фотосинтез органеллалары
4. Фотосинтез пигменттері

2.

3. ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

Негізгі:
Сағатов К.С. Өсімдіктер физиологиясы. «Ғылым» Алматы
2002.
Калекенұлы К. Өсімдіктер физиологиясы. Алматы 2001 ж.
Жатқанбаев Ж. Өсімдіктер физиологиясы. Алматы, 1988.
Қосымша:
Холл Д. Рао К. Фотосинтез.М.: Мир, 1983
Клейтон Р. Фотосинтез.Физические механизмы и
химические модели. М.: 1984

4. Фотосинтез туралы жалпы ұғым және маңызы Өсімдіктердің көректенуі

Қоректену
Ауа арқылы
Топырақ
арқылы

5. Фотосинтез туралы жалпы ұғым және маңызы

фотосинтез
Грек сөзі:
"фотос" – жарық,
"синтез" – қосылыс.

6. Фотосинтез

жарық
Көмірқышқыл
газы
Органикалық
заттар
хлорофилл
Су
оттегі
Фотосинтез – жасыл өсімдіктердің бейорганикалық
заттардан (көмірқышқыл газы мен су) күн сәулесі
энергиясын пайдалана отырып, органикалық заттар –
көмірсулар (қант, фруктоза, крахмал) және ауа
түзетін процесс.

7.

Фотосинтездің жалпы
теңдеуі
су
Күннің қуаты
+
көмірқышқыл
газ
қант
+
оттегі
6С02 + 12Н20 -> С6Н1206 + 602 + 6Н20

8. Превращения веществ в растении

крахмал
қант
белки
майлар
углеводы

9. Превращения веществ в растении

Қант
Май Нәруыз Крахмал

10.

Фотосинтез туралы ілімнің даму
тарихына қысқаша шолу
Уақыт Ғалымдар
ы
1771 Джозеф
ж.
Пристли
1779
ж.
Ян
Ингенхауз
Ғылымдағы қосқан үлесі
Өсімдіктер жану және тыныс
алудан
бұзылған
ауаны
тазартады деп дәлелдеген.
Тәжірибе
барысында
өсімдіктердің күн сәулесі кезінде
оттегі бөліп шығаратындығы,
және олардың жасыл бөлігі ғана
оттегі бөлуге қабілетті екендігі
белгілі болды.

11.

Джозеф Пристли
Ян Ингенхауз

12.

Уақыты
Ғалымдар
Ғылымдағы қосқан үлесі
1782 ж. Жан
Сенебье
Тәжірибе
жүзінде
өсімдіктердегі
органикалық зат күн сәулесінің әсерінен
өсімдіктердің жасыл органойдтарында
ыдырайтын
көмірқышқыл
газынан
түзіледі.
Жак
1802 ж. Буссенго
фотосинтезді әр жақты зерттеп
фотосинтез теңдеуін ұсынған
6С02 + 12Н20 -> С6Н1206 + 602 + 6Н20
1818 ж
П.Ж.
Пелетье Жапырақтан жасыл зат - хлорофилл
бөліп алды.
и Ж.
Кавенту

13.

Уақыты
Ғалымдар
Ғылымдағы қосқан үлесі
1836
1840
ж.ж.
Добени,
Дрепер
Фотосинтезге әр түрлі сәулелердің
әсерін зерттеген.
1845ж.
Роберт
Майер
Қуаттың сақталу және өзгеру
заңдылығын ашқан. Өсімдіктер күн
қуатың жинап, оны көміртегінің қос
тотығын
тотықсыздандыруға
пайдаланады
деген
қорытынды
жасады
1860 ж.
Ф. Н.
Крашенинков
Фотосинтез
нәтижесінде күн
энергиясының химиялық энергияға
айналу жолдарын зерттеген.

14.

Уақыты
Ғалымдар
1871ж.
К. А.
Тимирязев
1877 ж.
19021913ж.
ж.
Ғылымдағы қосқан үлесі
Өсімдіктердің космостық маңызын.
Фотосинтездің әр түрлі толқындағы
сәулелердің әсерінен өзгеруін өте
терең ғылыми тұрғыдан зерттеген.
В. Пфеффер Фотосинтез терминін еңгізеді.
Ненцкий,
Пигментердің химиялық қасиеттерің
Вильштеттер анықтаған
, Штоль,
Фишер
1910 ж. М.С. Цвет
Пигменттерді хроматографиялық
әдістермен бөлді.

15.

Фотосинтездік аппарат
Жапырақ мүшесі
Хлоропласт органеллалары

16. Жапырақтың анатомиялық құрылысы

17. Хлоропластар – фотосинтез органеллалары

18. Фотосинтез байланысқан екі процестен тұрады.

Судың оттегіге дейін тотығуы.
Судың
сутегімен көміркышқыл
газының полисахаридтерге дейін
тотықсыздануы.

19. Фотосинтез пигменттері

Фотосинтездік аппараттың негізгі бөлігіне
хлоропластағы пигменттер жүйесі жатады.
Олар күн сәулелерін өзіне сініріп, оны химиялық
энергияға айналдыру қызметін атқарады.
Хлоропластағы пигменттер жүйесі екі негізгі
топқа бөлінеді:
1.Тетрапирролдар:
хлорофилдер-магний
порфириндер; фикобилиндер;
2.Полиизопреноид
тектес
пигменттеркаротиноидтар.
Хлорофиллдер
Каротиноидтар
Фикобилиндер

20. Хлорофиллдер

Фотосинтез
процесіне тікелей қатысатын
пигментерге хлорофилдер жатады.
Химиялық
құрылымы
жағынан
барлық
хлорофильдер пирролдың магнийлі тұздары
болып есептеледі. Олардың молекулалары төрт
пирролдық сақиналардан және бір атом
магнийден тұрады.
Химиялық тегі жағынан қарағанда хлорофилдер
дикарбонды, қосымша метил және фитол спирті
бар, хлорофиллин қышқылының күрделі эфирден
тұрады.

21. Хлорофиллдер

Хлорофилл а - 429 және 660 нм, мол.
салмағы 893, фитол және метил
қалдықтары
Хлорофилл b - 453 және 642 нм, мол.
салмағы 907, фитол және метил
қалдықтары
Хлорофилл с – 450-690 метил
қалдықтары
Хлорофилл d - мол. салмағы 891

22.

23. Хлорофилдің эмпирикалық формуласы

C55H7205N4Mg- а
C55H7006N4Mg- b
Bхлорофилдің
А-хлорофилден
айырмашылығы
2
–
пиррол
сақинасындағы метил -СН3 тобы
альдегид тобымен ауысқандығында.

24. Хлорофильдің физикалық, химиялық қасиеттері

Хлорофилдер негізінен органикалық еріткіштерге - этил
эфирінде, бензолда, хлорофомда, ацетонда, этил спиртінде
жақсы еріп, петролейн эфирінде нашар, ал суда ерімейді.
Хлорофилдердің жарықты сіңіру спектрлерінің ең жоғары
деңгейі қызыл және көк сәулелер (400-720нм) . Ал
қызғылт-сары және сары сәулелерді нашар сіңіреді де,
жасыл және инфрақызыл сәулелерді тіпті сінірмейді.
Хлорофилдердің
негізгі
қасиеттерінің
біріне
флуоресценция жатады.
Флуоресценция дегеніміз көптеген денелердің сіңген
сәуленің әсерінен қайталап шағылыстыру қасиетің
айтады.

25. Каротиноидтар

Химиялық тегі жағынан полиизопреноидтар класындағы, изопрен
туындылары болып есептеледі. Бұл пигменттер- сарғыш-қызыл түсті
барлық өсімдіктердің хлоропластарында кездеседі. Химиялық
құрамына байланысты каротиноидтар екі топқа бөлінеді:
Оттексіз каротиноидтар- каротин (С40Н56)
Оттекті каротиноидтар- немесе ксантофилдер (С40Н56О2). Олардың
ішінде гидроксильді туындылар – лютеин және зеаксантин,
эпоксидті туындылар – виолаксантин және неоксантин деген түрлері
болады.
Каротиноидтар- көк-күлгін және көк сәулелерді сіңіреді (480530нм) . К- тар суда ерімейді, бірақ бензолда, бензинде, ацетонда жақсы
ерейді.
Хлорофилдерге қараганда бұлар қызыл сәулелерді тіпті сінірмейді,
яғни флуоресценция құбылысы жүрмейді. Каротиноидтардың
қызметі хлорофилл молекулаларын бұзылудан сақтайды (1913 ж.
Д.И. Ивановский зерттеген). Сонымен қатар оны қайтымсыз
тотығудан қорғайды.

26. Фикобилиндер

Тетрапирролды пигменттердің екінші тобына жататын
фикобилиндер балдырлар пигменттерінің құрамына еніп,
фотосинтез реакцияларына қатысады. Олардың құрамындағы
төрт пиррол сақиналары өзара метилдік (–СН=) және
метилендік (–СН-) көпіршілер арқылы ашық тізбектеліп
жалғасады. Ф-дер билипротеидтердің құрамына енеді.
Фикоэритробилин – қызыл балдырлардағы негізгі пигменті.
Сіңіру аймағы 540-570 нм. (C33H38N4O6)
Фикоцианобилин – –көк - жасыл балдырлардағы негізгі
пигменті. Сіңіру аймағы 615-650 нм. (C33H40N4O6)
Фикобилиндер спектордың жасыл және сары бөліктерін
сіңіреді.
Жалпы айтқанда, фикобилиндер, хлорофилл b орнына жарық
жинаушы пигменттер жиынтығындағы қосымша пигменттер
болып есептеледі. Ф- дер арқылы сіңген энергияның 90%
шамасы хлорофилл а тасымалданады.

27.

28. Сұрақтар:

Каротиноидтардың қызметі.
Хлорофиллдін құрылымдық
негізін анықтаған ғалымдарды
ата.
Хлорофилл пигментін сіңіре
алатын толқын ұзындығы тең.

29. Тест сұрағы:

Фотосинтездің жалпы теңдеуі:
A) 6CO2+6H2O+сауле=C6H12O6+6O2.
B) C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O.
C) 8CO+6H2O+C6H12O6.
D) СO+3H2O+CH2O+6O2.
E) C6H12O6+6O2=6COН2+6H2O.

30. Түйін

1.
Фотосинтез туралы жалпы
ұғым
және
маңызы.
Фотосинтездік
аппарат.
Хлоропластар – фотосинтез
органеллалары . Фотосинтез
пигменттері.