Хлоропласт және оның фотосинтез процесіндегі рөлі

Хлоропласт эукариот жасушалардың, соның ішінде, жасыл өсімдіктердің негізгі органоиді екенін білесіңдер. Хлоропласт шар пішінді болып келеді, оның диаметрі 10 мкм-ден аспайды. Хлоропласттың құрамында жасыл түсті пигмент-хлорофилл болады. Хлорофилдер көк және қызыл сәулелерді сіңіріп, жасыл түсті шағылыстырады. Ол сәуле хлоропласт жасушасын жасыл етіп көрсетеді. Хлоропластарда хлорофилдерден басқа сары, қоңыр, қызғылт сары болып келетін каротиноидтер де бар. Бұл пигменттер ұзындығы басқа толқындағы сәулелерді шағылыстырып, өз энергиясын хлорофилдерге береді де, фотосинтез процесін тездетеді. Каротинноидтер жасыл түсті хлорофилдермен бүокенгендіктен көрінбейді. Бірақ күзде хлорофилдер ыдырағанда, олар жарқырап көрінеді. Сондықтан жапырақтардың түсі күзде сары, қоңыр, қызғылт және т.б. болып көрініс береді.
Хлоропласт қос мембраналы органоид. Ол сыртқы және ішкі мембранадан тұрады (58-сурет). Ішкі мембранада жалпақ тақташалар болады, оны тилакоид деп атайды. Осы тилакоиждтердің жиынтығын граналар дейді. Граналарда фотосинтез процесіне қажетті барлық құрылымдар орналасқан.
Фотосинтез процесі жасушадағы барлық хлоропластарда жүрмейді. Оның негізгі құрылымы граналарда жүреді. Граналар

суреттттттттттт

бірінің үстіне бірін жинап қойған тиын сияқты тақташалардан (тилакоидтерден) тұрады. (59 сурет).
Тақташалар өзара бір-бірімен саңылаулар арқылы байланысады. Фотосинтезге қатысатын кейбір молекулалар мен пигменттер хлороластағы фотосинтетикалық қабықшаны құрастыруға қатысады. Ол қабықшаларды строма немесе хлоропластың негізгі заты қоршап тұрады. Строма дегеніңміз - хлоропласт пен жасушаның цитоплазмасын бөлетін қабықша.
Фотосинтез процесі кезіндегі АДФ-азаның рөлі зор. АДФ-аза фотосинтездің жарық фазасында АТФ синтезіне «Н» қоймасындағы энергияны пайдаланатын ферметтер.
Автотрофты және гетеротрофты организмдер. Табиғаттағы барлдық организмдер екі топқа бөлінеді. Организдердің бірінші тобына бейорганикалық заттардан органикалық заттард ы синтездей алмайтын, дайын күйіндегі жатады. Оларды гетеротрофтар дейді. Гетеротрофтарға адам, бүкіл жануарлар, көптеген микроорганизмдерде және хлорофилсіз саңырауқұлақтар жатады.и
Хлорофилді бар өсімдік жасушаларынығ тірі табиғат үшін маңызы өте зор. Себебі онда өзіне тән ерекше процестер жүреді. Сол процестердің бірі ғылымда фотосинтез деген атпен белгілі. Фотосинтез дегеніміз - Күн сәулесі энергиясын химиялық байланыстар энергиясына айналдыратын күрделі механизмді процесс. Демек, хлорофилі бар өсімдік жасушалары Күн сәулесі энергиясын пайдаланып, бейорганикалық заттардан органикалық заттарды синтездейді. Ондай организмдерді автотровтар деп атайды. Фотосинтез процесінің жиынтық теңдеуі былай өрнектеледі:

Бұл теңдеу фотосинтездің механизмі туралы түсінік бермейді. Толық теңдеу түсінік алу үшін осы процестің жарықта және қараңғыда жүретін фазаларын білу қажет.
Фотосинтездің жарықтьа жүретін фазасы. Күн энергиясының ыдырауы кезінде және лимон қышқылының әрбір айналымында макроэнергиялық қосылыс – АТФ молекуласының түзщілетінін білесіңдер. АТФ энергиясы жасушаның қозғалысына, нәруыз молекуласының синтездеудуі мен тасымалдануына, артық заттардың жасушалардан шығарылуына, яғни зат алмасудың үздіксіз жүруіне жұмсалады.
Күн энергиясының АТФ түрінде химиялық байланыс энергиясына айналуында фотосинтез процесінің рөлі зор. Оны мынадай сызба нұсқадан байқұайға болады.

СХЕЕЕЕЕ

Фотосинтез кезінде өсімдіктер Күн энергиясын органикалық заттардың құрасында сақтайды. Ал тыныс алғанда, қоректік заттардың молекласы ыдырап, ондағы энергия босап шығады. Бұл құбылыстар АТФ-тің синтезіне қажетті энергияны беретіндігі 60- суоретте бейнеленген.
АТФ синтезі гликолиз және лимон қышқылының айналымында синтезделеді дедік. Сонымен қатар АТФ-тің негізгі бөлігі химио-осмос процесі кезінде түзіледі. Химио-осмос процесі хлоропластарда фотосинтез кезінде және митохондрияларда жасуша тыныс алғанда жүреді. Химио-осмос процесі хлоропластар емн митохондрияның мембраналарында жүзеге асырылады. Енді біз түсінікті болу үшін бұл процесті екі кезеңге бөліп, қарапайым сызбанұсқа түрінде сипаттама берейік (60-сурет), 1-кезең - энергиясының жиналуы. 2-кезең - жиналған энергияны АТФ синтезіне пайдалану. Химио-осмос кезінде қолданылатын энергияның рөлін электр заряды бар бөлшектер атқарады. Берілген сызбанұсқалардан көріп отырғанымыздай, зарядталған бөлшектер бір-бірін тартады. Егер осы бөлшектердің қосылуына кедергі жасалса, электрхимиялық энергия жиналды.