தாவரங்கள் அவற்றின் வேர்களிலிருந்து நீர் மற்றும் தாதுக்களைப் பெறுகின்றன. இலைகள் தாவரங்களுக்கு கரிம ஊட்டச்சத்தை அளிக்கின்றன. வேர்களைப் போலல்லாமல், அவை மண்ணில் இல்லை, ஆனால் காற்றில் உள்ளன, எனவே அவை மண்ணை அல்ல, ஆனால் காற்று ஊட்டச்சத்தை வழங்குகின்றன.
தாவரங்களின் வான்வழி ஊட்டச்சத்தைப் படிக்கும் வரலாற்றிலிருந்து
தாவர ஊட்டச்சத்து பற்றிய அறிவு படிப்படியாக குவிந்துள்ளது. சுமார் 350 ஆண்டுகளுக்கு முன்பு, டச்சு விஞ்ஞானி ஜான் ஹெல்மாண்ட் முதன்முதலில் தாவர ஊட்டச்சத்தை ஆய்வு செய்தார். மண் நிரம்பிய களிமண் தொட்டியில் தண்ணீர் மட்டும் சேர்த்து வில்லோவை வளர்த்தார். விஞ்ஞானி உதிர்ந்த இலைகளை கவனமாக எடைபோட்டார். ஐந்து ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, விழுந்த இலைகளுடன் வில்லோவின் நிறை 74.5 கிலோ அதிகரித்தது, மேலும் மண்ணின் நிறை 57 கிராம் மட்டுமே குறைந்தது. இதன் அடிப்படையில், தாவரத்தில் உள்ள அனைத்து பொருட்களும் மண்ணிலிருந்து உருவாகவில்லை என்ற முடிவுக்கு ஹெல்மாண்ட் வந்தார். , ஆனால் தண்ணீரிலிருந்து. நீரால் மட்டுமே ஆலை அளவு அதிகரிக்கிறது என்ற கருத்து 18 ஆம் நூற்றாண்டின் இறுதி வரை நீடித்தது.
1771 ஆம் ஆண்டில், ஆங்கில வேதியியலாளர் ஜோசப் பிரீஸ்ட்லி கார்பன் டை ஆக்சைடைப் பற்றி ஆய்வு செய்தார், அல்லது அவர் அதை "கெட்டுப்போன காற்று" என்று அழைத்தார் மற்றும் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க கண்டுபிடிப்பை செய்தார். மெழுகுவர்த்தியை ஏற்றி கண்ணாடி கவரில் மூடி வைத்தால் சிறிது எரிந்த பின் அணைந்து விடும். அத்தகைய ஹூட்டின் கீழ் ஒரு சுட்டி மூச்சுத் திணறத் தொடங்குகிறது. இருப்பினும், நீங்கள் மவுஸுடன் தொப்பியின் கீழ் ஒரு புதினா கிளையை வைத்தால், சுட்டி மூச்சுத் திணறவில்லை மற்றும் தொடர்ந்து வாழ்கிறது. இதன் பொருள் தாவரங்கள் விலங்குகளின் சுவாசத்தால் கெட்டுப்போன காற்றை "சரிசெய்கிறது", அதாவது அவை கார்பன் டை ஆக்சைடை ஆக்ஸிஜனாக மாற்றுகின்றன.
1862 ஆம் ஆண்டில், ஜெர்மன் தாவரவியலாளர் ஜூலியஸ் சாக்ஸ், பச்சை தாவரங்கள் ஆக்ஸிஜனை உருவாக்குவது மட்டுமல்லாமல், மற்ற அனைத்து உயிரினங்களுக்கும் உணவாக செயல்படும் கரிமப் பொருட்களையும் உருவாக்குகின்றன என்பதை சோதனைகள் மூலம் நிரூபித்தார்.
ஒளிச்சேர்க்கை
பச்சை தாவரங்களுக்கும் பிற உயிரினங்களுக்கும் இடையே உள்ள முக்கிய வேறுபாடு குளோரோபில் கொண்ட குளோரோபிளாஸ்ட்களின் உயிரணுக்களில் உள்ளது. குளோரோபில் சூரிய கதிர்களைப் பிடிக்கும் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது, இதன் ஆற்றல் கரிமப் பொருட்களின் உருவாக்கத்திற்கு அவசியம். சூரிய சக்தியைப் பயன்படுத்தி கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் நீரிலிருந்து கரிமப் பொருட்களை உருவாக்கும் செயல்முறை ஒளிச்சேர்க்கை (கிரேக்க pbo1os ஒளி) என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஒளிச்சேர்க்கையின் போது, கரிம பொருட்கள் - சர்க்கரைகள் - உருவாகின்றன, ஆனால் ஆக்ஸிஜனும் வெளியிடப்படுகிறது.
திட்டவட்டமாக, ஒளிச்சேர்க்கை செயல்முறையை பின்வருமாறு சித்தரிக்கலாம்:
நீர் வேர்களால் உறிஞ்சப்பட்டு, வேர்கள் மற்றும் தண்டுகளின் கடத்தும் அமைப்பு மூலம் இலைகளுக்கு நகர்கிறது. கார்பன் டை ஆக்சைடு காற்றின் ஒரு அங்கமாகும். இது திறந்த ஸ்டோமாட்டா வழியாக இலைகளுக்குள் நுழைகிறது. கார்பன் டை ஆக்சைடை உறிஞ்சுவது இலையின் கட்டமைப்பால் எளிதாக்கப்படுகிறது: இலை கத்திகளின் தட்டையான மேற்பரப்பு, இது காற்றுடன் தொடர்பு கொள்ளும் பகுதியை அதிகரிக்கிறது மற்றும் தோலில் அதிக எண்ணிக்கையிலான ஸ்டோமாட்டாக்கள் இருப்பது.
ஒளிச்சேர்க்கையின் விளைவாக உருவாகும் சர்க்கரைகள் ஸ்டார்ச் ஆக மாற்றப்படுகின்றன. ஸ்டார்ச் என்பது தண்ணீரில் கரையாத ஒரு கரிமப் பொருள். அயோடின் கரைசலைப் பயன்படுத்தி Kgoவை எளிதில் கண்டறியலாம்.
ஒளிக்கு வெளிப்படும் இலைகளில் ஸ்டார்ச் உருவாவதற்கான சான்று
தாவரங்களின் பச்சை இலைகளில் கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் தண்ணீரிலிருந்து ஸ்டார்ச் உருவாகிறது என்பதை நிரூபிப்போம். இதைச் செய்ய, ஒருமுறை ஜூலியஸ் சாக்ஸால் மேற்கொள்ளப்பட்ட ஒரு பரிசோதனையைக் கவனியுங்கள்.
ஒரு வீட்டு தாவரம் (ஜெரனியம் அல்லது ப்ரிம்ரோஸ்) இரண்டு நாட்களுக்கு இருட்டில் வைக்கப்படுகிறது, இதனால் அனைத்து ஸ்டார்ச் முக்கிய செயல்முறைகளுக்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது. பின்னர் பல இலைகள் இருபுறமும் கருப்பு காகிதத்தால் மூடப்பட்டிருக்கும், அதனால் அவற்றின் ஒரு பகுதி மட்டுமே மூடப்பட்டிருக்கும். பகலில், ஆலை வெளிச்சத்திற்கு வெளிப்படும், இரவில் அது கூடுதலாக ஒரு மேஜை விளக்கைப் பயன்படுத்தி ஒளிரும்.
ஒரு நாள் கழித்து, ஆய்வின் கீழ் உள்ள இலைகள் துண்டிக்கப்படுகின்றன. இலை மாவுச்சத்தின் எந்தப் பகுதியில் உருவாகிறது என்பதைக் கண்டறிய, இலைகளை தண்ணீரில் கொதிக்கவைத்து (மாவுச்சத்து தானியங்களை வீக்க) பின்னர் சூடான ஆல்கஹாலில் வைக்க வேண்டும் (குளோரோபில் கரைந்து இலை நிறமாற்றம் அடையும்). பின்னர் இலைகள் தண்ணீரில் கழுவப்பட்டு அயோடின் பலவீனமான தீர்வுடன் சிகிச்சையளிக்கப்படுகின்றன. இவ்வாறு, ஒளிக்கு வெளிப்படும் இலைகளின் பகுதிகள் அயோடினின் செயலால் நீல நிறத்தைப் பெறுகின்றன. இதன் பொருள் இலையின் ஒளிரும் பகுதியின் செல்களில் ஸ்டார்ச் உருவானது. எனவே, ஒளிச்சேர்க்கை ஒளியில் மட்டுமே நிகழ்கிறது.
ஒளிச்சேர்க்கைக்கு கார்பன் டை ஆக்சைடு தேவை என்பதற்கான சான்று
இலைகளில் ஸ்டார்ச் உருவாவதற்கு கார்பன் டை ஆக்சைடு அவசியம் என்பதை நிரூபிக்க, வீட்டு தாவரமும் முதலில் இருட்டில் வைக்கப்படுகிறது. இலைகளில் ஒன்று பின்னர் ஒரு சிறிய அளவு சுண்ணாம்பு நீருடன் ஒரு குடுவையில் வைக்கப்படுகிறது. குடுவை பருத்தி துணியால் மூடப்பட்டுள்ளது. ஆலை வெளிச்சத்திற்கு வெளிப்படும். கார்பன் டை ஆக்சைடு சுண்ணாம்பு நீரால் உறிஞ்சப்படுகிறது, எனவே அது குடுவையில் இருக்காது. இலை துண்டிக்கப்பட்டு, முந்தைய பரிசோதனையைப் போலவே, மாவுச்சத்து உள்ளதா என ஆராயப்பட்டது. இது சூடான நீரில் மற்றும் மதுவில் வைக்கப்பட்டு அயோடின் கரைசலுடன் சிகிச்சையளிக்கப்படுகிறது. இருப்பினும், இந்த விஷயத்தில், பரிசோதனையின் முடிவு வேறுபட்டதாக இருக்கும்: இலை நீல நிறமாக மாறாது, ஏனெனில் அதில் ஸ்டார்ச் இல்லை. எனவே, ஸ்டார்ச் உருவாவதற்கு, ஒளி மற்றும் நீர் கூடுதலாக, கார்பன் டை ஆக்சைடு தேவைப்படுகிறது.
இவ்வாறு, ஆலை காற்றில் இருந்து என்ன உணவைப் பெறுகிறது என்ற கேள்விக்கு நாங்கள் பதிலளித்தோம். இது கார்பன் டை ஆக்சைடு என்று அனுபவம் காட்டுகிறது. கரிமப் பொருட்களின் உருவாக்கத்திற்கு இது அவசியம்.
தங்கள் உடலை உருவாக்க கரிமப் பொருட்களை சுயாதீனமாக உருவாக்கும் உயிரினங்கள் ஆட்டோட்ரோபாம்ன்ஸ் (கிரேக்க ஆட்டோஸ் - தானே, ட்ரோப் - உணவு) என்று அழைக்கப்படுகின்றன.
ஒளிச்சேர்க்கையின் போது ஆக்ஸிஜன் உற்பத்திக்கான சான்று
ஒளிச்சேர்க்கையின் போது, தாவரங்கள் வெளிப்புற சூழலில் ஆக்ஸிஜனை வெளியிடுகின்றன என்பதை நிரூபிக்க, நீர்வாழ் தாவரமான எலோடியாவுடன் ஒரு பரிசோதனையை கவனியுங்கள். எலோடியா தளிர்கள் தண்ணீருடன் ஒரு பாத்திரத்தில் நனைக்கப்பட்டு மேலே ஒரு புனலால் மூடப்பட்டிருக்கும். புனலின் முடிவில் தண்ணீர் நிரப்பப்பட்ட சோதனைக் குழாயை வைக்கவும். ஆலை இரண்டு முதல் மூன்று நாட்களுக்கு வெளிச்சத்திற்கு வெளிப்படும். வெளிச்சத்தில், எலோடியா வாயு குமிழ்களை உருவாக்குகிறது. அவை சோதனைக் குழாயின் மேற்புறத்தில் குவிந்து, தண்ணீரை இடமாற்றம் செய்கின்றன. அது என்ன வகையான வாயு என்பதைக் கண்டறிய, சோதனைக் குழாய் கவனமாக அகற்றப்பட்டு, அதில் ஒரு புகைபிடிக்கும் பிளவு அறிமுகப்படுத்தப்படுகிறது. பிளவு பிரகாசமாக மின்னுகிறது. இதன் பொருள் பிளாஸ்கில் ஆக்ஸிஜன் குவிந்து, எரிப்புக்கு துணைபுரிகிறது.
தாவரங்களின் அண்ட பாத்திரம்
குளோரோபில் உள்ள தாவரங்கள் சூரிய சக்தியை உறிஞ்சும் திறன் கொண்டவை. எனவே கே.ஏ. திமிரியாசேவ் பூமியில் அவர்களின் பங்கை காஸ்மிக் என்று அழைத்தார். கரிமப் பொருட்களில் சேமிக்கப்படும் சூரிய சக்தியில் சில நீண்ட காலத்திற்கு சேமிக்கப்படும். நிலக்கரி, கரி, எண்ணெய் ஆகியவை பண்டைய புவியியல் காலங்களில் பச்சை தாவரங்களால் உருவாக்கப்பட்டு சூரியனின் ஆற்றலை உறிஞ்சும் பொருட்களால் உருவாகின்றன. இயற்கையான எரியக்கூடிய பொருட்களை எரிப்பதன் மூலம், ஒரு நபர் மில்லியன் கணக்கான ஆண்டுகளுக்கு முன்பு பச்சை தாவரங்களால் சேமிக்கப்பட்ட ஆற்றலை வெளியிடுகிறார்.
இதில் AH 2 என்பது F இன் தயாரிப்புகள்.
ஒளிச்சேர்க்கை கருவியின் கட்டமைப்பு அம்சங்கள்.
அதிக பசுமையான தாவரங்களில் பாஸ்பரஸின் உயர் செயல்திறன் ஒரு சரியான ஒளிச்சேர்க்கை கருவியால் உறுதி செய்யப்படுகிறது, இதன் அடிப்படையானது உள்செல்லுலார் உறுப்புகள்-குளோரோபிளாஸ்ட்கள் (ஒரு பச்சை இலை கலத்தில் அவற்றில் 20-100 உள்ளன). அவை இரட்டை அடுக்கு சவ்வு மூலம் சூழப்பட்டுள்ளன. அதன் உள் அடுக்கு தட்டையான பைகள் அல்லது தைலகாய்டுகள் எனப்படும் வெசிகல்களால் ஆனது, அவை பெரும்பாலும் அடுக்குகளில் நிரம்பியுள்ளன மற்றும் ஒற்றை இண்டர்கிரானுலர் தைலகாய்டுகளால் ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்ட கிரானாவை உருவாக்குகின்றன. தைலகாய்டுகள் ஒளிச்சேர்க்கை சவ்வுகளைக் கொண்டிருக்கின்றன, அவை உயிரியக்கக் கொழுப்பு அடுக்குகள் மற்றும் மொசைக்கால் இடைப்பட்ட லிப்போபுரோட்டீன்-நிறமி வளாகங்கள் ஆகியவை ஒளி வேதியியல் ரீதியாக செயலில் உள்ள மையங்களை உருவாக்குகின்றன, மேலும் எலக்ட்ரான் போக்குவரத்து மற்றும் அடினோசின் ட்ரைபாஸ்பேட் (ATP) உருவாக்கம் ஆகியவற்றில் ஈடுபட்டுள்ள சிறப்பு கூறுகளையும் கொண்டிருக்கின்றன. ஸ்ட்ரோமாவின் தைலகாய்டுகளுக்கு இடையில் அமைந்துள்ள குளோரோபிளாஸ்டின் பகுதி பாஸ்பரஸின் இருண்ட எதிர்வினைகளை ஊக்குவிக்கும் என்சைம்களைக் கொண்டுள்ளது (எடுத்துக்காட்டாக, கார்பன், நைட்ரஜன், கந்தகம், கார்போஹைட்ரேட்டுகள் மற்றும் புரதங்களின் உயிரியக்கவியல்). F. போது உருவாகும் ஸ்டார்ச் ஸ்ட்ரோமாவில் டெபாசிட் செய்யப்படுகிறது. குளோரோபிளாஸ்ட்களுக்கு அவற்றின் சொந்த டிஎன்ஏ, ஆர்என்ஏ உள்ளது. ரைபோசோம்கள்,புரோட்டீன்களை ஒருங்கிணைக்கிறது, மேலும் சில மரபணு சுயாட்சி உள்ளது, ஆனால் அவை கருவின் பொதுவான கட்டுப்பாட்டின் கீழ் உள்ளன. ஒளிச்சேர்க்கை பாக்டீரியா மற்றும் பெரும்பாலான பாசிகளில் குளோரோபிளாஸ்ட்கள் இல்லை. பெரும்பாலான ஆல்காவின் ஒளிச்சேர்க்கை கருவியானது சிறப்பு உள்ளக உறுப்புகளால் குறிப்பிடப்படுகிறது - குரோமடோபோர்கள்,மற்றும் ஒளிச்சேர்க்கை பாக்டீரியா மற்றும் நீல-பச்சை ஆல்கா - தைலகாய்டுகள் (அவற்றின் சவ்வுகளில் நிறமி பாக்டீரியோகுளோரோபில் அல்லது பாக்டீரியோவிரிடின், அத்துடன் சளி எதிர்வினைகளின் பிற கூறுகள் உள்ளன), சைட்டோபிளாஸின் புற அடுக்குகளில் மூழ்கியுள்ளன.
ஒளிச்சேர்க்கை செயல்பாட்டில் முதன்மை மாற்றங்கள் மற்றும் ஆற்றல் சேமிப்பு கட்டம்
தாவர ஒளிச்சேர்க்கை ஒரு ரெடாக்ஸ் செயல்முறையை அடிப்படையாகக் கொண்டது, இதில் 4 எலக்ட்ரான்கள் (மற்றும் புரோட்டான்கள்) நீரின் ஆக்சிஜனேற்றத்துடன் தொடர்புடைய ரெடாக்ஸ் சாத்தியமான மட்டத்திலிருந்து உயர்கின்றன (+ 0.8 வி) கார்போஹைட்ரேட் (- 0.4) உருவாவதன் மூலம் CO 2 இன் குறைப்புக்கு ஒத்த நிலைக்கு வி) அதே நேரத்தில், கார்போஹைட்ரேட்டுகளின் நிலைக்கு CO 2 குறைப்பு எதிர்வினையின் இலவச ஆற்றலின் அதிகரிப்பு 120 ஆகும். கிலோகலோரி/மோல்,மற்றும் F. இன் மொத்த சமன்பாடு இவ்வாறு வெளிப்படுத்தப்படுகிறது.
ஒளிச்சேர்க்கைஒளி ஆற்றலைப் பயன்படுத்தி கனிம பொருட்களிலிருந்து கரிமப் பொருட்களின் தொகுப்பு செயல்முறை ஆகும். பெரும்பாலான சந்தர்ப்பங்களில், ஒளிச்சேர்க்கையானது செல்லுலார் உறுப்புகளைப் பயன்படுத்தி தாவரங்களால் மேற்கொள்ளப்படுகிறது குளோரோபிளாஸ்ட்கள்பச்சை நிறமி கொண்டது குளோரோபில்.
தாவரங்கள் கரிமப் பொருட்களை ஒருங்கிணைக்கும் திறனைக் கொண்டிருக்கவில்லை என்றால், பூமியில் உள்ள மற்ற அனைத்து உயிரினங்களும் சாப்பிட எதுவும் இருக்காது, ஏனெனில் விலங்குகள், பூஞ்சை மற்றும் பல பாக்டீரியாக்கள் கனிம பொருட்களிலிருந்து கரிமப் பொருட்களை ஒருங்கிணைக்க முடியாது. அவை ஆயத்தமானவற்றை மட்டுமே உறிஞ்சி, அவற்றை எளிமையானதாகப் பிரிக்கின்றன, அதிலிருந்து அவை மீண்டும் சிக்கலானவற்றைச் சேகரிக்கின்றன, ஆனால் ஏற்கனவே அவற்றின் உடலின் சிறப்பியல்பு.
ஒளிச்சேர்க்கை மற்றும் அதன் பங்கு பற்றி மிக சுருக்கமாகப் பேசினால் இதுதான் நிலை. ஒளிச்சேர்க்கையைப் புரிந்து கொள்ள, நாம் இன்னும் சொல்ல வேண்டும்: என்ன குறிப்பிட்ட கனிம பொருட்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, தொகுப்பு எவ்வாறு நிகழ்கிறது?
ஒளிச்சேர்க்கைக்கு இரண்டு கனிம பொருட்கள் தேவை - கார்பன் டை ஆக்சைடு (CO 2) மற்றும் நீர் (H 2 O). முதலாவது தாவரங்களின் நிலத்தடி பகுதிகளால் முக்கியமாக ஸ்டோமாட்டா மூலம் காற்றில் இருந்து உறிஞ்சப்படுகிறது. நீர் மண்ணிலிருந்து வருகிறது, அது தாவரத்தின் கடத்தும் அமைப்பு மூலம் ஒளிச்சேர்க்கை செல்களுக்கு வழங்கப்படுகிறது. மேலும், ஒளிச்சேர்க்கைக்கு ஃபோட்டான்களின் ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது (hν), ஆனால் அவை பொருளுக்குக் காரணமாக இருக்க முடியாது.
மொத்தத்தில், ஒளிச்சேர்க்கை கரிமப் பொருட்களையும் ஆக்ஸிஜனையும் (O2) உருவாக்குகிறது. பொதுவாக, கரிமப் பொருட்கள் பெரும்பாலும் குளுக்கோஸ் (C 6 H 12 O 6) என்று பொருள்படும்.
கரிம சேர்மங்கள் பெரும்பாலும் கார்பன், ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜன் அணுக்களால் ஆனவை. அவை கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் தண்ணீரில் காணப்படுகின்றன. இருப்பினும், ஒளிச்சேர்க்கையின் போது, ஆக்ஸிஜன் வெளியிடப்படுகிறது. அதன் அணுக்கள் தண்ணீரிலிருந்து எடுக்கப்படுகின்றன.
சுருக்கமாகவும் பொதுவாகவும், ஒளிச்சேர்க்கையின் எதிர்வினைக்கான சமன்பாடு பொதுவாக பின்வருமாறு எழுதப்படுகிறது:
6CO 2 + 6H 2 O → C 6 H 12 O 6 + 6O 2
ஆனால் இந்த சமன்பாடு ஒளிச்சேர்க்கையின் சாரத்தை பிரதிபலிக்காது மற்றும் அதை புரிந்து கொள்ளவில்லை. பாருங்கள், சமன்பாடு சமநிலையில் இருந்தாலும், அதில் இலவச ஆக்ஸிஜனில் உள்ள மொத்த அணுக்களின் எண்ணிக்கை 12. ஆனால் அவை தண்ணீரில் இருந்து வருகின்றன, அவற்றில் 6 மட்டுமே உள்ளன.
உண்மையில், ஒளிச்சேர்க்கை இரண்டு கட்டங்களில் நிகழ்கிறது. முதலாவது அழைக்கப்படுகிறது ஒளி, இரண்டாவது - இருள். இத்தகைய பெயர்கள் ஒளி கட்டத்திற்கு மட்டுமே வெளிச்சம் தேவை, இருண்ட கட்டம் அதன் இருப்பிலிருந்து சுயாதீனமாக உள்ளது, ஆனால் இது இருட்டில் நிகழ்கிறது என்று அர்த்தமல்ல. குளோரோபிளாஸ்டின் தைலகாய்டுகளின் சவ்வுகளில் ஒளி கட்டம் ஏற்படுகிறது, மேலும் இருண்ட கட்டம் குளோரோபிளாஸ்டின் ஸ்ட்ரோமாவில் ஏற்படுகிறது.
ஒளி கட்டத்தில், CO 2 பிணைப்பு ஏற்படாது. குளோரோபில் வளாகங்கள் மூலம் சூரிய ஆற்றலைப் பிடிப்பது, ஏடிபியில் அதன் சேமிப்பு மற்றும் என்ஏடிபியை என்ஏடிபி*எச் 2 ஆகக் குறைப்பதற்கான ஆற்றலைப் பயன்படுத்துவது ஆகியவை மட்டுமே நிகழும். ஒளி-உற்சாகமான குளோரோபில் இருந்து ஆற்றல் ஓட்டம் தைலகாய்டு சவ்வுகளில் கட்டப்பட்ட நொதிகளின் எலக்ட்ரான் போக்குவரத்து சங்கிலி வழியாக கடத்தப்படும் எலக்ட்ரான்களால் வழங்கப்படுகிறது.
NADPக்கான ஹைட்ரஜன் நீரிலிருந்து வருகிறது, இது சூரிய ஒளியால் ஆக்ஸிஜன் அணுக்கள், ஹைட்ரஜன் புரோட்டான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களாக சிதைகிறது. இந்த செயல்முறை அழைக்கப்படுகிறது ஒளிப்பகுப்பு. ஒளிச்சேர்க்கைக்கு நீரிலிருந்து ஆக்ஸிஜன் தேவையில்லை. இரண்டு நீர் மூலக்கூறுகளிலிருந்து ஆக்ஸிஜன் அணுக்கள் ஒன்றிணைந்து மூலக்கூறு ஆக்ஸிஜனை உருவாக்குகின்றன. ஒளிச்சேர்க்கையின் ஒளி கட்டத்திற்கான எதிர்வினை சமன்பாடு சுருக்கமாக இதுபோல் தெரிகிறது:
H 2 O + (ADP+P) + NADP → ATP + NADP*H 2 + ½O 2
இவ்வாறு, ஒளிச்சேர்க்கையின் ஒளி கட்டத்தில் ஆக்ஸிஜனின் வெளியீடு ஏற்படுகிறது. ஏடிபி மற்றும் பாஸ்போரிக் அமிலத்திலிருந்து ஒரு நீர் மூலக்கூறின் ஒளிச்சேர்க்கைக்கு ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட ஏடிபி மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கை வேறுபட்டிருக்கலாம்: ஒன்று அல்லது இரண்டு.
எனவே, ATP மற்றும் NADP*H 2 ஆகியவை ஒளி கட்டத்தில் இருந்து இருண்ட கட்டத்திற்கு வருகின்றன. இங்கே, கார்பன் டை ஆக்சைடை பிணைப்பதில் முதல் ஆற்றலும் இரண்டாவது குறைக்கும் சக்தியும் செலவிடப்படுகின்றன. ஒளிச்சேர்க்கையின் இந்தக் கட்டத்தை எளிமையாகவும் சுருக்கமாகவும் விளக்க முடியாது, ஏனெனில் இது ஆறு CO 2 மூலக்கூறுகள் NADP*H 2 மூலக்கூறுகளிலிருந்து வெளியாகும் ஹைட்ரஜனுடன் இணைந்து குளுக்கோஸை உருவாக்குகிறது.
6CO 2 + 6NADP*H 2 →C 6 H 12 O 6 + 6NADP
(எரிசக்தி ஏடிபியின் செலவில் எதிர்வினை ஏற்படுகிறது, இது ஏடிபி மற்றும் பாஸ்போரிக் அமிலமாக உடைகிறது).
கொடுக்கப்பட்ட எதிர்வினை, புரிந்துகொள்வதை எளிதாக்குவதற்கான ஒரு எளிமைப்படுத்தல் மட்டுமே. உண்மையில், கார்பன் டை ஆக்சைடு மூலக்கூறுகள் ஒரு நேரத்தில் பிணைக்கப்படுகின்றன, ஏற்கனவே தயாரிக்கப்பட்ட ஐந்து கார்பன் கரிமப் பொருட்களுடன் இணைகின்றன. ஒரு நிலையற்ற ஆறு-கார்பன் கரிமப் பொருள் உருவாகிறது, இது மூன்று கார்பன் கார்போஹைட்ரேட் மூலக்கூறுகளாக உடைகிறது. இந்த மூலக்கூறுகளில் சில CO 2 ஐ பிணைக்க அசல் ஐந்து-கார்பன் பொருளை மீண்டும் ஒருங்கிணைக்க பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த மறுதொகுப்பு உறுதி செய்யப்படுகிறது கால்வின் சுழற்சி. மூன்று கார்பன் அணுக்களைக் கொண்ட சிறுபான்மை கார்போஹைட்ரேட் மூலக்கூறுகள் சுழற்சியிலிருந்து வெளியேறுகின்றன. மற்ற அனைத்து கரிமப் பொருட்களும் (கார்போஹைட்ரேட்டுகள், கொழுப்புகள், புரதங்கள்) அவற்றிலிருந்தும் பிற பொருட்களிலிருந்தும் ஒருங்கிணைக்கப்படுகின்றன.
அதாவது, உண்மையில், மூன்று கார்பன் சர்க்கரைகள், குளுக்கோஸ் அல்ல, ஒளிச்சேர்க்கையின் இருண்ட கட்டத்தில் இருந்து வெளியே வருகின்றன.
ஒளிச்சேர்க்கை மிகவும் சிக்கலான உயிரியல் செயல்முறை ஆகும். இது பல ஆண்டுகளாக உயிரியல் அறிவியலால் ஆய்வு செய்யப்பட்டுள்ளது, ஆனால், ஒளிச்சேர்க்கையின் ஆய்வின் வரலாறு காட்டுவது போல், சில நிலைகள் இன்னும் தெளிவாக இல்லை. அறிவியல் குறிப்பு புத்தகங்களில், இந்த செயல்முறையின் நிலையான விளக்கம் பல பக்கங்களை எடுக்கும். இந்த கட்டுரையின் நோக்கம், ஒளிச்சேர்க்கையின் நிகழ்வை சுருக்கமாகவும் தெளிவாகவும் குழந்தைகளுக்கு விளக்கப்படங்கள் மற்றும் விளக்கங்கள் வடிவில் விவரிக்க வேண்டும்.
அறிவியல் வரையறை
முதலில், ஒளிச்சேர்க்கை என்றால் என்ன என்பதை அறிந்து கொள்வது அவசியம். உயிரியலில், வரையறை பின்வருமாறு: இது ஒளி ஆற்றலைப் பயன்படுத்தி குளோரோபிளாஸ்ட்களில் உள்ள கனிம பொருட்களிலிருந்து (கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் நீரிலிருந்து) கரிமப் பொருட்களை (உணவு) உருவாக்கும் செயல்முறையாகும்.
இந்த வரையறையைப் புரிந்து கொள்ள, நாம் ஒரு சரியான தொழிற்சாலையை கற்பனை செய்யலாம் - ஒளிச்சேர்க்கை செய்யும் எந்த பச்சை தாவரமும். இந்த தொழிற்சாலைக்கு "எரிபொருள்" சூரிய ஒளி, தாவரங்கள் தண்ணீர், கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் கனிமங்களைப் பயன்படுத்துகின்றனபூமியில் உள்ள அனைத்து உயிரினங்களுக்கும் உணவை உற்பத்தி செய்ய. இந்த "தொழிற்சாலை" சரியானது, ஏனென்றால் மற்ற தொழிற்சாலைகளைப் போலல்லாமல், இது தீங்கு விளைவிப்பதில்லை, மாறாக, உற்பத்தியின் போது வளிமண்டலத்தில் ஆக்ஸிஜனை வெளியிடுகிறது மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடை உறிஞ்சுகிறது. நீங்கள் பார்க்க முடியும் என, ஒளிச்சேர்க்கைக்கு சில நிபந்தனைகள் தேவை.
இந்த தனித்துவமான செயல்முறையை ஒரு சூத்திரம் அல்லது சமன்பாடு என குறிப்பிடலாம்:
சூரியன் + நீர் + கார்பன் டை ஆக்சைடு = குளுக்கோஸ் + நீர் + ஆக்ஸிஜன்
தாவர இலை அமைப்பு
ஒளிச்சேர்க்கை செயல்முறையின் சாரத்தை வகைப்படுத்த, இலையின் கட்டமைப்பைக் கருத்தில் கொள்வது அவசியம். நுண்ணோக்கின் கீழ் நீங்கள் பார்த்தால், 50 முதல் 100 பச்சை புள்ளிகளைக் கொண்ட வெளிப்படையான செல்களைக் காணலாம். இவை குளோரோபிளாஸ்ட்கள், இதில் முக்கிய ஒளிச்சேர்க்கை நிறமியான குளோரோபில் அமைந்துள்ளது மற்றும் இதில் ஒளிச்சேர்க்கை ஏற்படுகிறது.
குளோரோபிளாஸ்ட் ஒரு சிறிய பை போன்றது, அதன் உள்ளே இன்னும் சிறிய பைகள் உள்ளன. அவை தைலகாய்டுகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. குளோரோபில் மூலக்கூறுகள் தைலகாய்டுகளின் மேற்பரப்பில் காணப்படுகின்றன.மற்றும் புகைப்பட அமைப்புகள் எனப்படும் குழுக்களாக அமைக்கப்பட்டிருக்கும். பெரும்பாலான தாவரங்கள் இரண்டு வகையான ஒளிச்சேர்க்கைகளைக் கொண்டுள்ளன (PS): போட்டோசிஸ்டம் I மற்றும் போட்டோசிஸ்டம் II. குளோரோபிளாஸ்ட் கொண்ட செல்கள் மட்டுமே ஒளிச்சேர்க்கை திறன் கொண்டவை.
ஒளி கட்டத்தின் விளக்கம்
ஒளிச்சேர்க்கையின் ஒளி கட்டத்தில் என்ன எதிர்வினைகள் நிகழ்கின்றன? PSII குழுவில், சூரிய ஒளியின் ஆற்றல் குளோரோபில் மூலக்கூறின் எலக்ட்ரான்களுக்கு மாற்றப்படுகிறது, இதன் விளைவாக எலக்ட்ரான் சார்ஜ் செய்யப்படுகிறது, அதாவது, "மிகவும் உற்சாகமாக" அது ஒளிச்சேர்க்கை குழுவிலிருந்து குதித்து "எடுக்கப்படுகிறது" ”தைலகாய்டு சவ்வில் உள்ள கேரியர் மூலக்கூறால். இந்த எலக்ட்ரான் டிஸ்சார்ஜ் ஆகும் வரை கேரியரில் இருந்து கேரியருக்கு நகர்கிறது. இது ஒரு எலக்ட்ரானை மாற்றுவதற்கு மற்றொரு PSI குழுவில் பயன்படுத்தப்படலாம்.
போட்டோசிஸ்டம் II குழுவில் எலக்ட்ரானைக் காணவில்லை, மற்றும் இப்போது நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்டுள்ளதுமற்றும் ஒரு புதிய எலக்ட்ரான் தேவைப்படுகிறது. ஆனால் அத்தகைய எலக்ட்ரானை எங்கே பெறுவது? ஆக்சிஜன் உருவாகும் வளாகம் என்று அழைக்கப்படும் குழுவில் உள்ள ஒரு பகுதி கவலையற்ற நீர் மூலக்கூறு "உலாவும்" காத்திருக்கிறது.
ஒரு நீர் மூலக்கூறில் ஒரு ஆக்ஸிஜன் அணுவும் இரண்டு ஹைட்ரஜன் அணுக்களும் உள்ளன. PSII இல் உள்ள ஆக்ஸிஜன் பரிணாம வளாகத்தில் ஹைட்ரஜன் அணுக்களிலிருந்து எலக்ட்ரான்களை எடுக்கும் நான்கு மாங்கனீசு அயனிகள் உள்ளன. இதன் விளைவாக, நீர் மூலக்கூறு இரண்டு நேர்மறை ஹைட்ரஜன் அயனிகள், இரண்டு எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் ஒரு ஆக்ஸிஜன் அணுவாக பிரிக்கப்படுகிறது. நீர் மூலக்கூறுகள் பிளவுபடுகின்றன, மற்றும் ஆக்ஸிஜன் அணுக்கள் ஜோடிகளாக விநியோகிக்கப்படுகின்றன, ஆக்ஸிஜன் வாயுவின் மூலக்கூறுகளை உருவாக்குகின்றன, இது தாவரத்தை காற்றிற்கு திரும்பச் செய்கிறது. ஹைட்ரஜன் அயனிகள் தைலகாய்டு பையில் சேகரிக்கத் தொடங்குகின்றன, இங்கிருந்து ஆலை அவற்றைப் பயன்படுத்தலாம், மேலும் எலக்ட்ரான்களின் உதவியுடன், பிஎஸ் II வளாகத்தில் இழப்பின் சிக்கல் தீர்க்கப்படுகிறது, இது இந்த சுழற்சியை வினாடிக்கு பல முறை மீண்டும் செய்யத் தயாராக உள்ளது.
தைலகாய்டு பையில் ஹைட்ரஜன் அயனிகள் குவிந்து, அவை ஒரு வழியைத் தேடத் தொடங்குகின்றன. நீர் மூலக்கூறின் சிதைவின் போது எப்போதும் உருவாகும் இரண்டு ஹைட்ரஜன் அயனிகள் அனைத்தும் இல்லை: PS II வளாகத்திலிருந்து PS I வளாகத்திற்குச் செல்லும்போது, எலக்ட்ரான்கள் மற்ற ஹைட்ரஜன் அயனிகளை பையில் ஈர்க்கின்றன. இந்த அயனிகள் பின்னர் தைலகாய்டில் குவிகின்றன. அவர்கள் எப்படி அங்கிருந்து வெளியேற முடியும்?
ஏடிபி (அடினோசின் ட்ரைபாஸ்பேட்) எனப்படும் செல்லுலார் "எரிபொருள்" உற்பத்தியில் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு நொதி - அவை ஒரு வெளியீட்டைக் கொண்ட "டர்ன்ஸ்டைல்" என்று மாறிவிடும். இந்த "டர்ன்ஸ்டைல்" வழியாகச் செல்வதன் மூலம், ஏற்கனவே பயன்படுத்தப்பட்ட ATP மூலக்கூறுகளை ரீசார்ஜ் செய்யத் தேவையான ஆற்றலை ஹைட்ரஜன் அயனிகள் வழங்குகின்றன. ஏடிபி மூலக்கூறுகள் செல்லுலார் "பேட்டரிகள்". அவை செல்லின் உள்ளே எதிர்வினைகளுக்கு ஆற்றலை வழங்குகின்றன.
சர்க்கரை சேகரிக்கும் போது, மேலும் ஒரு மூலக்கூறு தேவைப்படுகிறது. இது NADP (நிகோடினமைடு அடினைன் டைனுக்ளியோடைடு பாஸ்பேட்) என்று அழைக்கப்படுகிறது. NADP மூலக்கூறுகள் "டிரக்குகள்", அவை ஒவ்வொன்றும் ஒரு ஹைட்ரஜன் அணுவை சர்க்கரை மூலக்கூறின் நொதிக்கு வழங்குகிறது. NADP இன் உருவாக்கம் PS I வளாகத்தில் நிகழ்கிறது. ஒளி அமைப்பு (PSII) நீர் மூலக்கூறுகளை உடைக்கிறதுஅவற்றிலிருந்து ஏடிபியை உருவாக்குகிறது, ஒளியமைப்பு (பிஎஸ் ஐ) ஒளியை உறிஞ்சி எலக்ட்ரான்களை வெளியிடுகிறது, இது பின்னர் என்ஏடிபி உருவாக்கத்தில் தேவைப்படும். ஏடிபி மற்றும் என்ஏடிபி மூலக்கூறுகள் ஸ்ட்ரோமாவில் சேமிக்கப்பட்டு பின்னர் சர்க்கரையை உருவாக்கப் பயன்படும்.
ஒளிச்சேர்க்கையின் ஒளி கட்டத்தின் தயாரிப்புகள்:
- ஆக்ஸிஜன்
- NADP*H 2
இரவு கட்ட திட்டம்
ஒளி கட்டத்திற்குப் பிறகு, ஒளிச்சேர்க்கையின் இருண்ட நிலை ஏற்படுகிறது. இந்த கட்டத்தை முதலில் கால்வின் கண்டுபிடித்தார். பின்னர், இந்த கண்டுபிடிப்பு c3 - ஒளிச்சேர்க்கை என்று அழைக்கப்பட்டது. சில தாவர இனங்களில், ஒரு வகை ஒளிச்சேர்க்கை காணப்படுகிறது - c4.
ஒளிச்சேர்க்கையின் ஒளி கட்டத்தில் சர்க்கரை உற்பத்தி செய்யப்படுவதில்லை. ஒளியில் வெளிப்படும் போது, ஏடிபி மற்றும் என்ஏடிபி மட்டுமே உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. என்சைம்கள் ஸ்ட்ரோமாவில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன (தைலகாய்டுக்கு வெளியே உள்ள இடம்)சர்க்கரை உற்பத்திக்கு. குளோரோபிளாஸ்ட்டை ஒரு தொழிற்சாலையுடன் ஒப்பிடலாம், இதில் தைலகாய்டுக்குள் இருக்கும் குழுக்கள் (PS I மற்றும் PS II) ஸ்ட்ரோமாவின் மூன்றாவது குழுவின் (சிறப்பு நொதிகள்) வேலைக்காக டிரக்குகள் மற்றும் பேட்டரிகளை (NADP மற்றும் ATP) உற்பத்தி செய்கின்றன.
ஸ்ட்ரோமாவில் அமைந்துள்ள என்சைம்களைப் பயன்படுத்தி இரசாயன எதிர்வினைகள் மூலம் ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடு மூலக்கூறுகளைச் சேர்ப்பதன் மூலம் இந்தக் குழு சர்க்கரையை உருவாக்குகிறது. மூன்று குழுக்களும் பகலில் வேலை செய்கின்றன, மேலும் "சர்க்கரை" குழு இரவும் பகலும் வேலை செய்கிறது, பகல் மாற்றத்திற்குப் பிறகு இருக்கும் ATP மற்றும் NADP ஆகியவை பயன்படுத்தப்படும் வரை.
ஸ்ட்ரோமாவில், பல அணுக்கள் மற்றும் மூலக்கூறுகள் என்சைம்களின் உதவியுடன் இணைக்கப்படுகின்றன. சில நொதிகள் புரத மூலக்கூறுகள் ஆகும், அவை ஒரு சிறப்பு வடிவத்தைக் கொண்டிருக்கின்றன, அவை ஒரு குறிப்பிட்ட எதிர்வினைக்குத் தேவையான அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளை எடுக்க அனுமதிக்கின்றன. பிறகு இணைப்பு ஏற்படுகிறது, என்சைம் வெளியிடுகிறதுபுதிதாக உருவாக்கப்பட்ட மூலக்கூறு, இந்த செயல்முறை தொடர்ந்து மீண்டும் மீண்டும் செய்யப்படுகிறது. ஸ்ட்ரோமாவில், நொதிகள் தாங்கள் சேகரித்த சர்க்கரை மூலக்கூறுகளைக் கடந்து, அவற்றை மறுசீரமைத்து, ஏடிபியுடன் சார்ஜ் செய்து, கார்பன் டை ஆக்சைடைச் சேர்த்து, ஹைட்ரஜனைச் சேர்த்து, மூன்று கார்பன் சர்க்கரையை கலத்தின் மற்றொரு பகுதிக்கு அனுப்புகிறது, அங்கு அது குளுக்கோஸாக மாற்றப்படுகிறது. பல்வேறு பிற பொருட்கள்.
எனவே, இருண்ட கட்டம் குளுக்கோஸ் மூலக்கூறுகளின் உருவாக்கத்தால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது. மற்றும் கார்போஹைட்ரேட்டுகள் குளுக்கோஸிலிருந்து ஒருங்கிணைக்கப்படுகின்றன.
ஒளிச்சேர்க்கை ஒளி மற்றும் இருண்ட கட்டங்கள் (அட்டவணை)
இயற்கையில் பங்கு
இயற்கையில் ஒளிச்சேர்க்கையின் முக்கியத்துவம் என்ன? பூமியில் உள்ள வாழ்க்கை ஒளிச்சேர்க்கையைப் பொறுத்தது என்று நாம் பாதுகாப்பாகச் சொல்லலாம்.
- அதன் உதவியுடன், தாவரங்கள் ஆக்ஸிஜனை உற்பத்தி செய்கின்றன, இது சுவாசத்திற்கு மிகவும் அவசியம்.
- சுவாசத்தின் போது, கார்பன் டை ஆக்சைடு வெளியிடப்படுகிறது. தாவரங்கள் அதை உறிஞ்சவில்லை என்றால், வளிமண்டலத்தில் ஒரு பசுமை இல்ல விளைவு எழும். கிரீன்ஹவுஸ் விளைவின் வருகையுடன், காலநிலை மாறலாம், பனிப்பாறைகள் உருகலாம், இதன் விளைவாக, நிலத்தின் பல பகுதிகள் வெள்ளத்தில் மூழ்கலாம்.
- ஒளிச்சேர்க்கை செயல்முறை அனைத்து உயிரினங்களுக்கும் எரிபொருளாக உதவுகிறது மற்றும் மனிதகுலத்திற்கு எரிபொருளை வழங்குகிறது.
- வளிமண்டலத்தின் ஆக்ஸிஜன்-ஓசோன் திரை வடிவில் ஒளிச்சேர்க்கை மூலம் வெளியிடப்பட்ட ஆக்ஸிஜனுக்கு நன்றி, அனைத்து உயிரினங்களும் புற ஊதா கதிர்வீச்சிலிருந்து பாதுகாக்கப்படுகின்றன.
செயல்படுத்தப்பட்டது தாவர இலைகளில் ஒளிச்சேர்க்கை செயல்முறை.ஒளிச்சேர்க்கை என்பது பச்சை தாவரங்களின் சிறப்பியல்பு. இலை செயல்பாட்டின் இந்த மிக முக்கியமான அம்சம் K. A. திமிரியாசேவ் மூலம் முழுமையாக வகைப்படுத்தப்படுகிறது:
இலையின் வாழ்க்கை தாவர வாழ்க்கையின் சாரத்தை வெளிப்படுத்துகிறது என்று கூறலாம். அனைத்து கரிமப் பொருட்களும், அவை எவ்வளவு மாறுபட்டதாக இருந்தாலும், அவை எங்கு காணப்பட்டாலும் - ஒரு தாவரத்தில், ஒரு விலங்கு அல்லது ஒரு நபராக இருந்தாலும் - இலை மூலம் உற்பத்தி செய்யப்படும் பொருட்களிலிருந்து உருவாகின்றன.
தாவர இலைகளின் அமைப்பு
தாவர இலைகள்அவை அவற்றின் உடற்கூறியல் கட்டமைப்பில் பெரும் பன்முகத்தன்மையால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன, இது தாவர வகை மற்றும் அவற்றின் வளர்ச்சியின் நிலைமைகள் இரண்டையும் சார்ந்துள்ளது. இலை மேல் மற்றும் கீழ் மேல்தோல் மூடப்பட்டிருக்கும் - ஸ்டோமாட்டா எனப்படும் ஏராளமான திறப்புகளைக் கொண்ட ஒரு உறை திசு. மேல் தோலின் கீழ் ஒரு பாலிசேட் அல்லது நெடுவரிசை பாரன்கிமா உள்ளது, இது அசிமிலேஷன் என்று அழைக்கப்படுகிறது. அதன் கீழ் தளர்வான திசு உள்ளது - பஞ்சுபோன்ற பாரன்கிமா, அதைத் தொடர்ந்து கீழ் மேல்தோல். முழு இலையும் நீர், தாதுக்கள் மற்றும் கரிம பொருட்கள் கடந்து செல்லும் கடத்தும் மூட்டைகளைக் கொண்ட நரம்புகளின் வலையமைப்பால் ஊடுருவுகிறது. ஒரு இலையின் குறுக்குவெட்டு. இலையின் நெடுவரிசை மற்றும் பஞ்சுபோன்ற திசுக்களில் பச்சை பிளாஸ்டிட்கள் உள்ளன - நிறமிகளைக் கொண்ட குளோரோபிளாஸ்ட்கள். குளோரோபிளாஸ்ட்கள் மற்றும் அவற்றில் உள்ள பச்சை நிறமிகள் (குளோரோபில்ஸ்) இருப்பது தாவரங்களின் நிறத்தை விளக்குகிறது. பெரிய இலை மேற்பரப்பு, 30,000 - 50,000 சதுர மீட்டர் அடையும். வெவ்வேறு தாவரங்களில் 1 ஹெக்டேருக்கு மீ, ஒளிச்சேர்க்கையின் போது காற்றில் இருந்து CO 2 ஐ வெற்றிகரமாக உறிஞ்சுவதற்கு ஏற்றது. கார்பன் டை ஆக்சைடு மேல்தோலில் அமைந்துள்ள ஸ்டோமாட்டா வழியாக தாவர இலைக்குள் ஊடுருவி, செல் இடைவெளியில் நுழைந்து, செல் சவ்வு வழியாக ஊடுருவி, சைட்டோபிளாஸுக்குள் நுழைகிறது, பின்னர் குளோரோபிளாஸ்ட்களில், ஒருங்கிணைப்பு செயல்முறை நடைபெறுகிறது. இந்த செயல்பாட்டில் உருவாகும் ஆக்ஸிஜன் குளோரோபிளாஸ்ட்களின் மேற்பரப்பில் இருந்து ஒரு இலவச நிலையில் பரவுகிறது. எனவே, ஸ்டோமாட்டா மூலம், இலைகளுக்கும் வெளிப்புற சூழலுக்கும் இடையில் வாயு பரிமாற்றம் ஏற்படுகிறது - கார்பன் டை ஆக்சைடு உட்கொள்ளல் மற்றும் ஒளிச்சேர்க்கையின் போது ஆக்ஸிஜன் வெளியீடு, கார்பன் டை ஆக்சைடு வெளியீடு மற்றும் சுவாசத்தின் போது ஆக்ஸிஜனை உறிஞ்சுதல். கூடுதலாக, ஸ்டோமாட்டா நீராவியை வெளியிட உதவுகிறது. ஸ்டோமாட்டல் திறப்புகளின் மொத்த பரப்பளவு முழு இலை மேற்பரப்பில் 1-2% மட்டுமே என்ற போதிலும், ஸ்டோமாட்டா திறந்திருக்கும் போது, கார்பன் டை ஆக்சைடு காரத்தால் உறிஞ்சப்படுவதை விட 50 மடங்கு அதிகமாக இலைகளுக்குள் ஊடுருவுகிறது. . ஸ்டோமாட்டாவின் எண்ணிக்கை மிகப் பெரியது - 1 சதுரத்திற்கு பல டஜன் முதல் 1500 வரை. மிமீகுளோரோபிளாஸ்ட்கள்
குளோரோபிளாஸ்ட்கள்- ஒளிச்சேர்க்கை செயல்முறை நிகழும் பச்சை பிளாஸ்டிட்கள். அவை சைட்டோபிளாஸில் அமைந்துள்ளன. உயர்ந்த தாவரங்களில், குளோரோபிளாஸ்ட்கள் வட்டு வடிவிலோ அல்லது லென்ஸ் வடிவிலோ இருக்கும்; கீழ் தாவரங்களில் அவை மிகவும் வேறுபட்டவை.
பச்சை தாவர செல்களில் குளோரோபிளாஸ்ட்கள். உயர்ந்த தாவரங்களில் குளோரோபிளாஸ்ட்களின் அளவு நிலையானது, சராசரியாக 1-10 மைக்ரான்கள். வழக்கமாக ஒரு கலத்தில் அதிக எண்ணிக்கையிலான குளோரோபிளாஸ்ட்கள் உள்ளன, சராசரியாக 20-50, மற்றும் சில நேரங்களில் அதிகமாக இருக்கும். அவை முக்கியமாக இலைகளில் அமைந்துள்ளன, மேலும் பழுக்காத பழங்களில் அவற்றில் பல உள்ளன. ஒரு தாவரத்தில், குளோரோபிளாஸ்ட்களின் மொத்த எண்ணிக்கை மிகப்பெரியது; வயது வந்த ஓக் மரத்தில், எடுத்துக்காட்டாக, அவற்றின் பரப்பளவு 2 ஹெக்டேர். குளோரோபிளாஸ்ட் ஒரு சவ்வு அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது. இது சைட்டோபிளாஸிலிருந்து இரட்டை சவ்வு சவ்வு மூலம் பிரிக்கப்படுகிறது. குளோரோபிளாஸ்டில் லேமல்லே, புரோட்டீன்-லிபோயிட் தட்டுகள் உள்ளன, அவை மூட்டைகளில் சேகரிக்கப்பட்டு கிரானா என்று அழைக்கப்படுகின்றன. குளோரோபில் ஒரு மோனோமாலிகுலர் அடுக்கு வடிவத்தில் லேமல்லேவில் அமைந்துள்ளது. லேமல்லேகளுக்கு இடையில் ஒரு நீர் புரத திரவம் உள்ளது - ஸ்ட்ரோமா; இதில் ஸ்டார்ச் தானியங்கள் மற்றும் எண்ணெய் துளிகள் உள்ளன. குளோரோபிளாஸ்டின் அமைப்பு ஒளிச்சேர்க்கைக்கு நன்கு பொருந்துகிறது, ஏனெனில் குளோரோபில் தாங்கும் கருவியை சிறிய தட்டுகளாகப் பிரிப்பது குளோரோபிளாஸ்டின் செயலில் உள்ள மேற்பரப்பை கணிசமாக அதிகரிக்கிறது, இது ஆற்றலை அணுகுவதற்கும் ஒளிச்சேர்க்கையில் ஈடுபட்டுள்ள வேதியியல் அமைப்புகளுக்கு மாற்றுவதற்கும் உதவுகிறது. A.A. Tabentsky இன் தரவு, தாவர ஆன்டோஜெனீசிஸின் போது குளோரோபிளாஸ்ட்கள் எல்லா நேரத்திலும் மாறுகிறது என்பதைக் காட்டுகிறது. இளம் இலைகளில், குளோரோபிளாஸ்ட்களின் நுண்ணிய சிறுமணி அமைப்பு காணப்படுகிறது, அதே சமயம் வளர்ச்சியை முடித்த இலைகளில், கரடுமுரடான-தானிய அமைப்பு காணப்படுகிறது. பழைய இலைகளில், குளோரோபிளாஸ்ட்களின் முறிவு ஏற்கனவே காணப்படுகிறது. குளோரோபிளாஸ்ட்களின் உலர் பொருளில் 20-45% புரதங்கள், 20-40% லிபோய்டுகள், 10-12% கார்போஹைட்ரேட்டுகள் மற்றும் பிற இருப்பு பொருட்கள், 10% கனிம கூறுகள், 5-10% பச்சை நிறமிகள் (குளோரோபில் ஏமற்றும் குளோரோபில் பி), 1-2% கரோட்டினாய்டுகள், அதே போல் சிறிய அளவு RNA மற்றும் DNA. நீர் உள்ளடக்கம் 75% ஐ அடைகிறது. குளோரோபிளாஸ்ட்களில் ஹைட்ரோலைடிக் மற்றும் ரெடாக்ஸ் என்சைம்களின் பெரிய தொகுப்பு உள்ளது. N. M. Sissakyan இன் ஆராய்ச்சி, பல நொதிகளின் தொகுப்பு குளோரோபிளாஸ்ட்களிலும் நிகழ்கிறது என்பதைக் காட்டுகிறது. இதற்கு நன்றி, அவை தாவர வாழ்க்கை செயல்முறைகளின் முழு சிக்கலான வளாகத்திலும் பங்கேற்கின்றன. நிறமிகள், அவற்றின் பண்புகள் மற்றும் உருவாக்கத்தின் நிலைமைகள்
நிறமிகள்ஆலை இலைகளிலிருந்து ஆல்கஹால் அல்லது அசிட்டோனுடன் பிரித்தெடுக்கலாம். சாற்றில் பின்வரும் நிறமிகள் உள்ளன: பச்சை - குளோரோபில் ஏமற்றும் குளோரோபில் பி; மஞ்சள் - கரோட்டின் மற்றும் சாந்தோபில் (கரோட்டினாய்டுகள்).குளோரோபில்
குளோரோபில்பிரதிபலிக்கிறதுபூமியின் மேற்பரப்பில் மிகவும் சுவாரஸ்யமான பொருட்களில் ஒன்று(சி. டார்வின்), இதற்கு நன்றி, கனிம CO 2 மற்றும் H 2 O ஆகியவற்றிலிருந்து கரிமப் பொருட்களின் தொகுப்பு சாத்தியமாகும். அதன் வேதியியல் கலவை நிறுவ. எத்தில் ஆல்கஹால் அல்லது அசிட்டோன் பொதுவாக குளோரோபில் பிரித்தெடுக்கப் பயன்படுகிறது. குளோரோபில் பின்வரும் சுருக்க சூத்திரங்களைக் கொண்டுள்ளது: குளோரோபில் ஏ- C 55 H 72 O 5 N 4 Mg, குளோரோபில் பி- C 55 H 70 O 6 N 4 Mg. குளோரோபில் ஏகுளோரோபிளை விட 2 ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் மற்றும் 1 குறைவான ஆக்ஸிஜன் அணுக்கள் பி. குளோரோபில் சூத்திரங்கள் பின்வருமாறு குறிப்பிடப்படுகின்றன:
குளோரோபில் சூத்திரங்கள் ஏமற்றும் பி. குளோரோபில் மூலக்கூறில் மைய இடம் Mg ஆல் ஆக்கிரமிக்கப்பட்டுள்ளது; ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலத்துடன் குளோரோபிலின் ஆல்கஹால் சாற்றை சிகிச்சையளிப்பதன் மூலம் அதை இடமாற்றம் செய்யலாம். பச்சை நிறமி ஒரு பழுப்பு நிறமாக மாறும், இது பியோஃபிடின் எனப்படும், இதில் Mg ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலத்திலிருந்து இரண்டு H அணுக்களால் மாற்றப்படுகிறது. பியோஃபிடின் மூலக்கூறில் மெக்னீசியம் அல்லது மற்றொரு உலோகத்தைச் சேர்ப்பதன் மூலம் சாற்றின் பச்சை நிறத்தை மீட்டெடுப்பது மிகவும் எளிதானது. எனவே, குளோரோபிலின் பச்சை நிறம் அதன் கலவையில் உலோகத்தின் இருப்புடன் தொடர்புடையது. குளோரோபில் ஒரு ஆல்கஹால் சாறு காரத்திற்கு வெளிப்படும் போது, ஆல்கஹால் குழுக்கள் (பைட்டோல் மற்றும் மெத்தில் ஆல்கஹால்) அகற்றப்படுகின்றன; இந்த வழக்கில், குளோரோபிலின் பச்சை நிறம் தக்கவைக்கப்படுகிறது, இது இந்த எதிர்வினையின் போது குளோரோபில் மூலக்கூறின் மையப்பகுதி பாதுகாக்கப்படுவதைக் குறிக்கிறது. குளோரோபிலின் வேதியியல் கலவை அனைத்து தாவரங்களிலும் ஒரே மாதிரியாக உள்ளது. குளோரோபில் a இன் உள்ளடக்கம் எப்போதும் குளோரோபில் பி ஐ விட அதிகமாக (சுமார் 3 மடங்கு) இருக்கும். குளோரோபிலின் மொத்த அளவு சிறியது மற்றும் இலையின் உலர்ந்த பொருளில் 1% ஆகும். அதன் வேதியியல் தன்மையில், குளோரோபில் இரத்தத்தில் உள்ள வண்ணமயமான பொருளுக்கு அருகில் உள்ளது - ஹீமோகுளோபின், மூலக்கூறின் மைய இடம் மெக்னீசியத்தால் அல்ல, ஆனால் இரும்பினால் ஆக்கிரமிக்கப்பட்டுள்ளது. இதற்கு இணங்க, அவற்றின் உடலியல் செயல்பாடுகளும் வேறுபடுகின்றன: ஒரு தாவரத்தில் மிக முக்கியமான மீளுருவாக்கம் செயல்பாட்டில் குளோரோபில் பங்கேற்கிறது - ஒளிச்சேர்க்கை மற்றும் ஹீமோகுளோபின் - விலங்கு உயிரினங்களின் சுவாசத்தின் செயல்பாட்டில், ஆக்ஸிஜனைச் சுமந்து செல்கிறது. நிறமிகளின் ஒளியியல் பண்புகள்
குளோரோபில் சூரிய சக்தியை உறிஞ்சி, வெளியில் இருந்து பெறப்பட்ட ஆற்றல் இல்லாமல் நிகழ முடியாத இரசாயன எதிர்வினைகளுக்கு வழிநடத்துகிறது. கடத்தப்பட்ட ஒளியில் உள்ள குளோரோபில் கரைசல் பச்சை நிறத்தில் இருக்கும், ஆனால் அடுக்கு தடிமன் அல்லது குளோரோபில் செறிவு அதிகரிக்கும் போது அது சிவப்பு நிறமாக மாறும். குளோரோபில் ஒளியை முழுமையாக உறிஞ்சாமல், தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட முறையில் உறிஞ்சுகிறது. வெள்ளை ஒளி ஒரு ப்ரிஸம் வழியாக அனுப்பப்படும் போது, அது ஏழு புலப்படும் வண்ணங்களைக் கொண்ட ஒரு நிறமாலையை உருவாக்குகிறது, இது படிப்படியாக ஒருவருக்கொருவர் மாறுகிறது. ஒரு ப்ரிஸம் மற்றும் குளோரோபில் கரைசல் வழியாக வெள்ளை ஒளியைக் கடக்கும்போது, விளைந்த நிறமாலையில் மிகவும் தீவிரமான உறிஞ்சுதல் சிவப்பு மற்றும் நீல-வயலட் கதிர்களில் இருக்கும். பச்சை கதிர்கள் சிறிது உறிஞ்சப்படுகின்றன, எனவே, ஒரு மெல்லிய அடுக்கில், குளோரோபில் கடத்தப்பட்ட ஒளியில் பச்சை நிறத்தைக் கொண்டுள்ளது. இருப்பினும், குளோரோபில் செறிவு அதிகரிப்பதால், உறிஞ்சும் பட்டைகள் விரிவடைகின்றன (பச்சைக் கதிர்களின் குறிப்பிடத்தக்க பகுதியும் உறிஞ்சப்படுகிறது) மற்றும் தீவிர சிவப்பு கதிர்களின் ஒரு பகுதி மட்டுமே உறிஞ்சப்படாமல் செல்கிறது. குளோரோபிலின் உறிஞ்சுதல் நிறமாலை ஏமற்றும் பிமிகவும் நெருக்கமான. பிரதிபலித்த ஒளியில், குளோரோபில் செர்ரி சிவப்பு நிறத்தில் தோன்றுகிறது, ஏனெனில் அது அலைநீளத்தில் ஏற்படும் மாற்றத்துடன் உறிஞ்சப்பட்ட ஒளியை வெளியிடுகிறது. குளோரோபிளின் இந்த பண்பு ஃப்ளோரசன்ஸ் என்று அழைக்கப்படுகிறது.கரோட்டின் மற்றும் சாந்தோபில்
கரோட்டின் மற்றும் சாந்தோபில்நீலம் மற்றும் வயலட் கதிர்களில் மட்டுமே உறிஞ்சும் பட்டைகள் உள்ளன. அவற்றின் நிறமாலை ஒன்றுக்கொன்று நெருக்கமாக உள்ளது.
குளோரோபிலின் உறிஞ்சுதல் நிறமாலை ஏமற்றும் பி. இந்த நிறமிகளால் உறிஞ்சப்படும் ஆற்றல் குளோரோபில்க்கு மாற்றப்படுகிறது ஏ, இது ஒளிச்சேர்க்கையில் நேரடி பங்கேற்பாளர். கரோட்டின் புரோவிடமின் ஏ என்று கருதப்படுகிறது, ஏனெனில் அதன் முறிவு வைட்டமின் ஏ இன் 2 மூலக்கூறுகளை உருவாக்குகிறது. கரோட்டின் சூத்திரம் சி 40 எச் 56, சாந்தோபில் சி 40 எச் 54 (ஓஎச்) 2 ஆகும். குளோரோபில் உருவாவதற்கான நிபந்தனைகள்
குளோரோபில் உருவாக்கம் 2 கட்டங்களில் மேற்கொள்ளப்படுகிறது: முதல் கட்டம் இருண்டது, இதன் போது குளோரோபிலின் முன்னோடி, புரோட்டோகுளோரோபில் உருவாகிறது, இரண்டாவது ஒளி, இதன் போது ஒளியில் உள்ள புரோட்டோகுளோரோபில் இருந்து குளோரோபில் உருவாகிறது. குளோரோபில் உருவாக்கம் தாவர வகை மற்றும் பல வெளிப்புற நிலைமைகள் இரண்டையும் சார்ந்துள்ளது. ஊசியிலையுள்ள நாற்றுகள் போன்ற சில தாவரங்கள், இருட்டில், ஒளி இல்லாமல் கூட பச்சை நிறமாக மாறும், ஆனால் பெரும்பாலான தாவரங்களில், குளோரோபில் ஒளியில் மட்டுமே புரோட்டோகுளோரோபில் இருந்து உருவாகிறது. ஒளி இல்லாத நிலையில், மெல்லிய, பலவீனமான, அதிக நீளமான தண்டு மற்றும் மிகச் சிறிய வெளிர் மஞ்சள் இலைகளைக் கொண்ட எட்டியோலேட்டட் தாவரங்கள் பெறப்படுகின்றன. எடியோலேட்டட் செடிகள் வெளிச்சத்திற்கு வெளிப்பட்டால், இலைகள் விரைவில் பச்சை நிறமாக மாறும். இலைகளில் ஏற்கனவே புரோட்டோகுளோரோபில் உள்ளது என்பதன் மூலம் இது விளக்கப்படுகிறது, இது ஒளியின் செல்வாக்கின் கீழ் எளிதில் குளோரோபில் ஆக மாற்றப்படுகிறது. குளோரோபில் உருவாவதில் வெப்பநிலை பெரும் தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது; குளிர்ந்த வசந்த காலத்தில், சில புதர்களின் இலைகள் சூடான வானிலை அமைக்கும் வரை பச்சை நிறமாக மாறாது: வெப்பநிலை குறையும் போது, புரோட்டோகுளோரோபில் உருவாக்கம் ஒடுக்கப்படுகிறது. குளோரோபில் உருவாக்கம் தொடங்கும் குறைந்தபட்ச வெப்பநிலை 2° ஆகும், குளோரோபில் உருவாகாத அதிகபட்ச வெப்பநிலை 40° ஆகும். ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலைக்கு கூடுதலாக, குளோரோபில் உருவாவதற்கு கனிம ஊட்டச்சத்தின் கூறுகள், குறிப்பாக இரும்பு தேவைப்படுகிறது. அது இல்லாத நிலையில், தாவரங்கள் குளோரோசிஸ் என்ற நோயை அனுபவிக்கின்றன. வெளிப்படையாக, இரும்பு என்பது புரோட்டோகுளோரோபில் தொகுப்பில் ஒரு ஊக்கியாக உள்ளது, ஏனெனில் இது குளோரோபில் மூலக்கூறின் பகுதியாக இல்லை. குளோரோபில் உருவாவதற்கு நைட்ரஜன் மற்றும் மெக்னீசியம் தேவைப்படுகிறது, அவை அதன் மூலக்கூறின் பகுதியாகும். பசுமையாக்கும் திறன் கொண்ட பிளாஸ்டிட்களின் இலை செல்களில் இருப்பது ஒரு முக்கியமான நிபந்தனை. அவை இல்லாத நிலையில், தாவரத்தின் இலைகள் வெண்மையாக இருக்கும், ஆலை ஒளிச்சேர்க்கை திறன் கொண்டதாக இல்லை மற்றும் அதன் விதை இருப்புக்களை பயன்படுத்தும் வரை மட்டுமே வாழ முடியும். இந்த நிகழ்வு அல்பினிசம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. இது கொடுக்கப்பட்ட தாவரத்தின் பரம்பரை தன்மையில் ஏற்படும் மாற்றத்துடன் தொடர்புடையது.குளோரோபில் மற்றும் ஒருங்கிணைக்கக்கூடிய கார்பன் டை ஆக்சைடு இடையே உள்ள அளவு உறவுகள்
அதிக உள்ளடக்கத்துடன் குளோரோபில்ஒரு தாவரத்தில், ஒளிச்சேர்க்கை செயல்முறை குறைந்த ஒளி தீவிரத்தில் மற்றும் குறைந்த வெப்பநிலையில் கூட தொடங்குகிறது. இலைகளில் குளோரோபில் உள்ளடக்கம் அதிகரிப்பதால், ஒளிச்சேர்க்கை அதிகரிக்கிறது, ஆனால் ஒரு குறிப்பிட்ட வரம்புக்கு. இதன் விளைவாக, குளோரோபில் உள்ளடக்கத்திற்கும் CO 2 உறிஞ்சுதலின் தீவிரத்திற்கும் இடையே நேரடி தொடர்பு இல்லை. இலையில் உள்ள ஒரு யூனிட் குளோரோபில் கணக்கிடப்படும் ஒரு மணி நேரத்திற்கு இலையால் ஒருங்கிணைக்கப்படும் CO 2 இன் அளவு அதிகமாகவும், குறைவாகவும் இருக்கும். ஆர். வில்ஸ்டெட்டர் மற்றும் ஏ. ஸ்டோல் ஆகியோர் குளோரோபில் அளவு மற்றும் உறிஞ்சப்பட்ட கார்பன் டை ஆக்சைடு ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான உறவை வகைப்படுத்தும் அலகு ஒன்றை முன்மொழிந்தனர். குளோரோபிலின் ஒரு யூனிட் எடைக்கு ஒரு யூனிட் நேரத்திற்கு கார்பன் டை ஆக்சைடு சிதைந்த அளவை அவர்கள் அழைத்தனர் ஒருங்கிணைப்பு எண். ஒருங்கிணைப்பு எண் நிலையானது அல்ல: குளோரோபில் உள்ளடக்கம் குறைவாக இருக்கும்போது அதிகமாகவும், இலைகளில் அதன் உள்ளடக்கம் அதிகமாக இருக்கும்போது குறைவாகவும் இருக்கும். இதன் விளைவாக, இலையில் அதன் உள்ளடக்கம் குறைவாக இருக்கும்போது குளோரோபில் மூலக்கூறு அதிக உற்பத்தித் திறனுடன் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் குளோரோபிலின் உற்பத்தித்திறன் அதன் அளவை அதிகரிப்பதன் மூலம் குறைகிறது. தரவு அட்டவணையில் உள்ளிடப்பட்டுள்ளது.குளோரோபில் உள்ளடக்கத்தைப் பொறுத்து அட்டவணை ஒருங்கிணைப்பு எண் (ஆர். வில்ஸ்டெட்டர் மற்றும் ஏ. ஸ்டோல் படி)
| செடிகள் |
10 மணிக்கு இலைகள் (மிகி) |
ஒருங்கிணைப்பு எண் |
|
பச்சை இனம் மஞ்சள் இனம் |
16,2 1,2 | 6,9 82,0 |
| இளஞ்சிவப்பு | 16,2 | 5,8 |
| விளக்கேற்றிய பின் எட்டியோலேட்டட் பீன்ஸ் முளைகள்: 6 மணி நேரம் 4 நாட்கள் |
