ஒளிச்சேர்க்கை போன்ற சிக்கலான செயல்முறையை சுருக்கமாகவும் தெளிவாகவும் விளக்குவது எப்படி? தாவரங்கள் மட்டுமே தங்கள் உணவை உற்பத்தி செய்யக்கூடிய உயிரினங்கள். அவர்கள் அதை எப்படி செய்கிறார்கள்? வளர்ச்சிக்கு, அவை சுற்றுச்சூழலில் இருந்து தேவையான அனைத்து பொருட்களையும் பெறுகின்றன: காற்று, நீர் மற்றும் மண்ணிலிருந்து கார்பன் டை ஆக்சைடு. சூரியனின் கதிர்களில் இருந்து பெறும் ஆற்றல் அவர்களுக்கும் தேவை. இந்த ஆற்றல் சில இரசாயன எதிர்வினைகளைத் தூண்டுகிறது, இதன் போது கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் நீர் குளுக்கோஸாக (உணவு) மாற்றப்பட்டு ஒளிச்சேர்க்கை ஆகும். செயல்முறையின் சாராம்சம் பள்ளி வயது குழந்தைகளுக்கு கூட சுருக்கமாகவும் தெளிவாகவும் விளக்கப்படலாம்.
"ஒளியுடன் சேர்ந்து"
"ஒளிச்சேர்க்கை" என்ற வார்த்தை இரண்டு கிரேக்க வார்த்தைகளிலிருந்து வந்தது - "புகைப்படம்" மற்றும் "தொகுப்பு", இதன் கலவையானது "ஒளியுடன் சேர்ந்து" என்று பொருள்படும். சூரிய ஆற்றல் இரசாயன ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது. ஒளிச்சேர்க்கையின் வேதியியல் சமன்பாடு:
6CO 2 + 12H 2 O + ஒளி = C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 6H 2 O.
அதாவது 6 கார்பன் டை ஆக்சைடு மூலக்கூறுகள் மற்றும் பன்னிரண்டு நீர் மூலக்கூறுகள் குளுக்கோஸை உற்பத்தி செய்ய (சூரிய ஒளியுடன்) பயன்படுத்தப்படுகின்றன, இதன் விளைவாக ஆறு ஆக்ஸிஜன் மூலக்கூறுகள் மற்றும் ஆறு நீர் மூலக்கூறுகள் உருவாகின்றன. நீங்கள் இதை வாய்மொழி சமன்பாடாகக் குறிப்பிடினால், பின்வருவனவற்றைப் பெறுவீர்கள்:
நீர் + சூரியன் => குளுக்கோஸ் + ஆக்ஸிஜன் + நீர்.
சூரியன் மிகவும் சக்திவாய்ந்த ஆற்றல் மூலமாகும். மக்கள் எப்பொழுதும் மின்சாரம் தயாரிக்கவும், வீடுகளை தனிமைப்படுத்தவும், தண்ணீரை சூடாக்கவும் பயன்படுத்த முயற்சி செய்கிறார்கள். மில்லியன் கணக்கான ஆண்டுகளுக்கு முன்பு சூரிய சக்தியை எவ்வாறு பயன்படுத்துவது என்பதை தாவரங்கள் "கண்டுபிடித்தன" ஏனெனில் அது அவற்றின் உயிர்வாழ்வதற்கு அவசியம். ஒளிச்சேர்க்கையை இவ்வாறு சுருக்கமாகவும் தெளிவாகவும் விளக்கலாம்: தாவரங்கள் சூரியனில் இருந்து ஒளி ஆற்றலைப் பயன்படுத்துகின்றன மற்றும் அதை இரசாயன ஆற்றலாக மாற்றுகின்றன, இதன் விளைவாக சர்க்கரை (குளுக்கோஸ்), அதிகப்படியான இலைகள், வேர்கள், தண்டுகள் மற்றும் தண்டுகளில் ஸ்டார்ச் சேமிக்கப்படுகிறது. தாவரத்தின் விதைகள். சூரியனின் ஆற்றல் தாவரங்களுக்கும், இந்த தாவரங்களை உண்ணும் விலங்குகளுக்கும் மாற்றப்படுகிறது. ஒரு ஆலை வளர்ச்சி மற்றும் பிற வாழ்க்கை செயல்முறைகளுக்கு ஊட்டச்சத்து தேவைப்படும் போது, இந்த இருப்புக்கள் மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும்.
தாவரங்கள் சூரியனிலிருந்து ஆற்றலை எவ்வாறு உறிஞ்சுகின்றன?
ஒளிச்சேர்க்கை பற்றி சுருக்கமாகவும் தெளிவாகவும் பேசுகையில், சூரிய சக்தியை தாவரங்கள் எவ்வாறு உறிஞ்சுகின்றன என்ற கேள்விக்கு தீர்வு காண்பது மதிப்பு. இலைகளின் சிறப்பு அமைப்பு காரணமாக இது நிகழ்கிறது, இதில் பச்சை செல்கள் அடங்கும் - குளோரோபிளாஸ்ட்கள், இதில் குளோரோபில் என்ற சிறப்பு பொருள் உள்ளது. இதுவே இலைகளுக்கு பச்சை நிறத்தை அளிக்கிறது மற்றும் சூரிய ஒளியில் இருந்து ஆற்றலை உறிஞ்சுவதற்கு பொறுப்பாகும்.
பெரும்பாலான இலைகள் ஏன் அகலமாகவும் தட்டையாகவும் இருக்கும்?
தாவரங்களின் இலைகளில் ஒளிச்சேர்க்கை ஏற்படுகிறது. ஆச்சரியமான உண்மை என்னவென்றால், தாவரங்கள் சூரிய ஒளியைப் பிடிக்கவும் கார்பன் டை ஆக்சைடை உறிஞ்சவும் மிகவும் நன்றாகத் தழுவின. பரந்த மேற்பரப்புக்கு நன்றி, அதிக ஒளி கைப்பற்றப்படும். இந்த காரணத்திற்காகவே, சில நேரங்களில் வீடுகளின் கூரைகளில் நிறுவப்படும் சோலார் பேனல்களும் அகலமாகவும் சமமாகவும் இருக்கும். பெரிய மேற்பரப்பு, சிறந்த உறிஞ்சுதல்.
தாவரங்களுக்கு வேறு என்ன முக்கியம்?
மக்களைப் போலவே, தாவரங்களுக்கும் ஆரோக்கியமாக இருக்கவும், வளரவும், அவற்றின் முக்கிய செயல்பாடுகளை சிறப்பாகச் செய்யவும் பயனுள்ள ஊட்டச்சத்துக்கள் தேவை. அவை தண்ணீரில் கரைந்த தாதுக்களை மண்ணிலிருந்து வேர்கள் மூலம் பெறுகின்றன. மண்ணில் கனிம ஊட்டச்சத்துக்கள் இல்லாவிட்டால், ஆலை சாதாரணமாக வளராது. விவசாயிகள் அடிக்கடி மண்ணைச் சோதித்து, பயிர்கள் வளர போதுமான ஊட்டச்சத்துக்கள் உள்ளதா என்பதை உறுதிப்படுத்திக் கொள்கிறார்கள். இல்லையெனில், தாவர ஊட்டச்சத்து மற்றும் வளர்ச்சிக்கு அத்தியாவசிய தாதுக்கள் கொண்ட உரங்களைப் பயன்படுத்துங்கள்.
ஒளிச்சேர்க்கை ஏன் மிகவும் முக்கியமானது?
குழந்தைகளுக்கு ஒளிச்சேர்க்கையை சுருக்கமாகவும் தெளிவாகவும் விளக்க, இந்த செயல்முறை உலகின் மிக முக்கியமான இரசாயன எதிர்வினைகளில் ஒன்றாகும் என்று சொல்வது மதிப்பு. இவ்வளவு உரத்த கூற்றுக்கு என்ன காரணங்கள் உள்ளன? முதலில், ஒளிச்சேர்க்கை தாவரங்களுக்கு உணவளிக்கிறது, இது விலங்குகள் மற்றும் மனிதர்கள் உட்பட கிரகத்தில் உள்ள மற்ற எல்லா உயிரினங்களுக்கும் உணவளிக்கிறது. இரண்டாவதாக, ஒளிச்சேர்க்கையின் விளைவாக, சுவாசத்திற்குத் தேவையான ஆக்ஸிஜன் வளிமண்டலத்தில் வெளியிடப்படுகிறது. அனைத்து உயிரினங்களும் ஆக்ஸிஜனை உள்ளிழுக்கின்றன மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடை வெளியேற்றுகின்றன. அதிர்ஷ்டவசமாக, தாவரங்கள் இதற்கு நேர்மாறாக செயல்படுகின்றன, எனவே அவை மனிதர்களுக்கும் விலங்குகளுக்கும் மிகவும் முக்கியம், ஏனெனில் அவை சுவாசிக்கும் திறனைக் கொடுக்கின்றன.
அற்புதமான செயல்முறை
தாவரங்கள், அது மாறிவிடும், மூச்சு எப்படி தெரியும், ஆனால், மக்கள் மற்றும் விலங்குகள் போலல்லாமல், அவர்கள் காற்றில் இருந்து கார்பன் டை ஆக்சைடை உறிஞ்சி, ஆக்ஸிஜன் அல்ல. தாவரங்களும் குடிக்கின்றன. அதனால்தான் நீங்கள் அவர்களுக்கு தண்ணீர் கொடுக்க வேண்டும், இல்லையெனில் அவை இறந்துவிடும். வேர் அமைப்பின் உதவியுடன், நீர் மற்றும் ஊட்டச்சத்துக்கள் தாவர உடலின் அனைத்து பகுதிகளுக்கும் கொண்டு செல்லப்படுகின்றன, மேலும் கார்பன் டை ஆக்சைடு இலைகளில் சிறிய துளைகள் மூலம் உறிஞ்சப்படுகிறது. ஒரு இரசாயன எதிர்வினை தொடங்குவதற்கான தூண்டுதல் சூரிய ஒளி. பெறப்பட்ட அனைத்து வளர்சிதை மாற்ற பொருட்களும் ஊட்டச்சத்துக்காக தாவரங்களால் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, ஆக்ஸிஜன் வளிமண்டலத்தில் வெளியிடப்படுகிறது. ஒளிச்சேர்க்கை செயல்முறை எவ்வாறு நிகழ்கிறது என்பதை நீங்கள் சுருக்கமாகவும் தெளிவாகவும் விளக்கலாம்.
ஒளிச்சேர்க்கை: ஒளிச்சேர்க்கையின் ஒளி மற்றும் இருண்ட கட்டங்கள்
பரிசீலனையில் உள்ள செயல்முறை இரண்டு முக்கிய பகுதிகளைக் கொண்டுள்ளது. ஒளிச்சேர்க்கையில் இரண்டு கட்டங்கள் உள்ளன (விளக்கம் மற்றும் அட்டவணை கீழே). முதலாவது ஒளி கட்டம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. குளோரோபில், எலக்ட்ரான் டிரான்ஸ்போர்ட் புரோட்டீன்கள் மற்றும் ஏடிபி சின்தேடேஸ் என்சைம் ஆகியவற்றின் பங்கேற்புடன் தைலகாய்டு சவ்வுகளில் ஒளியின் முன்னிலையில் மட்டுமே இது நிகழ்கிறது. ஒளிச்சேர்க்கை வேறு எதை மறைக்கிறது? பகல் மற்றும் இரவு முன்னேற்றம் (கால்வின் சுழற்சிகள்). இருண்ட கட்டத்தில், தாவரங்களுக்கு உணவான அதே குளுக்கோஸின் உற்பத்தி ஏற்படுகிறது. இந்த செயல்முறை ஒளி-சுயாதீன எதிர்வினை என்றும் அழைக்கப்படுகிறது.
| ஒளி கட்டம் | இருண்ட கட்டம் |
1. குளோரோபிளாஸ்ட்களில் ஏற்படும் எதிர்வினைகள் ஒளியின் முன்னிலையில் மட்டுமே சாத்தியமாகும். இந்த எதிர்வினைகளில், ஒளி ஆற்றல் இரசாயன ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது 2. குளோரோபில் மற்றும் பிற நிறமிகள் சூரிய ஒளியில் இருந்து ஆற்றலை உறிஞ்சுகின்றன. இந்த ஆற்றல் ஒளிச்சேர்க்கைக்கு பொறுப்பான ஒளி அமைப்புகளுக்கு மாற்றப்படுகிறது 3. எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் ஹைட்ரஜன் அயனிகளுக்கு நீர் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் ஆக்ஸிஜன் உற்பத்தியிலும் ஈடுபட்டுள்ளது 4. எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் ஹைட்ரஜன் அயனிகள் ATP (ஆற்றல் சேமிப்பு மூலக்கூறு) உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, இது ஒளிச்சேர்க்கையின் அடுத்த கட்டத்தில் தேவைப்படுகிறது. | 1. குளோரோபிளாஸ்ட்களின் ஸ்ட்ரோமாவில் கூடுதல் ஒளி சுழற்சி எதிர்வினைகள் ஏற்படுகின்றன 2. கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் ஏடிபியில் இருந்து ஆற்றல் குளுக்கோஸ் வடிவில் பயன்படுத்தப்படுகிறது |
முடிவுரை
மேலே உள்ள எல்லாவற்றிலிருந்தும், பின்வரும் முடிவுகளை எடுக்கலாம்:
- ஒளிச்சேர்க்கை என்பது சூரியனிலிருந்து ஆற்றலை உற்பத்தி செய்யும் ஒரு செயல்முறையாகும்.
- சூரியனில் இருந்து வரும் ஒளி ஆற்றல் குளோரோபில் மூலம் இரசாயன ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது.
- குளோரோபில் தாவரங்களுக்கு பச்சை நிறத்தை அளிக்கிறது.
- தாவர இலை செல்களின் குளோரோபிளாஸ்ட்களில் ஒளிச்சேர்க்கை ஏற்படுகிறது.
- ஒளிச்சேர்க்கைக்கு கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் நீர் அவசியம்.
- கார்பன் டை ஆக்சைடு சிறிய துளைகள் வழியாக ஆலைக்குள் நுழைகிறது, ஸ்டோமாட்டா மற்றும் ஆக்ஸிஜன் அவற்றின் வழியாக வெளியேறுகிறது.
- நீர் அதன் வேர்கள் மூலம் தாவரத்திற்குள் உறிஞ்சப்படுகிறது.
- ஒளிச்சேர்க்கை இல்லாமல் உலகில் உணவு இல்லை.
- ஒளி ஆற்றலை (hv) பயன்படுத்தி கனிம பொருட்களிலிருந்து கரிம சேர்மங்களின் தொகுப்பு. ஒளிச்சேர்க்கைக்கான ஒட்டுமொத்த சமன்பாடு:
6CO 2 + 6H 2 O → C 6 H 12 O 6 + 6O 2
ஒளிச்சேர்க்கையானது ஒளிச்சேர்க்கை நிறமிகளின் பங்கேற்புடன் நிகழ்கிறது, இது ATP வடிவத்தில் சூரிய ஒளியின் ஆற்றலை இரசாயன பிணைப்பு ஆற்றலாக மாற்றும் தனித்துவமான பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது. ஒளிச்சேர்க்கை நிறமிகள் புரதம் போன்ற பொருட்கள். அவற்றில் முக்கியமானது குளோரோபில் நிறமி. யூகாரியோட்களில், ஒளிச்சேர்க்கை நிறமிகள் பிளாஸ்டிட்களின் உள் மென்படலத்தில் உட்பொதிக்கப்படுகின்றன, அவை சைட்டோபிளாஸ்மிக் மென்படலத்தின் ஊடுருவல்களில் உட்பொதிக்கப்படுகின்றன.
குளோரோபிளாஸ்டின் அமைப்பு மைட்டோகாண்ட்ரியனின் கட்டமைப்பிற்கு மிகவும் ஒத்திருக்கிறது. கிரானா தைலகாய்டுகளின் உள் சவ்வு ஒளிச்சேர்க்கை நிறமிகள், அத்துடன் எலக்ட்ரான் போக்குவரத்து சங்கிலி புரதங்கள் மற்றும் ஏடிபி சின்தேடேஸ் என்சைம் மூலக்கூறுகள் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது.
ஒளிச்சேர்க்கை செயல்முறை இரண்டு கட்டங்களைக் கொண்டுள்ளது: ஒளி மற்றும் இருண்ட.
ஒளி கட்டம்ஒளிச்சேர்க்கை கிரானா தைலகாய்டு சவ்வில் உள்ள ஒளியில் மட்டுமே நிகழ்கிறது. இந்த கட்டத்தில், குளோரோபில் ஒளி குவாண்டாவை உறிஞ்சி, ஏடிபி மூலக்கூறை உருவாக்குகிறது மற்றும் நீரின் ஒளிச்சேர்க்கையை உருவாக்குகிறது.
ஒளி குவாண்டம் (hv) இன் செல்வாக்கின் கீழ், குளோரோபில் எலக்ட்ரான்களை இழந்து, உற்சாகமான நிலைக்கு செல்கிறது:
Chl → Chl + e -
இந்த எலக்ட்ரான்கள் கேரியர்களால் வெளிப்புறத்திற்கு மாற்றப்படுகின்றன, அதாவது. மேட்ரிக்ஸை எதிர்கொள்ளும் தைலகாய்டு மென்படலத்தின் மேற்பரப்பு, அங்கு அவை குவிந்து கிடக்கின்றன.
அதே நேரத்தில், தைலகாய்டுகளுக்குள் நீரின் ஒளிப்பகுப்பு ஏற்படுகிறது, அதாவது. ஒளியின் செல்வாக்கின் கீழ் அதன் சிதைவு
2H 2 O → O 2 +4H + + 4e —
இதன் விளைவாக வரும் எலக்ட்ரான்கள் கேரியர்களால் குளோரோபில் மூலக்கூறுகளுக்கு மாற்றப்பட்டு அவற்றை மீட்டெடுக்கின்றன: குளோரோபில் மூலக்கூறுகள் நிலையான நிலைக்குத் திரும்புகின்றன.
நீரின் ஒளிச்சேர்க்கையின் போது உருவாகும் ஹைட்ரஜன் புரோட்டான்கள் தைலகாய்டுக்குள் குவிந்து, H + நீர்த்தேக்கத்தை உருவாக்குகின்றன. இதன் விளைவாக, தைலகாய்டு சவ்வின் உள் மேற்பரப்பு நேர்மறையாக (H + காரணமாக), மற்றும் வெளிப்புற மேற்பரப்பு எதிர்மறையாக (e - காரணமாக) சார்ஜ் செய்யப்படுகிறது. மென்படலத்தின் இருபுறமும் எதிரெதிர் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்கள் குவிவதால், சாத்தியமான வேறுபாடு அதிகரிக்கிறது. சாத்தியமான வேறுபாடு ஒரு முக்கியமான மதிப்பை அடையும் போது, மின்சார புலம் விசை ATP சின்தேடேஸ் சேனல் மூலம் புரோட்டான்களை தள்ளத் தொடங்குகிறது. இந்த வழக்கில் வெளியிடப்படும் ஆற்றல் ADP மூலக்கூறுகளை பாஸ்போரிலேட் செய்யப் பயன்படுகிறது:
ADP + P → ATP
ஒளி ஆற்றலின் செல்வாக்கின் கீழ் ஒளிச்சேர்க்கையின் போது ஏடிபி உருவாக்கம் என்று அழைக்கப்படுகிறது ஃபோட்டோபாஸ்ஃபோரிலேஷன்.
ஹைட்ரஜன் அயனிகள், தைலகாய்டு சவ்வின் வெளிப்புற மேற்பரப்பில் ஒருமுறை, எலக்ட்ரான்களைச் சந்தித்து அணு ஹைட்ரஜனை உருவாக்குகின்றன, இது ஹைட்ரஜன் கேரியர் மூலக்கூறான NADP (நிகோடினமைடு அடினைன் டைனுக்ளியோடைடு பாஸ்பேட்) உடன் பிணைக்கிறது:
2H + + 4e - + NADP + → NADP H 2
இவ்வாறு, ஒளிச்சேர்க்கையின் ஒளி கட்டத்தில், மூன்று செயல்முறைகள் நிகழ்கின்றன: நீரின் சிதைவின் காரணமாக ஆக்ஸிஜன் உருவாக்கம், ATP இன் தொகுப்பு மற்றும் NADP H2 வடிவத்தில் ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் உருவாக்கம். வளிமண்டலத்தில் ஆக்ஸிஜன் பரவுகிறது, ATP மற்றும் NADP H2 இருண்ட கட்டத்தின் செயல்முறைகளில் பங்கேற்கின்றன.
இருண்ட கட்டம்ஒளிச்சேர்க்கை குளோரோபிளாஸ்ட் மேட்ரிக்ஸில் ஒளி மற்றும் இருட்டிலும் நிகழ்கிறது மற்றும் கால்வின் சுழற்சியில் காற்றில் இருந்து வரும் CO 2 இன் தொடர்ச்சியான மாற்றங்களை பிரதிபலிக்கிறது. ATP இன் ஆற்றலைப் பயன்படுத்தி இருண்ட கட்ட எதிர்வினைகள் மேற்கொள்ளப்படுகின்றன. கால்வின் சுழற்சியில், CO 2 NADP H 2 இலிருந்து ஹைட்ரஜனுடன் பிணைக்கப்பட்டு குளுக்கோஸை உருவாக்குகிறது.
ஒளிச்சேர்க்கையின் செயல்பாட்டில், மோனோசாக்கரைடுகள் (குளுக்கோஸ், முதலியன) கூடுதலாக, பிற கரிம சேர்மங்களின் மோனோமர்கள் ஒருங்கிணைக்கப்படுகின்றன - அமினோ அமிலங்கள், கிளிசரால் மற்றும் கொழுப்பு அமிலங்கள். இவ்வாறு, ஒளிச்சேர்க்கைக்கு நன்றி, தாவரங்கள் தங்களுக்கும் பூமியிலுள்ள அனைத்து உயிரினங்களுக்கும் தேவையான கரிம பொருட்கள் மற்றும் ஆக்ஸிஜனை வழங்குகின்றன.
ஒளிச்சேர்க்கை மற்றும் யூகாரியோட்களின் சுவாசத்தின் ஒப்பீட்டு பண்புகள் அட்டவணையில் கொடுக்கப்பட்டுள்ளன:
| கையெழுத்து | ஒளிச்சேர்க்கை | மூச்சு |
|---|---|---|
| எதிர்வினை சமன்பாடு | 6CO 2 + 6H 2 O + ஒளி ஆற்றல் → C 6 H 12 O 6 + 6O 2 | C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6H 2 O + ஆற்றல் (ATP) |
| தொடக்க பொருட்கள் | கார்பன் டை ஆக்சைடு, நீர் | |
| எதிர்வினை தயாரிப்புகள் | கரிமப் பொருள், ஆக்ஸிஜன் | கார்பன் டை ஆக்சைடு, நீர் |
| பொருட்களின் சுழற்சியில் முக்கியத்துவம் | கனிம பொருட்களிலிருந்து கரிமப் பொருட்களின் தொகுப்பு | கரிமப் பொருட்களை கனிம பொருட்களாக சிதைப்பது |
| ஆற்றல் மாற்றம் | கரிமப் பொருட்களின் வேதியியல் பிணைப்புகளின் ஆற்றலாக ஒளி ஆற்றலை மாற்றுதல் | கரிமப் பொருட்களின் வேதியியல் பிணைப்புகளின் ஆற்றலை ATP இன் உயர் ஆற்றல் பிணைப்புகளின் ஆற்றலாக மாற்றுதல் |
| முக்கிய நிலைகள் | ஒளி மற்றும் இருண்ட கட்டம் (கால்வின் சுழற்சி உட்பட) | முழுமையற்ற ஆக்சிஜனேற்றம் (கிளைகோலிசிஸ்) மற்றும் முழுமையான ஆக்சிஜனேற்றம் (கிரெப்ஸ் சுழற்சி உட்பட) |
| செயல்முறை இடம் | குளோரோபிளாஸ்ட் | ஹைலோபிளாசம் (முழுமையற்ற ஆக்சிஜனேற்றம்) மற்றும் மைட்டோகாண்ட்ரியா (முழுமையான ஆக்சிஜனேற்றம்) |
- ஒளி ஆற்றலின் கட்டாய பயன்பாட்டுடன் கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் நீரிலிருந்து கரிமப் பொருட்களின் தொகுப்பு:
6CO 2 + 6H 2 O + Q ஒளி → C 6 H 12 O 6 + 6O 2.
உயர்ந்த தாவரங்களில், ஒளிச்சேர்க்கையின் உறுப்பு இலை, மற்றும் ஒளிச்சேர்க்கையின் உறுப்புகள் குளோரோபிளாஸ்ட்கள் (குளோரோபிளாஸ்ட்களின் அமைப்பு - விரிவுரை எண். 7). குளோரோபிளாஸ்ட் தைலகாய்டுகளின் சவ்வுகளில் ஒளிச்சேர்க்கை நிறமிகள் உள்ளன: குளோரோபில்ஸ் மற்றும் கரோட்டினாய்டுகள். குளோரோபில் பல்வேறு வகைகள் உள்ளன ( a, b, c, d), முக்கியமானது குளோரோபில் அ. குளோரோபில் மூலக்கூறில், மையத்தில் மெக்னீசியம் அணுவுடன் ஒரு போர்பிரின் "தலை" மற்றும் ஒரு பைட்டோல் "வால்" ஆகியவற்றை வேறுபடுத்தி அறியலாம். போர்பிரின் "தலை" என்பது ஒரு தட்டையான அமைப்பு, ஹைட்ரோஃபிலிக் மற்றும் எனவே ஸ்ட்ரோமாவின் நீர் சூழலை எதிர்கொள்ளும் சவ்வின் மேற்பரப்பில் உள்ளது. பைட்டோல் "வால்" ஹைட்ரோபோபிக் மற்றும் இதன் காரணமாக மென்படலத்தில் குளோரோபில் மூலக்கூறைத் தக்க வைத்துக் கொள்கிறது.
குளோரோபில்கள் சிவப்பு மற்றும் நீல-வயலட் ஒளியை உறிஞ்சி, பச்சை நிறத்தை பிரதிபலிக்கின்றன, எனவே தாவரங்களுக்கு அவற்றின் சிறப்பியல்பு பச்சை நிறத்தை அளிக்கிறது. தைலகாய்டு சவ்வுகளில் உள்ள குளோரோபில் மூலக்கூறுகள் ஒழுங்கமைக்கப்படுகின்றன புகைப்பட அமைப்புகள். தாவரங்கள் மற்றும் நீல-பச்சை பாசிகள் ஒளி அமைப்பு-1 மற்றும் ஒளி அமைப்பு-2, மற்றும் ஒளிச்சேர்க்கை பாக்டீரியா ஒளி அமைப்பு-1 உள்ளது. ஃபோட்டோசிஸ்டம்-2 மட்டுமே தண்ணீரை சிதைத்து ஆக்ஸிஜனை வெளியிடவும், நீரின் ஹைட்ரஜனில் இருந்து எலக்ட்ரான்களை எடுக்கவும் முடியும்.
ஒளிச்சேர்க்கை ஒரு சிக்கலான பல-படி செயல்முறை; ஒளிச்சேர்க்கை எதிர்வினைகள் இரண்டு குழுக்களாக பிரிக்கப்படுகின்றன: எதிர்வினைகள் ஒளி கட்டம்மற்றும் எதிர்வினைகள் இருண்ட கட்டம்.
ஒளி கட்டம்
குளோரோபில், எலக்ட்ரான் டிரான்ஸ்போர்ட் புரோட்டீன்கள் மற்றும் ஏடிபி சின்தேடேஸ் என்சைம் ஆகியவற்றின் பங்கேற்புடன் தைலகாய்டு சவ்வுகளில் ஒளியின் முன்னிலையில் மட்டுமே இந்த கட்டம் நிகழ்கிறது. குவாண்டம் ஒளியின் செல்வாக்கின் கீழ், குளோரோபில் எலக்ட்ரான்கள் உற்சாகமடைந்து, மூலக்கூறை விட்டு வெளியேறி, தைலகாய்டு சவ்வின் வெளிப்புறத்தில் நுழைகின்றன, இது இறுதியில் எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்படுகிறது. ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட குளோரோபில் மூலக்கூறுகள் குறைக்கப்பட்டு, இன்ட்ராதிலாகாய்டு இடத்தில் அமைந்துள்ள நீரிலிருந்து எலக்ட்ரான்களை எடுத்துக் கொள்கின்றன. இது நீரின் முறிவு அல்லது ஒளிச்சேர்க்கைக்கு வழிவகுக்கிறது:
H 2 O + Q ஒளி → H + + OH - .
ஹைட்ராக்ஸைல் அயனிகள் தங்கள் எலக்ட்ரான்களை விட்டுக்கொடுத்து, எதிர்வினை ரேடிக்கல்களாக மாறுகின்றன.OH:
OH - → .OH + e - .
OH தீவிரவாதிகள் இணைந்து நீர் மற்றும் இலவச ஆக்ஸிஜனை உருவாக்குகின்றன:
4 எண். → 2H 2 O + O 2.
இந்த வழக்கில், ஆக்ஸிஜன் வெளிப்புற சூழலுக்கு அகற்றப்படுகிறது, மேலும் புரோட்டான்கள் "புரோட்டான் நீர்த்தேக்கத்தில்" தைலகாய்டுக்குள் குவிகின்றன. இதன் விளைவாக, தைலகாய்டு சவ்வு, ஒருபுறம், H + காரணமாக நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்படுகிறது, மறுபுறம், எலக்ட்ரான்கள் காரணமாக, எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்படுகிறது. தைலகாய்டு சவ்வின் வெளிப்புற மற்றும் உள் பக்கங்களுக்கு இடையே உள்ள சாத்தியமான வேறுபாடு 200 mV ஐ அடையும் போது, புரோட்டான்கள் ATP சின்தேடேஸ் சேனல்கள் மூலம் தள்ளப்படுகின்றன மற்றும் ADP ஆனது ATP க்கு பாஸ்போரிலேட் செய்யப்படுகிறது; குறிப்பிட்ட கேரியர் NADP + (நிகோடினமைடு அடினைன் டைனுக்ளியோடைடு பாஸ்பேட்) ஐ NADPH 2க்கு மீட்டெடுக்க அணு ஹைட்ரஜன் பயன்படுத்தப்படுகிறது:
2H + + 2e - + NADP → NADPH 2.
இவ்வாறு, ஒளி கட்டத்தில், நீரின் ஒளிச்சேர்க்கை ஏற்படுகிறது, இது மூன்று முக்கியமான செயல்முறைகளுடன் சேர்ந்துள்ளது: 1) ஏடிபி தொகுப்பு; 2) NADPH 2 உருவாக்கம்; 3) ஆக்ஸிஜன் உருவாக்கம். ஆக்ஸிஜன் வளிமண்டலத்தில் பரவுகிறது, ஏடிபி மற்றும் என்ஏடிபிஎச் 2 ஆகியவை குளோரோபிளாஸ்டின் ஸ்ட்ரோமாவிற்கு கொண்டு செல்லப்படுகின்றன மற்றும் இருண்ட கட்டத்தின் செயல்முறைகளில் பங்கேற்கின்றன.
1 - குளோரோபிளாஸ்ட் ஸ்ட்ரோமா; 2 - கிரானா தைலகாய்டு.
இருண்ட கட்டம்
இந்த கட்டம் குளோரோபிளாஸ்டின் ஸ்ட்ரோமாவில் ஏற்படுகிறது. அதன் எதிர்வினைகளுக்கு ஒளி ஆற்றல் தேவையில்லை, எனவே அவை வெளிச்சத்தில் மட்டுமல்ல, இருளிலும் நிகழ்கின்றன. இருண்ட கட்ட எதிர்வினைகள் என்பது கார்பன் டை ஆக்சைட்டின் (காற்றிலிருந்து வரும்) தொடர்ச்சியான மாற்றங்களின் சங்கிலியாகும், இது குளுக்கோஸ் மற்றும் பிற கரிமப் பொருட்களின் உருவாக்கத்திற்கு வழிவகுக்கிறது.
இந்த சங்கிலியின் முதல் எதிர்வினை கார்பன் டை ஆக்சைடை நிலைநிறுத்துவதாகும்; கார்பன் டை ஆக்சைடு ஏற்பி ஐந்து கார்பன் சர்க்கரை ஆகும். ரிபுலோஸ் பைபாஸ்பேட்(RiBF); என்சைம் எதிர்வினையை ஊக்குவிக்கிறது ரிபுலோஸ் பைபாஸ்பேட் கார்பாக்சிலேஸ்(RiBP கார்பாக்சிலேஸ்). ரிபுலோஸ் பிஸ்பாஸ்பேட்டின் கார்பாக்சிலேஷனின் விளைவாக, ஒரு நிலையற்ற ஆறு-கார்பன் கலவை உருவாகிறது, இது உடனடியாக இரண்டு மூலக்கூறுகளாக உடைகிறது. பாஸ்போகிளிசரிக் அமிலம்(FGK). எதிர்விளைவுகளின் சுழற்சி பின்னர் நிகழ்கிறது, இதில் பாஸ்போகிளிசெரிக் அமிலம் தொடர்ச்சியான இடைநிலைகள் மூலம் குளுக்கோஸாக மாற்றப்படுகிறது. இந்த எதிர்வினைகள் ஒளி கட்டத்தில் உருவாக்கப்பட்ட ATP மற்றும் NADPH 2 இன் ஆற்றலைப் பயன்படுத்துகின்றன; இந்த எதிர்வினைகளின் சுழற்சி "கால்வின் சுழற்சி" என்று அழைக்கப்படுகிறது:
6CO 2 + 24H + + ATP → C 6 H 12 O 6 + 6H 2 O.
குளுக்கோஸைத் தவிர, ஒளிச்சேர்க்கையின் போது சிக்கலான கரிம சேர்மங்களின் பிற மோனோமர்கள் உருவாகின்றன - அமினோ அமிலங்கள், கிளிசரால் மற்றும் கொழுப்பு அமிலங்கள், நியூக்ளியோடைடுகள். தற்போது, ஒளிச்சேர்க்கையில் இரண்டு வகைகள் உள்ளன: C 3 - மற்றும் C 4 ஒளிச்சேர்க்கை.
சி 3-ஒளிச்சேர்க்கை
இது ஒரு வகையான ஒளிச்சேர்க்கை ஆகும், இதில் முதல் தயாரிப்பு மூன்று கார்பன் (C3) கலவைகள் ஆகும். சி 3 ஒளிச்சேர்க்கை சி 4 ஒளிச்சேர்க்கைக்கு முன் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது (எம். கால்வின்). இது "இருண்ட கட்டம்" என்ற தலைப்பின் கீழ் மேலே விவரிக்கப்பட்ட சி 3 ஒளிச்சேர்க்கை ஆகும். C 3 ஒளிச்சேர்க்கையின் சிறப்பியல்பு அம்சங்கள்: 1) கார்பன் டை ஆக்சைடு ஏற்பி RiBP, 2) RiBP இன் கார்பாக்சிலேஷன் எதிர்வினை RiBP கார்பாக்சிலேஸால் வினையூக்கப்படுகிறது, 3) RiBP இன் கார்பாக்சிலேசனின் விளைவாக, ஆறு கார்பன் கலவை உருவாகிறது, இது சிதைகிறது. இரண்டு PGAகள். FGK மீட்டமைக்கப்பட்டது ட்ரையோஸ் பாஸ்பேட்ஸ்(TF). ரிபிபியின் மீளுருவாக்கம் செய்ய சில டிஎஃப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் சில குளுக்கோஸாக மாற்றப்படுகிறது.
1 - குளோரோபிளாஸ்ட்; 2 - பெராக்ஸிசோம்; 3 - மைட்டோகாண்ட்ரியா.
இது ஆக்சிஜனை ஒளி-சார்ந்த உறிஞ்சுதல் மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடு வெளியீடு ஆகும். கடந்த நூற்றாண்டின் தொடக்கத்தில், ஆக்ஸிஜன் ஒளிச்சேர்க்கையை அடக்குகிறது என்று நிறுவப்பட்டது. அது முடிந்தவுடன், ரிபிபி கார்பாக்சிலேஸுக்கு அடி மூலக்கூறு கார்பன் டை ஆக்சைடு மட்டுமல்ல, ஆக்ஸிஜனாகவும் இருக்கலாம்:
O 2 + RiBP → பாஸ்போகிளைகோலேட் (2C) + PGA (3C).
என்சைம் ரிபிபி ஆக்சிஜனேஸ் என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஆக்சிஜன் என்பது கார்பன் டை ஆக்சைடு பொருத்துதலின் போட்டித் தடுப்பானாகும். பாஸ்பேட் குழு பிரிக்கப்பட்டு, பாஸ்போகிளைகோலேட் கிளைகோலேட்டாக மாறுகிறது, அதை ஆலை பயன்படுத்த வேண்டும். இது பெராக்ஸிசோம்களில் நுழைகிறது, அங்கு அது கிளைசினுக்கு ஆக்ஸிஜனேற்றப்படுகிறது. கிளைசின் மைட்டோகாண்ட்ரியாவுக்குள் நுழைகிறது, அங்கு அது செரினாக ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யப்படுகிறது, CO 2 வடிவத்தில் ஏற்கனவே நிலையான கார்பனை இழக்கிறது. இதன் விளைவாக, இரண்டு கிளைகோலேட் மூலக்கூறுகள் (2C + 2C) ஒரு PGA (3C) மற்றும் CO 2 ஆக மாற்றப்படுகின்றன. ஒளிச்சேர்க்கை C3 தாவரங்களின் மகசூலில் 30-40% குறைவதற்கு வழிவகுக்கிறது ( 3 செடிகளுடன்- C 3 ஒளிச்சேர்க்கையால் வகைப்படுத்தப்படும் தாவரங்கள்).
C 4 ஒளிச்சேர்க்கை என்பது ஒளிச்சேர்க்கை ஆகும், இதில் முதல் தயாரிப்பு நான்கு கார்பன் (C 4) கலவைகள் ஆகும். 1965 ஆம் ஆண்டில், சில தாவரங்களில் (கரும்பு, சோளம், சோளம், தினை) ஒளிச்சேர்க்கையின் முதல் தயாரிப்புகள் நான்கு கார்பன் அமிலங்கள் என்று கண்டறியப்பட்டது. இந்த தாவரங்கள் அழைக்கப்பட்டன 4 செடிகளுடன். 1966 ஆம் ஆண்டில், ஆஸ்திரேலிய விஞ்ஞானிகளான ஹட்ச் மற்றும் ஸ்லாக், C4 தாவரங்கள் கிட்டத்தட்ட ஒளிச்சேர்க்கை இல்லை மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடை மிகவும் திறமையாக உறிஞ்சுகின்றன என்பதைக் காட்டியது. சி 4 ஆலைகளில் கார்பன் மாற்றங்களின் பாதை என்று அழைக்கப்பட்டது ஹட்ச்-ஸ்லாக் மூலம்.
சி 4 தாவரங்கள் இலையின் சிறப்பு உடற்கூறியல் கட்டமைப்பால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. அனைத்து வாஸ்குலர் மூட்டைகளும் இரட்டை அடுக்கு செல்களால் சூழப்பட்டுள்ளன: வெளிப்புற அடுக்கு மீசோபில் செல்கள், உள் அடுக்கு உறை செல்கள். கார்பன் டை ஆக்சைடு மீசோபில் செல்களின் சைட்டோபிளாஸில் நிலையாக உள்ளது, ஏற்பி பாஸ்போஎனோல்பைருவேட்(PEP, 3C), PEP இன் கார்பாக்சிலேஷனின் விளைவாக, ஆக்சலோஅசெட்டேட் (4C) உருவாகிறது. செயல்முறை வினையூக்கப்படுகிறது PEP கார்பாக்சிலேஸ். RiBP கார்பாக்சிலேஸைப் போலல்லாமல், PEP கார்பாக்சிலேஸ் CO 2 உடன் அதிக ஈடுபாட்டைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் மிக முக்கியமாக, O 2 உடன் தொடர்பு கொள்ளாது. மெசோபில் குளோரோபிளாஸ்ட்களில் பல தானியங்கள் உள்ளன, அங்கு ஒளி நிலை எதிர்வினைகள் தீவிரமாக நிகழ்கின்றன. உறை செல்களின் குளோரோபிளாஸ்ட்களில் இருண்ட கட்ட எதிர்வினைகள் ஏற்படுகின்றன.
ஆக்ஸலோஅசெட்டேட் (4C) மாலேட்டாக மாற்றப்படுகிறது, இது பிளாஸ்மோடெஸ்மாட்டா மூலம் உறை செல்களுக்கு கொண்டு செல்லப்படுகிறது. இங்கே இது டிகார்பாக்சிலேட்டட் மற்றும் டீஹைட்ரஜனேற்றம் செய்யப்பட்டு பைருவேட், CO 2 மற்றும் NADPH 2 ஆகியவற்றை உருவாக்குகிறது.
பைருவேட் மீசோபில் செல்களுக்குத் திரும்புகிறது மற்றும் PEP இல் ATP இன் ஆற்றலைப் பயன்படுத்தி மீண்டும் உருவாக்கப்படுகிறது. CO 2 மீண்டும் ரிபிபி கார்பாக்சிலேஸ் மூலம் பிஜிஏவை உருவாக்குகிறது. PEP மீளுருவாக்கம் ATP ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது, எனவே இதற்கு C 3 ஒளிச்சேர்க்கையை விட இரண்டு மடங்கு ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது.
ஒளிச்சேர்க்கையின் பொருள்
ஒளிச்சேர்க்கைக்கு நன்றி, பில்லியன் கணக்கான டன் கார்பன் டை ஆக்சைடு ஒவ்வொரு ஆண்டும் வளிமண்டலத்தில் இருந்து உறிஞ்சப்படுகிறது மற்றும் பில்லியன் கணக்கான டன் ஆக்ஸிஜன் வெளியிடப்படுகிறது; கரிமப் பொருட்களின் உருவாக்கத்தின் முக்கிய ஆதாரமாக ஒளிச்சேர்க்கை உள்ளது. ஆக்ஸிஜன் ஓசோன் படலத்தை உருவாக்குகிறது, இது உயிரினங்களை குறுகிய அலை புற ஊதா கதிர்வீச்சிலிருந்து பாதுகாக்கிறது.
ஒளிச்சேர்க்கையின் போது, ஒரு பச்சை இலை அதன் மீது விழும் சூரிய ஆற்றலில் 1% மட்டுமே பயன்படுத்துகிறது;
வேதியியல் தொகுப்பு
கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் நீரிலிருந்து கரிம சேர்மங்களின் தொகுப்பு, ஒளியின் ஆற்றலால் அல்ல, ஆனால் கனிம பொருட்களின் ஆக்சிஜனேற்றத்தின் ஆற்றல் காரணமாக அழைக்கப்படுகிறது. வேதியியல் தொகுப்பு. வேதியியல் உயிரினங்களில் சில வகையான பாக்டீரியாக்கள் அடங்கும்.
நைட்ரைஃப் பாக்டீரியாஅம்மோனியா நைட்ரஸாகவும் பின்னர் நைட்ரிக் அமிலமாகவும் ஆக்ஸிஜனேற்றப்படுகிறது (NH 3 → HNO 2 → HNO 3).
இரும்பு பாக்டீரியாஇரும்பு இரும்பை ஆக்சைடு இரும்பாக மாற்றவும் (Fe 2+ → Fe 3+).
சல்பர் பாக்டீரியாஹைட்ரஜன் சல்பைடை சல்பர் அல்லது சல்பூரிக் அமிலமாக ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யவும் (H 2 S + ½O 2 → S + H 2 O, H 2 S + 2O 2 → H 2 SO 4).
கனிம பொருட்களின் ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்வினைகளின் விளைவாக, ஆற்றல் வெளியிடப்படுகிறது, இது அதிக ஆற்றல் கொண்ட ஏடிபி பிணைப்புகளின் வடிவத்தில் பாக்டீரியாவால் சேமிக்கப்படுகிறது. கரிமப் பொருட்களின் தொகுப்புக்கு ATP பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது ஒளிச்சேர்க்கையின் இருண்ட கட்டத்தின் எதிர்வினைகளைப் போலவே தொடர்கிறது.
வேதியியல் பாக்டீரியாக்கள் மண்ணில் தாதுக்கள் குவிவதற்கும், மண் வளத்தை மேம்படுத்துவதற்கும், கழிவு நீர் சுத்திகரிப்புக்கு ஊக்கமளிப்பதற்கும் பங்களிக்கின்றன.
செல்க விரிவுரைகள் எண். 11"வளர்சிதை மாற்றத்தின் கருத்து. புரதங்களின் உயிரியக்கவியல்"
செல்க விரிவுரைகள் எண். 13"யூகாரியோடிக் செல்களைப் பிரிக்கும் முறைகள்: மைட்டோசிஸ், ஒடுக்கற்பிரிவு, அமிடோசிஸ்"
ஒளிச்சேர்க்கை போன்ற ஒரு அற்புதமான மற்றும் முக்கியமான நிகழ்வின் கண்டுபிடிப்பின் வரலாறு கடந்த காலத்தில் ஆழமாக வேரூன்றியுள்ளது. நான்கு நூற்றாண்டுகளுக்கு முன்பு, 1600 ஆம் ஆண்டில், பெல்ஜிய விஞ்ஞானி ஜான் வான் ஹெல்மாண்ட் ஒரு எளிய பரிசோதனையை செய்தார். 80 கிலோ மண் அடங்கிய பையில் வில்லோ மரக்கிளையை வைத்தார். விஞ்ஞானி வில்லோவின் ஆரம்ப எடையைப் பதிவுசெய்தார், பின்னர் ஐந்து ஆண்டுகளுக்கு மழைநீரில் பிரத்தியேகமாக ஆலைக்கு பாய்ச்சினார். ஜான் வான் ஹெல்மாண்ட் வில்லோவை மீண்டும் எடைபோட்டபோது அவருக்கு ஏற்பட்ட ஆச்சரியத்தை கற்பனை செய்து பாருங்கள். தாவரத்தின் எடை 65 கிலோ அதிகரித்தது, பூமியின் நிறை 50 கிராம் மட்டுமே குறைந்துள்ளது! அந்தச் செடிக்கு 64 கிலோ 950 கிராம் சத்துக்கள் எங்கிருந்து கிடைத்தது என்பது விஞ்ஞானிக்கு புரியாத புதிராகவே உள்ளது!
ஒளிச்சேர்க்கையின் கண்டுபிடிப்புக்கான பாதையில் அடுத்த குறிப்பிடத்தக்க சோதனை ஆங்கில வேதியியலாளர் ஜோசப் பிரீஸ்ட்லிக்கு சொந்தமானது. விஞ்ஞானி ஒரு சுட்டியை பேட்டைக்கு அடியில் வைத்தார், ஐந்து மணி நேரம் கழித்து கொறித்துண்ணி இறந்தது. ப்ரீஸ்ட்லி ஒரு புதினாத் துளியை எலியுடன் வைத்து, கொறித்துண்ணியை ஒரு தொப்பியால் மூடியபோது, எலி உயிருடன் இருந்தது. இந்த சோதனையானது விஞ்ஞானிக்கு சுவாசத்திற்கு எதிரான ஒரு செயல்முறை உள்ளது என்ற எண்ணத்திற்கு இட்டுச் சென்றது. 1779 இல் ஜான் இங்கன்ஹவுஸ் தாவரங்களின் பச்சை பாகங்கள் மட்டுமே ஆக்ஸிஜனை வெளியிடும் திறன் கொண்டவை என்ற உண்மையை நிறுவினார். மூன்று ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, சுவிஸ் விஞ்ஞானி ஜீன் செனிபியர், சூரிய ஒளியின் செல்வாக்கின் கீழ், பச்சை தாவர உறுப்புகளில் கார்பன் டை ஆக்சைடு சிதைகிறது என்பதை நிரூபித்தார். ஐந்து ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, பிரெஞ்சு விஞ்ஞானி ஜாக் பவுசிங்கால்ட், ஆய்வக ஆராய்ச்சி நடத்தி, தாவரங்களால் தண்ணீரை உறிஞ்சுவதும் கரிமப் பொருட்களின் தொகுப்பின் போது நிகழ்கிறது என்ற உண்மையைக் கண்டுபிடித்தார். எபோகல் கண்டுபிடிப்பு 1864 இல் ஜெர்மன் தாவரவியலாளர் ஜூலியஸ் சாக்ஸால் செய்யப்பட்டது. நுகரப்படும் கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் வெளியிடப்படும் ஆக்ஸிஜனின் அளவு 1:1 விகிதத்தில் நிகழ்கிறது என்பதை அவரால் நிரூபிக்க முடிந்தது.
ஒளிச்சேர்க்கை மிக முக்கியமான உயிரியல் செயல்முறைகளில் ஒன்றாகும்
விஞ்ஞான அடிப்படையில், ஒளிச்சேர்க்கை (பண்டைய கிரேக்க φῶς - ஒளி மற்றும் σύνθεσις - இணைப்பு, பிணைப்பு) என்பது ஒளியில் உள்ள கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் நீரிலிருந்து கரிமப் பொருட்கள் உருவாகும் ஒரு செயல்முறையாகும். இந்த செயல்பாட்டில் முக்கிய பங்கு ஒளிச்சேர்க்கை பிரிவுகளுக்கு சொந்தமானது.
அடையாளப்பூர்வமாகப் பேசினால், ஒரு தாவர இலையை ஒரு ஆய்வகத்துடன் ஒப்பிடலாம், அதன் ஜன்னல்கள் சன்னி பக்கத்தை எதிர்கொள்கின்றன. அதில்தான் கரிமப் பொருட்களின் உருவாக்கம் ஏற்படுகிறது. இந்த செயல்முறை பூமியில் உள்ள அனைத்து உயிர்களின் இருப்புக்கான அடிப்படையாகும்.
பலர் நியாயமான கேள்வியைக் கேட்பார்கள்: பகலில் நெருப்புடன் ஒரு மரத்தையோ புல்லையோ கூட கண்டுபிடிக்க முடியாத நகரத்தில் வசிப்பவர்கள் எதை சுவாசிக்கிறார்கள்? பதில் மிகவும் எளிமையானது. உண்மை என்னவென்றால், தாவரங்கள் வெளியிடும் ஆக்ஸிஜனில் 20% மட்டுமே நிலப்பரப்பு தாவரங்கள் ஆகும். வளிமண்டலத்தில் ஆக்ஸிஜன் உற்பத்தியில் கடற்பாசி முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. அவை உற்பத்தி செய்யப்படும் ஆக்ஸிஜனில் 80% ஆகும். எண்களின் மொழியில் பேசினால், தாவரங்களும் பாசிகளும் ஆண்டுதோறும் 145 பில்லியன் டன் (!) ஆக்ஸிஜனை வளிமண்டலத்தில் வெளியிடுகின்றன! உலகப் பெருங்கடல்கள் "கிரகத்தின் நுரையீரல்" என்று அழைக்கப்படுவது சும்மா இல்லை.
ஒளிச்சேர்க்கைக்கான பொதுவான சூத்திரம் பின்வருமாறு:
நீர் + கார்பன் டை ஆக்சைடு + ஒளி → கார்போஹைட்ரேட்டுகள் + ஆக்ஸிஜன்
தாவரங்களுக்கு ஒளிச்சேர்க்கை ஏன் தேவைப்படுகிறது?
நாம் கற்றுக்கொண்டபடி, பூமியில் மனித இருப்புக்கு ஒளிச்சேர்க்கை ஒரு அவசியமான நிபந்தனையாகும். இருப்பினும், ஒளிச்சேர்க்கை உயிரினங்கள் வளிமண்டலத்தில் ஆக்ஸிஜனை தீவிரமாக உற்பத்தி செய்வதற்கான ஒரே காரணம் இதுவல்ல. உண்மை என்னவென்றால், ஆல்கா மற்றும் தாவரங்கள் இரண்டும் ஆண்டுதோறும் 100 பில்லியனுக்கும் அதிகமான கரிமப் பொருட்களை (!) உருவாக்குகின்றன, அவை அவற்றின் வாழ்க்கை செயல்பாட்டின் அடிப்படையை உருவாக்குகின்றன. ஜான் வான் ஹெல்மாண்டின் பரிசோதனையை நினைவில் வைத்து, ஒளிச்சேர்க்கை தாவர ஊட்டச்சத்தின் அடிப்படை என்பதை நாங்கள் புரிந்துகொள்கிறோம். 95% அறுவடையானது ஒளிச்சேர்க்கையின் போது தாவரத்தால் பெறப்பட்ட கரிமப் பொருட்களாலும், 5% தோட்டக்காரர் மண்ணுக்குப் பொருந்தும் கனிம உரங்களாலும் தீர்மானிக்கப்படுகிறது என்பது அறிவியல் பூர்வமாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது.
நவீன கோடைகால குடியிருப்பாளர்கள் தாவரங்களின் மண் ஊட்டச்சத்துக்கு முக்கிய கவனம் செலுத்துகிறார்கள், அதன் காற்று ஊட்டச்சத்தை மறந்துவிடுகிறார்கள். ஒளிச்சேர்க்கை செயல்முறையில் கவனமாக இருந்தால் தோட்டக்காரர்கள் எந்த வகையான அறுவடையைப் பெற முடியும் என்பது தெரியவில்லை.
இருப்பினும், தாவரங்கள் அல்லது பாசிகள் ஆக்ஸிஜன் மற்றும் கார்போஹைட்ரேட்டுகளை மிகவும் சுறுசுறுப்பாக உற்பத்தி செய்ய முடியாது, அவற்றில் ஒரு அற்புதமான பச்சை நிறமி இல்லை என்றால் - குளோரோபில்.
பச்சை நிறமியின் மர்மம்
தாவர செல்கள் மற்றும் பிற உயிரினங்களின் செல்கள் இடையே உள்ள முக்கிய வேறுபாடு குளோரோபில் உள்ளது. மூலம், தாவர இலைகள் பச்சை நிறத்தில் இருப்பதற்கு அவர்தான் பொறுப்பு. இந்த சிக்கலான கரிம கலவை ஒரு அற்புதமான சொத்து உள்ளது: அது சூரிய ஒளி உறிஞ்சும்! குளோரோபில் நன்றி, ஒளிச்சேர்க்கை செயல்முறை சாத்தியமாகும்.
ஒளிச்சேர்க்கையின் இரண்டு நிலைகள்
எளிமையான சொற்களில், ஒளிச்சேர்க்கை என்பது ஒரு செயல்முறையாகும், இதில் குளோரோபில் உதவியுடன் ஒரு தாவரத்தால் நீர் மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடு உறிஞ்சப்பட்டு சர்க்கரை மற்றும் ஆக்ஸிஜனை உருவாக்குகிறது. இந்த வழியில், கனிம பொருட்கள் வியக்கத்தக்க வகையில் கரிம பொருட்களாக மாற்றப்படுகின்றன. மாற்றத்தின் விளைவாக பெறப்பட்ட சர்க்கரை தாவர ஆற்றலின் மூலமாகும்.
ஒளிச்சேர்க்கை இரண்டு நிலைகளைக் கொண்டுள்ளது: ஒளி மற்றும் இருண்ட.
ஒளிச்சேர்க்கையின் ஒளி கட்டம்
இது தைலகாய்டு சவ்வுகளில் மேற்கொள்ளப்படுகிறது.
தைலகாய்டுகள் சவ்வு-கட்டுமான கட்டமைப்புகள். அவை குளோரோபிளாஸ்டின் ஸ்ட்ரோமாவில் அமைந்துள்ளன.
ஒளிச்சேர்க்கையின் ஒளி நிலையில் நிகழ்வுகளின் வரிசை:
- ஒளி குளோரோபில் மூலக்கூறைத் தாக்குகிறது, பின்னர் அது பச்சை நிறமியால் உறிஞ்சப்பட்டு அதை உற்சாகப்படுத்துகிறது. மூலக்கூறில் சேர்க்கப்பட்டுள்ள எலக்ட்ரான் உயர் மட்டத்திற்கு நகர்கிறது மற்றும் தொகுப்பு செயல்பாட்டில் பங்கேற்கிறது.
- நீர் பிளவுகள், இதன் போது புரோட்டான்கள் எலக்ட்ரான்களின் செல்வாக்கின் கீழ் ஹைட்ரஜன் அணுக்களாக மாற்றப்படுகின்றன. பின்னர், அவை கார்போஹைட்ரேட்டுகளின் தொகுப்புக்கு செலவிடப்படுகின்றன.
- ஒளி நிலையின் இறுதி கட்டத்தில், ஏடிபி (அடினோசின் ட்ரைபாஸ்பேட்) ஒருங்கிணைக்கப்படுகிறது. இது ஒரு கரிமப் பொருளாகும், இது உயிரியல் அமைப்புகளில் உலகளாவிய ஆற்றல் திரட்டியின் பாத்திரத்தை வகிக்கிறது.
ஒளிச்சேர்க்கையின் இருண்ட கட்டம்
இருண்ட கட்டம் ஏற்படும் இடம் குளோரோபிளாஸ்ட்களின் ஸ்ட்ரோமா ஆகும். இருண்ட கட்டத்தில்தான் ஆக்ஸிஜன் வெளியிடப்படுகிறது மற்றும் குளுக்கோஸ் ஒருங்கிணைக்கப்படுகிறது. இந்த கட்டத்திற்குள் நிகழும் செயல்முறை இரவில் பிரத்தியேகமாக நிகழும் என்பதால் இந்த கட்டத்திற்கு இந்த பெயர் வந்தது என்று பலர் நினைக்கிறார்கள். உண்மையில், இது முற்றிலும் உண்மை இல்லை. குளுக்கோஸ் தொகுப்பு கடிகாரத்தைச் சுற்றி நிகழ்கிறது. உண்மை என்னவென்றால், இந்த கட்டத்தில்தான் ஒளி ஆற்றல் இனி நுகரப்படாது, அதாவது அது வெறுமனே தேவையில்லை.
தாவரங்களுக்கு ஒளிச்சேர்க்கையின் முக்கியத்துவம்
தாவரங்களுக்கு ஒளிச்சேர்க்கை தேவை என்பதை நாம் ஏற்கனவே தீர்மானித்துள்ளோம். எண்களின் அடிப்படையில் ஒளிச்சேர்க்கையின் அளவைப் பற்றி பேசுவது மிகவும் எளிதானது. 100 ஆண்டுகளுக்குள் 100 மெகாசிட்டிகளால் நுகரப்படும் அளவுக்கு சூரிய சக்தியை நில தாவரங்கள் மட்டுமே சேமித்து வைக்கின்றன என்று விஞ்ஞானிகள் கணக்கிட்டுள்ளனர்!
தாவர சுவாசம் என்பது ஒளிச்சேர்க்கையின் எதிர் செயல்முறையாகும். தாவர சுவாசத்தின் பொருள் ஒளிச்சேர்க்கையின் போது ஆற்றலை வெளியிடுவது மற்றும் தாவரங்களின் தேவைகளுக்கு அதை இயக்குவதாகும். எளிமையான சொற்களில், மகசூல் என்பது ஒளிச்சேர்க்கைக்கும் சுவாசத்திற்கும் உள்ள வித்தியாசம். அதிக ஒளிச்சேர்க்கை மற்றும் குறைந்த சுவாசம், அதிக அறுவடை, மற்றும் நேர்மாறாகவும்!
ஒளிச்சேர்க்கை என்பது பூமியில் வாழ்க்கையை சாத்தியமாக்கும் ஒரு அற்புதமான செயல்முறை!
ஒளிச்சேர்க்கை போன்ற ஒரு பெரிய பொருளை இரண்டு ஜோடி பாடங்களில் விளக்குவது நல்லது - பின்னர் தலைப்பின் உணர்வின் ஒருமைப்பாடு இழக்கப்படாது. ஒளிச்சேர்க்கை ஆய்வின் வரலாறு, குளோரோபிளாஸ்ட்களின் அமைப்பு மற்றும் இலை குளோரோபிளாஸ்ட்களின் ஆய்வில் ஆய்வக வேலை ஆகியவற்றுடன் பாடம் தொடங்க வேண்டும். இதற்குப் பிறகு, ஒளிச்சேர்க்கையின் ஒளி மற்றும் இருண்ட கட்டங்களின் ஆய்வுக்கு செல்ல வேண்டியது அவசியம். இந்த கட்டங்களில் நிகழும் எதிர்வினைகளை விளக்கும்போது, ஒரு பொதுவான வரைபடத்தை வரைய வேண்டியது அவசியம்:
நீங்கள் விளக்கும்போது, நீங்கள் வரைய வேண்டும் ஒளிச்சேர்க்கையின் ஒளி கட்டத்தின் வரைபடம்.
1. கிரானா தைலகாய்டு சவ்வுகளில் அமைந்துள்ள குளோரோபில் மூலக்கூறால் ஒரு குவாண்டம் ஒளியை உறிஞ்சுவது ஒரு எலக்ட்ரானை இழக்க வழிவகுக்கிறது மற்றும் அதை உற்சாகமான நிலைக்கு மாற்றுகிறது. எலக்ட்ரான்கள் எலெக்ட்ரான் டிரான்ஸ்போர்ட் செயின் வழியாக மாற்றப்படுகின்றன, இதன் விளைவாக NADP + NADP H ஆக குறைக்கப்படுகிறது.
2. குளோரோபில் மூலக்கூறுகளில் வெளியிடப்பட்ட எலக்ட்ரான்களின் இடம் நீர் மூலக்கூறுகளின் எலக்ட்ரான்களால் எடுக்கப்படுகிறது - இது ஒளியின் செல்வாக்கின் கீழ் நீர் சிதைவுக்கு (ஒளிச்சிதைவு) செல்கிறது. இதன் விளைவாக வரும் ஹைட்ராக்சில்கள் OH- தீவிரவாதிகளாக மாறி 4 OH – → 2 H 2 O +O 2 வினையில் இணைந்து, இலவச ஆக்ஸிஜனை வளிமண்டலத்தில் வெளியிட வழிவகுக்கிறது.
3. ஹைட்ரஜன் அயனிகள் H+ தைலகாய்டு சவ்வுக்குள் ஊடுருவாது மற்றும் உள்ளே குவிந்து, நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்கிறது, இது தைலாகாய்டு சவ்வு முழுவதும் மின் திறன் வேறுபாடு (EPD) அதிகரிக்க வழிவகுக்கிறது.
4. முக்கியமான REF ஐ அடைந்ததும், புரோட்டான்கள் புரோட்டான் சேனல் வழியாக வெளியேறும். நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் இந்த ஸ்ட்ரீம் ஒரு சிறப்பு நொதி வளாகத்தைப் பயன்படுத்தி இரசாயன ஆற்றலை உருவாக்கப் பயன்படுகிறது. இதன் விளைவாக வரும் ஏடிபி மூலக்கூறுகள் ஸ்ட்ரோமாவிற்குள் நகர்கின்றன, அங்கு அவை கார்பன் ஃபிக்சேஷன் எதிர்வினைகளில் பங்கேற்கின்றன.
5. தைலகாய்டு மென்படலத்தின் மேற்பரப்பில் வெளியிடப்படும் ஹைட்ரஜன் அயனிகள் எலக்ட்ரான்களுடன் இணைந்து அணு ஹைட்ரஜனை உருவாக்குகின்றன, இது NADP + டிரான்ஸ்போர்ட்டரை மீட்டெடுக்கப் பயன்படுகிறது.
கட்டுரையின் ஸ்பான்சர் ஆரிஸ் குழும நிறுவனங்கள். சாரக்கட்டுகளின் உற்பத்தி, விற்பனை மற்றும் வாடகை (பிரேம் முகப்பில் LRSP, சட்டத்தின் உயரமான A-48, முதலியன) மற்றும் கோபுரங்கள் (PSRV "Aris", PSRV "Aris compact" மற்றும் "Aris-dacha", தளங்கள்). சாரக்கட்டுக்கான கவ்விகள், கட்டுமான வேலிகள், கோபுரங்களுக்கான சக்கர ஆதரவுகள். நீங்கள் நிறுவனத்தைப் பற்றி மேலும் அறியலாம், தயாரிப்பு பட்டியல் மற்றும் விலைகள், இணையதளத்தில் உள்ள தொடர்புகளைப் பார்க்கலாம், இது இங்கே அமைந்துள்ளது: http://www.scaffolder.ru/.
இந்த சிக்கலைக் கருத்தில் கொண்ட பிறகு, வரையப்பட்ட வரைபடத்தின்படி அதை மீண்டும் பகுப்பாய்வு செய்து, அட்டவணையை நிரப்ப மாணவர்களை அழைக்கிறோம்.
அட்டவணை. ஒளிச்சேர்க்கையின் ஒளி மற்றும் இருண்ட கட்டங்களின் எதிர்வினைகள்
அட்டவணையின் முதல் பகுதியை நிரப்பிய பிறகு, நீங்கள் பகுப்பாய்விற்கு செல்லலாம் ஒளிச்சேர்க்கையின் இருண்ட கட்டம்.
குளோரோபிளாஸ்டின் ஸ்ட்ரோமாவில், பென்டோஸ்கள் தொடர்ந்து உள்ளன - கார்போஹைட்ரேட்டுகள், கால்வின் சுழற்சியில் (கார்பன் டை ஆக்சைடு நிர்ணய சுழற்சி) உருவாகும் ஐந்து கார்பன் கலவைகள் ஆகும்.
1. கார்பன் டை ஆக்சைடு பென்டோஸில் சேர்க்கப்படுகிறது, இது ஒரு நிலையற்ற ஆறு-கார்பன் கலவையை உருவாக்குகிறது, இது 3-பாஸ்போகிளிசெரிக் அமிலத்தின் (PGA) இரண்டு மூலக்கூறுகளாக உடைகிறது.
2. PGA மூலக்கூறுகள் ATP இலிருந்து ஒரு பாஸ்பேட் குழுவை ஏற்றுக்கொள்கின்றன மற்றும் ஆற்றலுடன் செறிவூட்டப்படுகின்றன.
3. ஒவ்வொரு FHA களும் இரண்டு கேரியர்களில் இருந்து ஒரு ஹைட்ரஜன் அணுவை இணைத்து, ஒரு ட்ரையோஸாக மாறும். ட்ரையோஸ்கள் ஒன்றிணைந்து குளுக்கோஸ் மற்றும் மாவுச்சத்தை உருவாக்குகின்றன.
4. ட்ரையோஸ் மூலக்கூறுகள், வெவ்வேறு சேர்க்கைகளில் இணைந்து, பென்டோஸ்களை உருவாக்கி மீண்டும் சுழற்சியில் சேர்க்கப்படுகின்றன.
ஒளிச்சேர்க்கையின் மொத்த எதிர்வினை:
திட்டம். ஒளிச்சேர்க்கை செயல்முறை
சோதனை
1. ஒளிச்சேர்க்கை உறுப்புகளில் ஏற்படுகிறது:
a) மைட்டோகாண்ட்ரியா;
b) ரைபோசோம்கள்;
c) குளோரோபிளாஸ்ட்கள்;
ஈ) குரோமோபிளாஸ்ட்கள்.
2. குளோரோபில் நிறமி இதில் செறிவூட்டப்பட்டுள்ளது:
a) குளோரோபிளாஸ்ட் சவ்வு;
b) ஸ்ட்ரோமா;
c) தானியங்கள்.
3. குளோரோபில் ஸ்பெக்ட்ரம் பகுதியில் ஒளியை உறிஞ்சுகிறது:
a) சிவப்பு;
b) பச்சை;
c) ஊதா;
ஈ) முழு பிராந்தியத்திலும்.
4. ஒளிச்சேர்க்கையின் போது இலவச ஆக்ஸிஜன் முறிவின் போது வெளியிடப்படுகிறது:
a) கார்பன் டை ஆக்சைடு;
b) ஏடிபி;
c) NADP;
ஈ) தண்ணீர்.
5. இலவச ஆக்ஸிஜன் இதில் உருவாகிறது:
a) இருண்ட கட்டம்;
b) ஒளி கட்டம்.
6. ஒளிச்சேர்க்கையின் ஒளி கட்டத்தில், ஏடிபி:
a) தொகுக்கப்பட்ட;
b) பிளவுகள்.
7. குளோரோபிளாஸ்டில், முதன்மை கார்போஹைட்ரேட் உருவாகிறது:
a) ஒளி கட்டம்;
b) இருண்ட கட்டம்.
8. குளோரோபிளாஸ்டில் NADP தேவைப்படுகிறது:
1) எலக்ட்ரான்களுக்கான பொறியாக;
2) ஸ்டார்ச் உருவாவதற்கு ஒரு நொதியாக;
3) குளோரோபிளாஸ்ட் மென்படலத்தின் ஒருங்கிணைந்த பகுதியாக;
4) நீரின் ஒளிச்சேர்க்கைக்கான நொதியாக.
9. நீரின் ஒளிச்சேர்க்கை:
1) ஒளியின் செல்வாக்கின் கீழ் நீர் குவிப்பு;
2) ஒளியின் செல்வாக்கின் கீழ் அயனிகளாக நீரின் விலகல்;
3) ஸ்டோமாட்டா மூலம் நீராவி வெளியீடு;
4) ஒளியின் செல்வாக்கின் கீழ் இலைகளில் தண்ணீரை உட்செலுத்துதல்.
10. ஒளி குவாண்டாவின் செல்வாக்கின் கீழ்:
1) குளோரோபில் NADP ஆக மாற்றப்படுகிறது;
2) ஒரு எலக்ட்ரான் குளோரோபில் மூலக்கூறை விட்டு வெளியேறுகிறது;
3) குளோரோபிளாஸ்ட் அளவு அதிகரிக்கிறது;
4) குளோரோபில் ATP ஆக மாற்றப்படுகிறது.
இலக்கியம்
போக்டானோவா டி.பி., சோலோடோவா ஈ.ஏ.உயிரியல். உயர்நிலைப் பள்ளி மாணவர்கள் மற்றும் பல்கலைக்கழகங்களுக்கு விண்ணப்பிப்பவர்களுக்கான கையேடு. – எம்.: எல்எல்சி “ஏஎஸ்டி-பிரஸ் ஸ்கூல்”, 2007.