Лекция 5 Фотосинтез ді ара ы

Лекция 5 Фотосинтез ді ара ы сатысың қ ңғ 1. К мір ыш ыл газды ассимиляциалануыны ө қ қ ң ң С 3 -жолы — Кальвин айналымы. 2. Фототыныс алу 3. С 4 — сімдіктер. Хэтч пен Слэкті айналымы ө ң 4. САМ-метаболизм.

Жарык ( hv ) 6 С 0 2 + 12 Н 2 0 → С 6 Н 12 0 6 + 60 2 + 6 Н 2 О Хлорофилл Глюкоза Жары сатысық хлоропласты ң тилакоидтарында ж реді, ү ара ы сатысы қ ңғ – стромада.

Строма Тилакоидтер Грана тилакоидтары Ішкі мембрана Сыртқы мембрана

1946 -1956 ж. ж. — М. Кальвин С 3 — жолы, Каль вин айналымы С 3 -өсімдіктер қоңыржай аймақтарда өсіп-өнеді жары сатыны німдері қ ң ө 6 АТФ+6 НАДФ. Н 2 3 СО 2 +3 РБФ+3 Н 2 О→ 6 ФГК→→→→ 6 ФГА→ 1 ФГА к мірсулар ө 3 АТФ →→В← Б←А ←←←←←← 5 ФГА жар. сатыдан СО 2 -ні ассимиляциалану жолдары ң

С 3 — жолы, Каль вин айналымы 3 саты а б лінеді: ғ ө АТФ РБФ- карбоксилаза Риб-5 Ф → → → Риб-1, 5 ди. Ф + СО 2 → 3 -ФГ Қ Фосфорибулозокиназа I Карбоксилдену сатысы. Карбоксилденудің бірінші өнімі — 3 көміртек атомы бар қосынды – ФГҚ -фосфоглицеринқышқылы

Рибулозодифосфаткарбоксилаза/оксигеназа R ibulosobisphosphate-carbo xy lase/охigenase. Rubisco Карбоксилазалы қ ызметі қ Оксигеназалы қ ызметі қ Карбоксилдену, С 3 — жолы Фототыныс алу

II Тоты сыздану сатысы. қ АТФ НАДФН 3 -ФГ Қ →→→→→→→ 1, 3 ФГ →→→→ Қ ФГА фосфоглицераткиназа тоты сыздану қ III Регенерация сатысы. 6 ФГА 1 ФГА 5 ФГА к мірсулар ө РБФ

2 мол. 3 -ФГА ( Кальвин цикліні 2 ң айналымы) ↓ 2 мол. Фруктозо-1, 6 -дифосфат ↓ Гл-1 -Ф Фр-6 -ф ↓ + УТФ УДФГл Крахмал ↓ + Фр-6 -ф сахарозо-Ф ↓ сахароза ↓ глюкоза + фруктоза

ара ыда ы реакциялар: Қ ңғ ғ 6 РБФ+6 СО 2 +12 НАДФН+12 Н + + 18 АТФ 6 РБФ+С 6 Н 12 О 6 +Н 2 О+12 НАДФ+18 АДФ+Ф бейорг. Кальвин циклі барлы сімдіктерге т н, қ ө ә біра СО қ 2 –ні Кальвин цикліне жеткізуіні р ң ә т рлі жолдары бар. ү

Фототыныс алу (гликолатты цикл). Бұл процесте ОО 22 сіңіріліп СО 2↑ босап шығады. . Фототыныс алудың алғашқы өнімі – – гликоль қышқылы. Сондықтан оны гликолат жолы деп атайады. СОСО 22 — С- С 33 – – жолы жүреді. СОСО 2 2 ОО 22 — Фототыныс алу жүреді. Rubisco оксигеназалық ролін атқарады.

Фототыныс алу процесте 3 -ФГҚ және 2 — фосфогликоль қышқылы түзіледі. Фототыныс алу 3 органеллада жүреді: 1. 1. Хлоропласт — РБФ гликоль ыш ылы /гликолат/қ қ 2. 2. Пероксисома – Гликолат глицин 3. 3. Митохондрия – Глицин серин

СОСО 22 Рибулоза 1, 5 ди. Ф ↓ ОО 22 фосфогликолат Хлоропласт ↓ ↓ фосфоглицерат гликолат /гликоль қышқылы/ ↑ ↓ ↑ ↓ ______________________________________________ Пероксисома ↑ ↓ глицерат гликолат ОО 22 НН 22 ОО 22 гидроксипируват глиоксилат ↑ ↓ глицин ______________________________________________ серин глицин Митохондрия СОСО 22 серин

CC 44 жолы /Хэтч-Слэк циклі/ Эволюция бойында өзгерген ортаның жағдайларына бейімделу механизмі 1966 ж. – М. Д. Хетч пен К. Р. Слэк 1960 ж. Ю. С. Карпилов Кейбір субтропикалық және тропикалық өсімдіктерде AA марант, жүгері, қант қамысы Карбоксилденудің бірінші өнімі – 4 көміртек атомы бар қосынды.

Жапыра ты мезофилінде -қ ң майда са граналы ұ қ пластидтер. ткізгіш шо тарды оршап Ө қ қ т р ан клеткаларда — ұ ғ гранасы жо қ ірі пластидтер ФЖ 2 ФЖ 1 2 түрлі клеткалар бар:

CC 44 — жолы ФЕПФЕП ФЕП-карбоксилаза ҚСҚҚСҚ /қымыз сірке қышқылы/ оксалоацетат НАДФН+Н ++ алма қышқылы / малат/ ______________________________________________ алма қышқылы / малат/ ПЖҚПЖҚ / / пируват // СС 3 3 — жолы. Мезофилл клеткалар ткізгіш шо тады Ө қ орша ан клеткалар қ ғ СО

Мезофилл клеткалары ткізгіш шо тарды оршап т р ан Ө қ қ ұ ғ клеткалар

СС 4 4 – жолыны арты шылы тарың қ қ : : • СС 33 — жолымен ж ретін фотосинтезде фототынысты ү ң белсенділігі жо ары, ал ғ С 4 — сімдіктерде фототыныс ө алуды белсенділігі т мен. ң өалуды белсенділігі т мен. ң ө • Rubisco фототынысты да катализдейді: • РБФ + СО 2 2 → 2 ФГ — Қ фосфоглицерин ыш ылы. қ қ • РБФ + 0 22 → ФГК — фосфогликол ь ыш ылық қ. . • Тоты у ж не карбоксилдену реакциялар бірімен ғ әТоты у ж не карбоксилдену реакциялар бірімен ғ ә басекеленеді.

• С 4 — жолдың сімдіктерінде ө С 4 С 4 -жолы ж ретін ү хлоропластарда 00 22 –ті м лшері т мен болады, ң ө ө себебі онда тек ФЖ 1 ж мыс істейді. ұ ж мыс істейді. ұ ФЖ 1 -де 00 2 2 б лінбейдіө • Rubisco – ны ңны ң карбоксилазалы ж не қ ә оксигеназалы функциялары қ 0022 мен СОСО 2 -2 — ні ң м лшеріне т уелді. ө ә

2. 2. Ф/с-ді тң емператур а оа о птимумы СС 33 — жолы сімдіктерде өсімдіктердеө 20 -25 °С, СС 44 – 30 -45°С. 3. 3. СС 44 — сімдіктердеө фотосинтезді к н с улесіне ң ү ә аны уы қ ғаны уы қ ғ СС 33 — сімдіктергеө ара анада к н с улесіні қ ғ ү ә ң белсенділігі жо арылау бол анда келеді. ғ ғбелсенділігі жо арылау бол анда келеді. ғ ғ Мысалы, С С 33 — сімдіктердеө игеретін с улені ә ң белсенділігі толы к н с улесіні белсенділігіні қ ү ә ң ңбелсенділігі толы к н с улесіні белсенділігіні қ ү ә ң ң 50%-не те бол анда ф/с-ді ар ындылы ы ң ғ ң қ қ ғ згермейді. ө СС 44 — сімдіктерде ө к н с улесіні белсенділігі л ай анда, ү ә ң ұ ғ ғ ф/с-ді ар ындылы ы се береді. ң қ қ ғ ө Сол шін С 4 — сімдіктерде ф/с ар ындылы ы ү ө қ қ ғСол шін С 4 — сімдіктерде ф/с ар ындылы ы ү ө қ қ ғ жо ары температурада ж не жары ты белсенділігі ғ ә қ ң жо ары бол анда да к теріле береді. ғ ғ ө

4. 4. СС 44 -өсімдіктерде Кальвин циклінің өнімдері өткізгіш шоқтарды қоршаған клеткаларда түзіледі. Ол ассимиляттардың таралуын оңайлатады, содан соң фотосинтез қарқындылығы да ұлғаяды. 5. 5. СС 44 -өсімдіктер қуаңшылыққа, жоғары температураға төзімді болады

САМ / Crassulacean acid metabolism // -метаболизм ЖО М –Қ жаса ш птерді органикалы ң ө ң қ ыш ылдар метаболизмі қ қыш ылдар метаболизміқ қ Тропикалық аймақта өсетін / суккуленттер / өсімдіктерге тән. Оларда устьицалар күндіз ашық, түнде жабық болады. Суды аз жоғалтады, қуаңшылыққа төзімілік береді.

Crassula_Ovata

СО 2 Т н. Устьицалар ашыү қ __ ↓ __ _____________________________ ↓ ФЕП-карбоксилаза ФЕП /фосфоенолпирож зім ыш ылы/ → С / ымыз-сірке ыш ылы/ ү қ қ Қ Қ қ қ қ ↑ НАДФ + Н+ → ↓ анттар қ малат /алма ыш ылы/қ қ ↑ ↓ _______________________________ К ндіз Устьицалар жабы ү қ _______________________________ анттар ПЖ /пирож зім ыш ыл/ қ Қ ү қ қ Крахмал Хлоропласт Вакуоль Крахмал С 3 -жолы ↑ анттар Қ РБФ ↑ Кребс циклі ФГ 3 -ФГ Қ Қ Хлоропласт Малат Вакуоль СО

Устьицалар ашық Устьицалар жабық Күндіз Түн

ЖОҚМ фотосинтездің С 4 жолына ұқсас жүреді. . Ерекшелігі: ЖОҚМ-тәулікке тәуелді , ал С 4–жолы — кеңістікке тәуелді жүреді. . 1. Клеткларда ФЕП-карбоксилаза да және РБФ-карбоксилаза/оксигеназа да бар. . 2. Күндіз Кальвин циклінде синтезделетін көмірсулар циклдің қайталауына керек, метаболиттердің көзі болып пайдаланылады (мысалы, ФЕП). .

3. Осындай фотосинтез жолы суды максимальды үнемдеуді, фотосинтездің қүаңшылық жағдайда жүруін қамтамасыз етеді. . Бірақ СС АМ-АМ- өсімдіктердің өнімі жоғары болмайды, олар баяу өседі. Кейбір өсімдіктер су жетіскен жағдайда фотосинтез жолы С 3 -жолына ауысуы мүмкін.

1. К мір ыш ылы газыны ө қ қ ң негізгі байланысу жолы С 3 — жол деп неге аталады? 1. 3 молекула глюкоза т зілетіндіктен ү 2. 3 кезе нен т ратынды тан ң ұ қ 3. Ал аш ы нім 3 -фосфоглицерин ғ қ ө ыш ылы (триоза) бол анды тан қ қ ғ қ 4. СО 2 -ні триозалармен ң байланысатынынан 5. Ү ш к міртекті осылыс — ө қ фосфоэнолпируват т зілетіндіктен ү 2. Жаса ш п туысты ында ы е ң ө ғ ғ ң ал аш ы к мір ыш ылыны ғ қ ө қ қ ң акцепторы 1. Оксалоацетат 2. Фосфоглицерат 3. Фосфоэнолпируват 4. Рибулозодифосфат 5. Эритрозофосфат 3. С 3 — сімдіктерде СО 2 -ні байланысуы ө ң айда ж реді? қ ү 1. Цитоплазмада 2. Хлоропластта 3. Т тік шо тарын оршайтын клеткаларда ү қ қ 4. Хлоропласт стромасында 5. Клетка с йы ында ұ ғ 4. С 4 — сімдіктерде СО 2 -ні е ал аш ы ө ң ң ғ қ байланысуы айда ж реді? қ ү 1. Т тік шо тарын оршайтын клеткаларда ү қ қ 2. Вакуольде 3. Мезофилл цитоплазмасында 4. Мезофилл хлоропластында 5. Т тік шо тарын оршайтын клеткалар ү қ қ хлоропластында 5. С 3 — сімдіктердегі СО 2–ні ал аш ы акцепторы ө ң ғ қ не? 1. фосфоэнолпируват 2. рибулозо-1, 5 -дифосфат 3. фосфоглицерат 4. рибулозо-5 -фосфат 5. рибозо-5 -фосфат