Фотосинтез ба амьсгал нь амьдралын үндэс болдог хоёр үйл явц юм. Тэд хоёулаа үүрэнд явагддаг. Эхнийх нь ургамлын болон зарим бактерийн хувьд, хоёрдугаарт - амьтан, ургамал, мөөгөнцөр, бактерийн хувьд.
Эсийн амьсгал ба фотосинтез нь эсрэг тэсрэг үйл явц гэж хэлж болно. Энэ нь зарим талаараа зөв, учир нь эхнийх нь хүчилтөрөгчийг шингээж, нүүрстөрөгчийн давхар ислийг ялгаруулдаг бол сүүлийнх нь эсрэгээр ажилладаг. Гэсэн хэдий ч эдгээр хоёр процессыг харьцуулах нь буруу, учир нь тэдгээр нь өөр өөр бодис ашиглан өөр өөр органеллд тохиолддог. Тэдгээрийн хэрэгцээ нь бас өөр өөр байдаг: шим тэжээл авахад фотосинтез, энерги үйлдвэрлэхэд эсийн амьсгал зайлшгүй шаардлагатай.
Фотосинтез: хаана, яаж болдог вэ?
Энэ нь органик бус бодисоос органик бодис авахад чиглэсэн химийн урвал юм. Фотосинтезийн урсгалын урьдчилсан нөхцөл нь нарны гэрэл байх явдал юм, учир нь түүний энерги нь катализаторын үүрэг гүйцэтгэдэг.
Ургамлын фотосинтезийн шинж чанарыг дараах тэгшитгэлээр илэрхийлж болно:
- 6CO2 + 6H2O=C6H 12 O6 +6O2.
Нүүрстөрөгчийн давхар ислийн зургаан молекул, ижил тооны молекул уснаас нарны гэрэлд ургамал нэг молекул глюкоз, зургаан хүчилтөрөгч авч болно.
Энэ бол фотосинтезийн хамгийн энгийн жишээ юм. Ургамал глюкозоос гадна бусад, илүү нарийн төвөгтэй нүүрс ус, түүнчлэн бусад ангиллын органик бодисуудыг нэгтгэж чаддаг.
Органик бус нэгдлээс амин хүчлийг гаргаж авах жишээ энд байна:
- 6SO2 + 4H2O + 2SO42 - + 2NO3- + 6H+=2C 3H7O2NS + 13О2.
Таны харж байгаагаар нүүрстөрөгчийн давхар ислийн зургаан молекул, усны дөрвөн молекул, сульфатын хоёр ион, нитратын хоёр ион, устөрөгчийн зургаан ион, цистеины хоёр молекул, хүчилтөрөгчийн арван гурван молекулыг нарны энерги ашиглан гаргаж авах боломжтой.
Фотосинтезийн үйл явц нь тусгай органелл болох хлоропластуудад явагддаг. Тэд химийн урвалын катализаторын үүрэг гүйцэтгэдэг пигмент хлорофилл агуулдаг. Ийм органеллууд зөвхөн ургамлын эсэд байдаг.
Хлоропласт бүтэц
Энэ бол сунасан бөмбөг хэлбэртэй органоид юм. Хлоропластын хэмжээ ихэвчлэн 4-6 микрон байдаг боловч зарим замагны эсүүдэд 50 микрон хүрдэг аварга пластидууд - хроматофорууд байдаг.
Энэ органоид нь хоёр мембранд хамаарна. Энэ нь гадна болон дотоод бүрхүүлээр хүрээлэгдсэн байдаг. Тэдгээр нь бие биенээсээ мембран хоорондын зайгаар тусгаарлагддаг.
Хлоропластын дотоод орчныг "строма" гэж нэрлэдэг. Энэ нь тилакоид ба ламелла агуулсан.
Тилакоид нь хлорофилл агуулсан хавтгай диск хэлбэртэй мембран уут юм. Энд фотосинтез явагддаг. Тилакоидууд овоолго хэлбэрээр цугларч грана үүсгэдэг. Нэг грана дахь тилакоидын тоо 3-50 хооронд хэлбэлзэж болно.
Ламелла нь мембранаас үүссэн бүтэц юм. Эдгээр нь салаалсан сувгуудын сүлжээ бөгөөд тэдгээрийн гол үүрэг нь үр тариа хоорондын холбоог хангах явдал юм.
Хлоропластууд нь уургийн нийлэгжилтэнд шаардлагатай өөрийн гэсэн рибосом, ДНХ, РНХ-ийг агуулдаг. Үүнээс гадна нөөц шим тэжээл, гол төлөв цардуулаас бүрдсэн орцууд байж болно.
Эсийн амьсгал
Энэ процессын хэд хэдэн төрөл байдаг. Агааргүй ба аэробик эсийн амьсгал байдаг. Эхнийх нь бактерийн шинж чанар юм. Агааргүй амьсгал нь нитрат, сульфат, хүхрийн, төмөр, карбонат, фумарат гэсэн хэд хэдэн төрөлтэй. Ийм процесс нь бактерийг хүчилтөрөгч хэрэглэхгүйгээр эрчим хүч авах боломжийг олгодог.
Аэробик эсийн амьсгал нь амьтан, ургамал зэрэг бусад бүх организмын онцлог шинж юм. Энэ нь хүчилтөрөгчийн оролцоотойгоор үүсдэг.
Амьтны аймгийн төлөөлөгчдийн хувьд эсийн амьсгал нь тусгай эрхтэнд тохиолддог. Тэднийг митохондри гэж нэрлэдэг. Ургамлын эсийн амьсгал нь мөн митохондрид тохиолддог.
Алхам
Эсийн амьсгал гурван үе шаттайгаар явагддаг:
- Бэлтгэл үе шат.
- Гликолиз(анаэроб процесс, хүчилтөрөгч шаарддаггүй).
- Исэлдүүлэх (аэробик үе шат).
Бэлтгэл үе шат
Эхний шат нь хоол боловсруулах тогтолцооны нарийн төвөгтэй бодисууд нь энгийн бодисууд болон задардаг. Тиймээс амин хүчлийг уураг, өөхний хүчил, глицериныг липидээс, глюкозыг нийлмэл нүүрс уснаас гаргаж авдаг. Эдгээр нэгдлүүд нь эс рүү, дараа нь митохондрид шууд дамждаг.
Гликолиз
Энэ нь ферментийн нөлөөн дор глюкоз нь пирувийн хүчил ба устөрөгчийн атомуудад задардагт оршино. Энэ нь ATP (аденозин трифосфорын хүчил) үүсгэдэг. Энэ процессыг дараах тэгшитгэлээр илэрхийлж болно:
- C6N12O6=2C3H3O3 + 4H + 2ATP.
Тиймээс глюкозын нэг молекулаас гликолиз хийх явцад бие нь ATP-ийн хоёр молекулыг олж авах боломжтой.
Исэлдүүлэх
Энэ үе шатанд гликолизийн үед үүссэн пирувийн хүчил нь ферментийн нөлөөгөөр хүчилтөрөгчтэй урвалд орж нүүрстөрөгчийн давхар исэл, устөрөгчийн атомууд үүсдэг. Дараа нь эдгээр атомууд нь кристалт руу зөөгдөн исэлдэж ус болон 36 ATP молекул үүсгэдэг.
Тиймээс эсийн амьсгалын явцад нийт 38 ATP молекул үүсдэг: хоёр дахь шатанд 2, гурав дахь шатанд 36. Аденозин трифосфорын хүчил нь митохондри эсийг нийлүүлдэг эрчим хүчний гол эх үүсвэр юм.
Бүтэцмитохондри
Амьсгалын эрхтэнүүд нь амьтан, ургамал, мөөгөнцрийн эсүүдэд байдаг. Тэдгээр нь бөмбөрцөг хэлбэртэй, ойролцоогоор 1 микрон хэмжээтэй.
Митохондри нь хлоропластын нэгэн адил мембран хоорондын зайгаар тусгаарлагдсан хоёр мембрантай байдаг. Энэхүү органоидын бүрхүүлийн дотор байгаа зүйлийг матриц гэж нэрлэдэг. Энэ нь рибосом, митохондрийн ДНХ (mtDNA), mtRNA агуулдаг. Матриц нь гликолиз болон исэлдэлтийн эхний шатанд ордог.
Дотоод мембранаас сам шиг атираа үүсдэг. Тэднийг cristae гэж нэрлэдэг. Энд эсийн амьсгалын гурав дахь шатны хоёр дахь үе шат явагдана. Үүний явцад ихэнх ATP молекулууд үүсдэг.
Давхар мембрантай эрхтэнүүдийн гарал үүсэл
Симбиогенезийн замаар фотосинтез, амьсгалыг хангадаг бүтэц эсэд үүссэн болохыг эрдэмтэд нотолсон. Нэгэн цагт тэд тусдаа организм байсан гэсэн үг. Энэ нь яагаад митохондри болон хлоропласт хоёулаа өөрийн гэсэн рибосом, ДНХ, РНХ-тэй байдгийг тайлбарлаж байна.
