ஒளிச்சேர்க்கை ஆய்வின் வரலாறு ஆகஸ்ட் 1771 க்கு முந்தையது, ஆங்கில இறையியலாளர், தத்துவஞானி மற்றும் அமெச்சூர் இயற்கை ஆர்வலர் ஜோசப் பிரீஸ்ட்லி (1733-1804) தாவரங்கள் எரிப்பு அல்லது அதன் கலவையை மாற்றும் காற்றின் பண்புகளை "சரிசெய்ய" முடியும் என்பதைக் கண்டுபிடித்தார். விலங்கு செயல்பாடு. தாவரங்களின் முன்னிலையில், "கெட்டுப்போன" காற்று மீண்டும் எரிப்பு மற்றும் விலங்குகளின் வாழ்க்கையை ஆதரிக்க ஏற்றதாக மாறும் என்று ப்ரீஸ்ட்லி காட்டினார்.

Ingenhaus, Senebier, Saussure, Boussingault மற்றும் பிற விஞ்ஞானிகளின் மேலதிக ஆராய்ச்சியின் போக்கில், தாவரங்கள் ஒளிரும் போது ஆக்ஸிஜனை வெளியிடுகின்றன மற்றும் காற்றில் இருந்து கார்பன் டை ஆக்சைடை உறிஞ்சுகின்றன. தாவரங்கள் கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் நீரிலிருந்து கரிமப் பொருட்களை ஒருங்கிணைக்கின்றன. இந்த செயல்முறை ஒளிச்சேர்க்கை என்று அழைக்கப்பட்டது.

ஆற்றல் பாதுகாப்பு விதியை கண்டுபிடித்த ராபர்ட் மேயர், 1845 இல் தாவரங்கள் சூரிய ஒளியின் ஆற்றலை ஒளிச்சேர்க்கையின் போது உருவாகும் இரசாயன சேர்மங்களின் ஆற்றலாக மாற்ற பரிந்துரைத்தார். அவரைப் பொறுத்தவரை, "விண்வெளியில் பரவும் சூரியனின் கதிர்கள் "பிடித்து" பின்னர் தேவைக்கேற்ப பயன்படுத்துவதற்காக சேமிக்கப்படுகின்றன." தொடர்ந்து, ரஷ்ய விஞ்ஞானி கே.ஏ. தாவரங்களால் சூரிய ஒளி ஆற்றலைப் பயன்படுத்துவதில் மிக முக்கியமான பங்கு பச்சை இலைகளில் இருக்கும் குளோரோபில் மூலக்கூறுகளால் செய்யப்படுகிறது என்பதை திமிரியாசேவ் உறுதியுடன் நிரூபித்தார்.

ஒளிச்சேர்க்கையின் போது உருவாகும் கார்போஹைட்ரேட்டுகள் (சர்க்கரை) தாவரங்கள் மற்றும் விலங்குகளில் உள்ள பல்வேறு கரிம சேர்மங்களின் தொகுப்புக்கான ஆற்றல் மற்றும் கட்டுமானப் பொருளின் ஆதாரமாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. உயர் தாவரங்களில், ஒளிச்சேர்க்கை செயல்முறைகள் குளோரோபிளாஸ்ட்களில் நிகழ்கின்றன, தாவர கலத்தின் சிறப்பு ஆற்றலை மாற்றும் உறுப்புகள்.

குளோரோபிளாஸ்டின் திட்டவட்டமான பிரதிநிதித்துவம் படம். 1.

வெளிப்புற மற்றும் உள் சவ்வுகளைக் கொண்ட குளோரோபிளாஸ்டின் இரட்டை ஷெல் கீழ், தைலகாய்டுகள் எனப்படும் மூடிய வெசிகிள்களை உருவாக்கும் நீட்டிக்கப்பட்ட சவ்வு கட்டமைப்புகள் உள்ளன. தைலகாய்டு சவ்வுகள் கொழுப்பு மூலக்கூறுகளின் இரண்டு அடுக்குகளைக் கொண்டிருக்கின்றன, இதில் மேக்ரோமாலிகுலர் ஒளிச்சேர்க்கை புரத வளாகங்கள் அடங்கும். உயரமான தாவரங்களின் குளோரோபிளாஸ்ட்களில், தைலகாய்டுகள் கிரானாவாகத் தொகுக்கப்படுகின்றன, அவை வட்டு வடிவ தைலகாய்டுகளின் அடுக்குகள் தட்டையானது மற்றும் நெருக்கமாக ஒன்றாக அழுத்தும். கிரானாவின் தனிப்பட்ட தைலகாய்டுகளின் தொடர்ச்சி, அவற்றிலிருந்து நீண்டுகொண்டிருக்கும் இண்டர்கிரானுலர் தைலகாய்டுகள் ஆகும். குளோரோபிளாஸ்ட் சவ்வு மற்றும் தைலகாய்டுகளுக்கு இடையே உள்ள இடைவெளி ஸ்ட்ரோமா என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஸ்ட்ரோமாவில் குளோரோபிளாஸ்ட் மூலக்கூறுகள் ஆர்என்ஏ, டிஎன்ஏ, ரைபோசோம்கள், ஸ்டார்ச் தானியங்கள் மற்றும் தாவரங்களால் CO2 உறிஞ்சப்படுவதை உறுதி செய்யும் ஏராளமான நொதிகள் உள்ளன.

இந்த வெளியீடு சுஷி ஈ'எக்ஸ்பிரஸ் நிறுவனத்தின் ஆதரவுடன் தயாரிக்கப்பட்டது. "Sushi E'xpress" நிறுவனம் நோவோசிபிர்ஸ்கில் சுஷி டெலிவரி சேவைகளை வழங்குகிறது. Sushi E'xpress நிறுவனத்திடம் இருந்து சுஷியை ஆர்டர் செய்வதன் மூலம், மிக உயர்ந்த தரத்தில் உள்ள புதிய பொருட்களைப் பயன்படுத்தி தொழில்முறை சமையல்காரர்களால் தயாரிக்கப்பட்ட சுவையான மற்றும் ஆரோக்கியமான உணவை விரைவாகப் பெறுவீர்கள். Sushi E'xpress நிறுவனத்தின் வலைத்தளத்தைப் பார்வையிடுவதன் மூலம், வழங்கப்படும் ரோல்களின் விலைகள் மற்றும் கலவையைப் பற்றி நீங்கள் அறிந்து கொள்ளலாம், இது டிஷ் தேர்வை தீர்மானிக்க உதவும். சுஷி டெலிவரிக்கு ஆர்டர் செய்ய, 239-55-87 ஐ அழைக்கவும்

ஒளிச்சேர்க்கையின் ஒளி மற்றும் இருண்ட நிலைகள்

நவீன கருத்துகளின்படி, ஒளிச்சேர்க்கை என்பது ஒளி இயற்பியல் மற்றும் உயிர்வேதியியல் செயல்முறைகளின் தொடர் ஆகும், இதன் விளைவாக தாவரங்கள் சூரிய ஒளியின் ஆற்றலைப் பயன்படுத்தி கார்போஹைட்ரேட்டுகளை (சர்க்கரை) ஒருங்கிணைக்கின்றன. ஒளிச்சேர்க்கையின் பல நிலைகள் பொதுவாக இரண்டு பெரிய குழுக்களாக பிரிக்கப்படுகின்றன - ஒளி மற்றும் இருண்ட கட்டங்கள்.

ஒளிச்சேர்க்கையின் ஒளி நிலைகள் பொதுவாக செயல்முறைகளின் தொகுப்பு என்று அழைக்கப்படுகின்றன, இதன் விளைவாக, ஒளி ஆற்றலைப் பயன்படுத்தி, அடினோசின் ட்ரைபாஸ்பேட் (ATP) மூலக்கூறுகள் ஒருங்கிணைக்கப்படுகின்றன மற்றும் குறைக்கப்பட்ட நிகோடினமைடு அடினைன் டைனுக்ளியோடைடு பாஸ்பேட் (NADP H), ஒரு கலவையை உருவாக்குகிறது. சாத்தியம், ஏற்படுகிறது. ஏடிபி மூலக்கூறுகள் கலத்தில் உலகளாவிய ஆற்றல் மூலமாக செயல்படுகின்றன. ஏடிபி மூலக்கூறின் மேக்ரோர்ஜிக் (அதாவது ஆற்றல் நிறைந்த) பாஸ்பேட் பிணைப்புகளின் ஆற்றல் ஆற்றலை உட்கொள்ளும் பெரும்பாலான உயிர்வேதியியல் செயல்முறைகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

ஒளிச்சேர்க்கையின் ஒளி செயல்முறைகள் தைலகாய்டுகளில் நிகழ்கின்றன, அவற்றின் சவ்வுகளில் தாவரங்களின் ஒளிச்சேர்க்கை கருவியின் முக்கிய கூறுகள் உள்ளன - ஒளி அறுவடை நிறமி-புரதம் மற்றும் எலக்ட்ரான் போக்குவரத்து வளாகங்கள், அத்துடன் ஏடிபி சின்தேஸ் வளாகம், இது அடினோசினில் இருந்து ஏடிபி உருவாவதை ஊக்குவிக்கிறது. டைபாஸ்பேட் (ADP) மற்றும் கனிம பாஸ்பேட் (P i) (ADP + Ф i → ATP + H 2 O). எனவே, ஒளிச்சேர்க்கையின் ஒளி நிலைகளின் விளைவாக, தாவரங்களால் உறிஞ்சப்படும் ஒளியின் ஆற்றல் ATP மூலக்கூறுகளின் உயர் ஆற்றல் இரசாயனப் பிணைப்புகள் மற்றும் கார்போஹைட்ரேட்டுகளின் தொகுப்புக்கு பயன்படுத்தப்படும் வலுவான குறைக்கும் முகவர் NADP H வடிவத்தில் சேமிக்கப்படுகிறது. ஒளிச்சேர்க்கையின் இருண்ட நிலைகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன.

ஒளிச்சேர்க்கையின் இருண்ட நிலைகள் பொதுவாக உயிர்வேதியியல் எதிர்வினைகளின் தொகுப்பு என்று அழைக்கப்படுகின்றன, இதன் விளைவாக வளிமண்டல கார்பன் டை ஆக்சைடு (CO 2) தாவரங்களால் உறிஞ்சப்பட்டு கார்போஹைட்ரேட்டுகள் உருவாகின்றன. CO 2 மற்றும் நீரிலிருந்து கரிம சேர்மங்களின் தொகுப்புக்கு வழிவகுக்கும் இருண்ட உயிர்வேதியியல் மாற்றங்களின் சுழற்சி கால்வின்-பென்சன் சுழற்சி என்று அழைக்கப்படுகிறது, இந்த செயல்முறைகளின் ஆய்வுக்கு தீர்க்கமான பங்களிப்பை வழங்கிய ஆசிரியர்களின் பெயரால் பெயரிடப்பட்டது. தைலகாய்டு சவ்வில் அமைந்துள்ள எலக்ட்ரான் போக்குவரத்து மற்றும் ஏடிபி சின்தேஸ் வளாகங்கள் போலல்லாமல், ஒளிச்சேர்க்கையின் "இருண்ட" எதிர்வினைகளை ஊக்குவிக்கும் நொதிகள் ஸ்ட்ரோமாவில் கரைக்கப்படுகின்றன. குளோரோபிளாஸ்ட் சவ்வு அழிக்கப்படும்போது, ​​இந்த நொதிகள் ஸ்ட்ரோமாவிலிருந்து கழுவப்படுகின்றன, இதன் விளைவாக குளோரோபிளாஸ்ட்கள் கார்பன் டை ஆக்சைடை உறிஞ்சும் திறனை இழக்கின்றன.

கால்வின்-பென்சன் சுழற்சியில் பல கரிம சேர்மங்களின் மாற்றங்களின் விளைவாக, கிளைசெரால்டிஹைட்-3-பாஸ்பேட்டின் மூலக்கூறு CO 2 மற்றும் குளோரோபிளாஸ்ட்களில் உள்ள நீர் ஆகியவற்றின் மூன்று மூலக்கூறுகளிலிருந்து உருவாகிறது, இது CHO-CHOH-CH 2 என்ற வேதியியல் சூத்திரத்தைக் கொண்டுள்ளது. O-PO 3 2-. இந்த வழக்கில், கிளைசெரால்டிஹைட்-3-பாஸ்பேட்டில் சேர்க்கப்பட்டுள்ள CO 2 இன் ஒரு மூலக்கூறுக்கு, ATP இன் மூன்று மூலக்கூறுகளும் NADP H இன் இரண்டு மூலக்கூறுகளும் உட்கொள்ளப்படுகின்றன.

கால்வின்-பென்சன் சுழற்சியில் கரிம சேர்மங்களின் தொகுப்புக்காக, ATP மூலக்கூறுகளின் உயர் ஆற்றல் பாஸ்பேட் பிணைப்புகளின் நீராற்பகுப்பு எதிர்வினையின் போது வெளியிடப்படும் ஆற்றல் (எதிர்வினை ATP + H 2 O → ADP + Ph i) மற்றும் NADP H இன் வலுவான குறைப்பு திறன் குளோரோபிளாஸ்டில் உருவாகும் மூலக்கூறுகளின் முக்கிய பகுதி கிளைசெரால்டிஹைட் -3-பாஸ்பேட் தாவர கலத்தின் சைட்டோசோலில் நுழைகிறது, அங்கு அது பிரக்டோஸ் -6-பாஸ்பேட் மற்றும் குளுக்கோஸ் -6-பாஸ்பேட்டாக மாற்றப்படுகிறது, இது மேலும் மாற்றங்களின் போது சர்க்கரையை உருவாக்குகிறது. பாஸ்பேட், சுக்ரோஸின் முன்னோடி. குளோரோபிளாஸ்டில் மீதமுள்ள கிளைசெரால்டிஹைட்-3-பாஸ்பேட் மூலக்கூறுகளிலிருந்து ஸ்டார்ச் ஒருங்கிணைக்கப்படுகிறது.

ஒளிச்சேர்க்கை எதிர்வினை மையங்களில் ஆற்றல் மாற்றம்

தாவரங்கள், பாசிகள் மற்றும் ஒளிச்சேர்க்கை பாக்டீரியாக்களின் ஒளிச்சேர்க்கை ஆற்றலை மாற்றும் வளாகங்கள் நன்கு ஆய்வு செய்யப்பட்டுள்ளன. ஆற்றலை மாற்றும் புரத வளாகங்களின் வேதியியல் கலவை மற்றும் இடஞ்சார்ந்த அமைப்பு நிறுவப்பட்டுள்ளது, மேலும் ஆற்றல் மாற்ற செயல்முறைகளின் வரிசை தெளிவுபடுத்தப்பட்டுள்ளது. ஒளிச்சேர்க்கை கருவியின் கலவை மற்றும் மூலக்கூறு கட்டமைப்பில் வேறுபாடுகள் இருந்தபோதிலும், அனைத்து ஒளிச்சேர்க்கை உயிரினங்களின் ஒளிச்சேர்க்கை மையங்களில் ஆற்றல் மாற்ற செயல்முறைகளின் பொதுவான வடிவங்கள் உள்ளன. தாவர மற்றும் பாக்டீரியா தோற்றம் கொண்ட ஒளிச்சேர்க்கை அமைப்புகளில், ஒளிச்சேர்க்கை கருவியின் ஒற்றை கட்டமைப்பு மற்றும் செயல்பாட்டு அலகு புகைப்பட அமைப்பு, இதில் ஒரு ஒளி-அறுவடை ஆண்டெனா, ஒரு ஒளி வேதியியல் எதிர்வினை மையம் மற்றும் தொடர்புடைய மூலக்கூறுகள் - எலக்ட்ரான் கேரியர்கள் ஆகியவை அடங்கும்.

அனைத்து ஒளிச்சேர்க்கை அமைப்புகளின் சிறப்பியல்புகளான சூரிய ஒளி ஆற்றலை மாற்றுவதற்கான பொதுவான கொள்கைகளை முதலில் கருத்தில் கொள்வோம், பின்னர் ஒளிச்சேர்க்கை மையங்களின் செயல்பாட்டின் உதாரணம் மற்றும் உயர் தாவரங்களில் குளோரோபிளாஸ்ட்களின் எலக்ட்ரான் போக்குவரத்து சங்கிலியின் உதாரணம் குறித்து மேலும் விரிவாகப் பார்ப்போம்.

ஒளி அறுவடை ஆண்டெனா (ஒளி உறிஞ்சுதல், எதிர்வினை மையத்திற்கு ஆற்றல் இடம்பெயர்வு)

ஒளிச்சேர்க்கையின் முதல் ஆரம்ப செயல், ஒளி-அறுவடை ஆண்டெனா எனப்படும் சிறப்பு நிறமி-புரத வளாகத்தின் ஒரு பகுதியாக இருக்கும் குளோரோபில் மூலக்கூறுகள் அல்லது துணை நிறமிகளால் ஒளியை உறிஞ்சுவதாகும். ஒளி-அறுவடை ஆண்டெனா என்பது ஒளியை திறமையாகப் பிடிக்க வடிவமைக்கப்பட்ட ஒரு பெரிய மூலக்கூறு வளாகமாகும். குளோரோபிளாஸ்ட்களில், ஆண்டெனா வளாகத்தில் அதிக எண்ணிக்கையிலான (பல நூறு வரை) குளோரோபில் மூலக்கூறுகள் மற்றும் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு துணை நிறமிகள் (கரோட்டினாய்டுகள்) புரதத்துடன் இறுக்கமாக பிணைக்கப்பட்டுள்ளன.

பிரகாசமான சூரிய ஒளியில், ஒரு தனிப்பட்ட குளோரோபில் மூலக்கூறு ஒளி குவாண்டாவை ஒப்பீட்டளவில் அரிதாகவே உறிஞ்சுகிறது, சராசரியாக வினாடிக்கு 10 முறைக்கு மேல் இல்லை. இருப்பினும், ஒரு ஒளிச்சேர்க்கை மையத்தில் (200-400) அதிக எண்ணிக்கையிலான குளோரோபில் மூலக்கூறுகள் இருப்பதால், தாவர நிழல் நிலைகளின் கீழ் இலையில் ஒளி நிகழ்வுகளின் ஒப்பீட்டளவில் பலவீனமான தீவிரம் இருந்தாலும், எதிர்வினை மையம் அடிக்கடி செயல்படுத்தப்படுகிறது. ஒளி-உறிஞ்சும் நிறமிகளின் குழுமம் அடிப்படையில் ஒரு ஆண்டெனாவாக செயல்படுகிறது, இது அதன் பெரிய அளவு காரணமாக, சூரிய ஒளியை திறம்பட கைப்பற்றுகிறது மற்றும் அதன் ஆற்றலை எதிர்வினை மையத்திற்கு செலுத்துகிறது. நிழல்-அன்பான தாவரங்கள், ஒரு விதியாக, அதிக ஒளி நிலைகளில் வளரும் தாவரங்களுடன் ஒப்பிடும்போது ஒரு பெரிய ஒளி அறுவடை ஆண்டெனாவைக் கொண்டுள்ளன.

தாவரங்களில், முக்கிய ஒளி-அறுவடை நிறமிகள் குளோரோபில் மூலக்கூறுகள் ஆகும். அமற்றும் குளோரோபில் பி, அலைநீளம் λ ≤ 700–730 nm உடன் புலப்படும் ஒளியை உறிஞ்சும். தனிமைப்படுத்தப்பட்ட குளோரோபில் மூலக்கூறுகள் சூரிய நிறமாலையின் ஒப்பீட்டளவில் இரண்டு குறுகிய பட்டைகளில் மட்டுமே ஒளியை உறிஞ்சுகின்றன: 660-680 nm (சிவப்பு விளக்கு) மற்றும் 430-450 nm (நீல-வயலட் ஒளி) அலைநீளங்களில், இது, நிச்சயமாக, பயன்படுத்துவதன் செயல்திறனைக் கட்டுப்படுத்துகிறது. ஒரு பச்சை இலையில் சூரிய ஒளியின் முழு ஸ்பெக்ட்ரம்.

இருப்பினும், ஒளி-அறுவடை ஆண்டெனாவால் உறிஞ்சப்படும் ஒளியின் நிறமாலை கலவை உண்மையில் மிகவும் பரந்ததாகும். ஒளி-அறுவடை ஆண்டெனாவின் ஒரு பகுதியாக இருக்கும் குளோரோபிலின் ஒருங்கிணைந்த வடிவங்களின் உறிஞ்சுதல் ஸ்பெக்ட்ரம் நீண்ட அலைநீளங்களை நோக்கி நகர்கிறது என்பதன் மூலம் இது விளக்கப்படுகிறது. குளோரோபில் உடன், ஒளி-அறுவடை ஆண்டெனாவில் துணை நிறமிகள் அடங்கும், இது ஸ்பெக்ட்ரமின் அந்த பகுதிகளில் ஒளியை உறிஞ்சுவதால் அதன் செயல்பாட்டின் செயல்திறனை அதிகரிக்கிறது, இதில் ஒளி அறுவடை ஆண்டெனாவின் முக்கிய நிறமியான குளோரோபில் மூலக்கூறுகள் உறிஞ்சுகின்றன. ஒளி ஒப்பீட்டளவில் பலவீனமாக உள்ளது.

தாவரங்களில், துணை நிறமிகள் λ ≈ 450-480 nm அலைநீளம் பகுதியில் ஒளியை உறிஞ்சும் கரோட்டினாய்டுகள் ஆகும்; ஒளிச்சேர்க்கை ஆல்காவின் உயிரணுக்களில் இவை சிவப்பு மற்றும் நீல நிறமிகளாகும்: சிவப்பு ஆல்காவில் உள்ள பைகோரித்ரின்கள் (λ ≈ 495–565 nm) மற்றும் நீல-பச்சை ஆல்காவில் பைகோசயனின்கள் (λ ≈ 550-615 nm).

குளோரோபில் (Chl) மூலக்கூறு அல்லது துணை நிறமி மூலம் ஒரு குவாண்டம் ஒளியை உறிஞ்சுவது அதன் தூண்டுதலுக்கு வழிவகுக்கிறது (எலக்ட்ரான் அதிக ஆற்றல் நிலைக்கு நகர்கிறது):

Chl + hν → Chl*.

உற்சாகமான குளோரோபில் மூலக்கூறான Chl* இன் ஆற்றல் அண்டை நிறமிகளின் மூலக்கூறுகளுக்கு மாற்றப்படுகிறது, இதையொட்டி, ஒளி அறுவடை ஆண்டெனாவின் மற்ற மூலக்கூறுகளுக்கு மாற்றலாம்:

Chl* + Chl → Chl + Chl*.

தூண்டுதல் சக்தியானது நிறமி அணி வழியாக நகர்த்த முடியும், அது இறுதியில் ஒளிச்சேர்க்கை மையம் P ஐ அடையும் வரை (இந்த செயல்முறையின் திட்டவட்டமான பிரதிநிதித்துவம் படம் 2 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது):

Chl* + P → Chl + P*.

உற்சாகமான நிலையில் குளோரோபில் மூலக்கூறுகள் மற்றும் பிற நிறமிகளின் இருப்பு காலம் மிகக் குறைவு, τ ≈ 10 –10 –10 –9 வி. எனவே, எதிர்வினை மையம் P க்கு செல்லும் வழியில், அத்தகைய குறுகிய கால உற்சாகமான நிறமிகளின் ஆற்றல் பயனற்ற முறையில் இழக்கப்படலாம் - வெப்பமாக சிதறடிக்கப்படுகிறது அல்லது ஒளி குவாண்டம் (ஃப்ளோரசன்ஸ் நிகழ்வு) வடிவத்தில் வெளியிடப்படுகிறது. இருப்பினும், உண்மையில், ஒளிச்சேர்க்கை எதிர்வினை மையத்திற்கு ஆற்றல் இடம்பெயர்வின் செயல்திறன் மிக அதிகமாக உள்ளது. எதிர்வினை மையம் செயலில் உள்ள நிலையில், ஆற்றல் இழப்பின் நிகழ்தகவு, ஒரு விதியாக, 10-15% க்கு மேல் இல்லை. சூரிய ஆற்றலைப் பயன்படுத்துவதன் இந்த உயர் செயல்திறன், ஒளி-அறுவடை ஆண்டெனா மிகவும் வரிசைப்படுத்தப்பட்ட கட்டமைப்பாகும், இது நிறமிகளின் ஒருவருக்கொருவர் நல்ல தொடர்புகளை உறுதி செய்கிறது. இதற்கு நன்றி, ஒளிச்சேர்க்கை மையத்திற்கு ஒளியை உறிஞ்சும் மூலக்கூறுகளிலிருந்து தூண்டுதல் ஆற்றல் பரிமாற்றத்தின் அதிக விகிதம் அடையப்படுகிறது. ஒரு நிறமியிலிருந்து மற்றொரு நிறமிக்கு தூண்டுதல் ஆற்றலின் "ஜம்ப்" சராசரி நேரம், ஒரு விதியாக, τ ≈ 10 -12 -10 -11 வி. எதிர்வினை மையத்திற்கு உற்சாகத்தின் மொத்த இடம்பெயர்வு நேரம் பொதுவாக 10-10-10-9 வினாடிகளுக்கு மேல் இல்லை.

ஒளி வேதியியல் எதிர்வினை மையம் (எலக்ட்ரான் பரிமாற்றம், பிரிக்கப்பட்ட கட்டணங்களின் நிலைப்படுத்தல்)

எதிர்வினை மையத்தின் அமைப்பு மற்றும் ஒளிச்சேர்க்கையின் முதன்மை நிலைகளின் வழிமுறைகள் பற்றிய நவீன கருத்துக்கள் ஏ.ஏ. க்ராஸ்னோவ்ஸ்கி, எலக்ட்ரான் நன்கொடையாளர்கள் மற்றும் ஏற்பிகளின் முன்னிலையில், ஒளியால் தூண்டப்பட்ட குளோரோபில் மூலக்கூறுகள் மீளக்கூடியதாக குறைக்கப்படலாம் (எலக்ட்ரானை ஏற்றுக்கொள்வது) மற்றும் ஆக்சிஜனேற்றம் (எலக்ட்ரானை தானம் செய்யுங்கள்) என்று கண்டுபிடித்தார். பின்னர், சேவல், விட் மற்றும் டுய்சென்ஸ் ஆகியவை தாவரங்கள், பாசிகள் மற்றும் ஒளிச்சேர்க்கை பாக்டீரியாக்களில் ஒரு குளோரோபில் தன்மையின் சிறப்பு நிறமிகளைக் கண்டுபிடித்தன, அவை எதிர்வினை மையங்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன, அவை ஒளியின் செயல்பாட்டின் கீழ் ஆக்ஸிஜனேற்றப்படுகின்றன, உண்மையில் அவை ஒளிச்சேர்க்கையின் போது முதன்மை எலக்ட்ரான் நன்கொடையாளர்கள்.

ஒளி வேதியியல் எதிர்வினை மையம் P என்பது குளோரோபில் மூலக்கூறுகளின் ஒரு சிறப்பு ஜோடி (டைமர்) ஆகும், இது ஒளி-அறுவடை ஆண்டெனாவின் நிறமி மேட்ரிக்ஸின் மூலம் அலைந்து திரியும் உற்சாக ஆற்றலுக்கான பொறியாக செயல்படுகிறது (படம் 2). பரந்த புனலின் சுவர்களில் இருந்து அதன் குறுகிய கழுத்துக்கு திரவம் பாய்வது போல, ஒளி சேகரிக்கும் ஆண்டெனாவின் அனைத்து நிறமிகளாலும் உறிஞ்சப்படும் ஒளியின் ஆற்றல் எதிர்வினை மையத்திற்கு செலுத்தப்படுகிறது. எதிர்வினை மையத்தின் தூண்டுதல் ஒளிச்சேர்க்கையின் போது ஒளி ஆற்றலின் மேலும் மாற்றங்களின் சங்கிலியைத் தொடங்குகிறது.

எதிர்வினை மையம் P இன் தூண்டுதலுக்குப் பிறகு நிகழும் செயல்முறைகளின் வரிசை மற்றும் ஒளிச்சேர்க்கையின் ஆற்றலில் தொடர்புடைய மாற்றங்களின் வரைபடம் படம் 2 இல் திட்டவட்டமாக சித்தரிக்கப்பட்டுள்ளது. 3.

குளோரோபில் பி டைமருடன், ஒளிச்சேர்க்கை வளாகமானது முதன்மை மற்றும் இரண்டாம் நிலை எலக்ட்ரான் ஏற்பிகளின் மூலக்கூறுகளை உள்ளடக்கியது, நாங்கள் வழக்கமாக A மற்றும் B என குறிப்பிடுவோம், அதே போல் முதன்மை எலக்ட்ரான் நன்கொடையாளர், மூலக்கூறு D. உற்சாகமான எதிர்வினை மையம் P* குறைவாக உள்ளது. எலக்ட்ரான்கள் மீதான நாட்டம் மற்றும் அதன் அருகில் உள்ள முதன்மை எலக்ட்ரான் ஏற்பி A க்கு எளிதில் நன்கொடை அளிக்கிறது:

D(P*A)B → D(P + A –)B.

எனவே, மிக வேகமான (t ≈10-12 s) எலக்ட்ரான் பரிமாற்றத்தின் விளைவாக P* இலிருந்து A க்கு, ஒளிச்சேர்க்கையின் போது சூரிய ஆற்றல் மாற்றத்தின் இரண்டாவது அடிப்படை முக்கியமான நிலை உணரப்படுகிறது - எதிர்வினை மையத்தில் சார்ஜ் பிரிப்பு. இந்த வழக்கில், ஒரு வலுவான குறைக்கும் முகவர் A - (எலக்ட்ரான் நன்கொடையாளர்) மற்றும் ஒரு வலுவான ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவர் P + (எலக்ட்ரான் ஏற்பி) உருவாகின்றன.

மூலக்கூறுகள் P + மற்றும் A - மென்படலத்தில் சமச்சீரற்ற நிலையில் அமைந்துள்ளன: குளோரோபிளாஸ்ட்களில், எதிர்வினை மையம் P + தைலாகாய்டின் உட்புறத்தை எதிர்கொள்ளும் சவ்வின் மேற்பரப்புக்கு நெருக்கமாக அமைந்துள்ளது, மற்றும் A - ஏற்பி வெளிப்புறத்திற்கு நெருக்கமாக அமைந்துள்ளது. எனவே, ஒளிச்சேர்க்கை சார்ஜ் பிரிப்பின் விளைவாக, சவ்வு மீது ஒரு மின் திறன் வேறுபாடு எழுகிறது. எதிர்வினை மையத்தில் ஒளி-தூண்டப்பட்ட சார்ஜ் பிரிப்பு வழக்கமான ஒளிக்கற்றில் ஒரு மின் திறன் வேறுபாட்டின் உருவாக்கம் போன்றது. எவ்வாறாயினும், தொழில்நுட்பத்தில் அறியப்பட்ட மற்றும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஆற்றல் ஒளிமாற்றிகளைப் போலல்லாமல், ஒளிச்சேர்க்கை எதிர்வினை மையங்களின் செயல்பாட்டுத் திறன் மிக அதிகமாக உள்ளது என்பதை வலியுறுத்த வேண்டும். செயலில் ஒளிச்சேர்க்கை எதிர்வினை மையங்களில் சார்ஜ் பிரிப்பு திறன், ஒரு விதியாக, 90-95% ஐ விட அதிகமாக உள்ளது (சூரிய மின்கலங்களின் சிறந்த எடுத்துக்காட்டுகள் 30% க்கும் அதிகமாக இல்லை).

எதிர்வினை மையங்களில் ஆற்றல் மாற்றத்தின் உயர் செயல்திறனை என்ன வழிமுறைகள் வழங்குகின்றன? ஏற்பி A க்கு மாற்றப்பட்ட எலக்ட்ரான் ஏன் நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட ஆக்ஸிஜனேற்ற மையமான P + க்கு திரும்பவில்லை? பிரிக்கப்பட்ட கட்டணங்களின் உறுதிப்படுத்தல் முக்கியமாக இரண்டாம் நிலை எலக்ட்ரான் போக்குவரத்து செயல்முறைகளால் உறுதி செய்யப்படுகிறது இரண்டாம் நிலை எலக்ட்ரான் ஏற்பி பி:

D(P + A –)B → D(P + A)B – .

இந்த வழக்கில், எலக்ட்ரான் நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட எதிர்வினை மையமான P + இலிருந்து நகர்வது மட்டுமல்லாமல், முழு அமைப்பின் ஆற்றலும் குறிப்பிடத்தக்க அளவில் குறைகிறது (படம் 3). இதன் பொருள் ஒரு எலக்ட்ரானை எதிர் திசையில் மாற்றுவதற்கு (மாற்றம் B – → A), அது மிகவும் உயர் ஆற்றல் தடையான ΔE ≈ 0.3–0.4 eV ஐ கடக்க வேண்டும், இங்கு ΔE என்பது இரண்டு நிலைகளுக்கு ஆற்றல் மட்டங்களில் உள்ள வேறுபாடு ஆகும். எலக்ட்ரான் முறையே கேரியர் A அல்லது B இல் இருக்கும் அமைப்பு. இந்த காரணத்திற்காக, எலக்ட்ரான் மீண்டும் திரும்புவதற்கு, குறைக்கப்பட்ட மூலக்கூறு B - ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட மூலக்கூறு A க்கு, இது நேரடி மாற்றத்தை விட அதிக நேரம் எடுக்கும் - A - → B. வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், எதிர் திசையில் எலக்ட்ரான் தலைகீழாக இருப்பதை விட மிக வேகமாக மாற்றப்படுகிறது. எனவே, எலக்ட்ரான் இரண்டாம் நிலை ஏற்பி B க்கு மாற்றப்பட்ட பிறகு, அதன் திரும்புவதற்கான நிகழ்தகவு மற்றும் நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட "துளை" P + உடன் மீண்டும் இணைவது கணிசமாகக் குறைகிறது.

பிரிக்கப்பட்ட கட்டணங்களின் உறுதிப்படுத்தலுக்கு பங்களிக்கும் இரண்டாவது காரணி, எலக்ட்ரான் தானம் D இலிருந்து P + க்கு வழங்கப்பட்ட எலக்ட்ரானின் காரணமாக ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட ஒளிச்சேர்க்கை மையமான P + இன் விரைவான நடுநிலைப்படுத்தல் ஆகும்:

D(P + A)B – → D + (PA)B – .

நன்கொடை மூலக்கூறான D இலிருந்து ஒரு எலக்ட்ரானைப் பெற்று அதன் அசல் குறைக்கப்பட்ட நிலை P க்கு திரும்பிய பிறகு, எதிர்வினை மையம் குறைக்கப்பட்ட ஏற்பிகளிலிருந்து எலக்ட்ரானை இனி ஏற்றுக்கொள்ள முடியாது, ஆனால் இப்போது அது மீண்டும் சுடத் தயாராக உள்ளது - ஒரு எலக்ட்ரானைக் கொடுக்க ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட முதன்மை ஏற்பி A, இது அனைத்து ஒளிச்சேர்க்கை அமைப்புகளின் ஒளிச்சேர்க்கை மையங்களில் நிகழும் நிகழ்வுகளின் வரிசையாகும்.

குளோரோபிளாஸ்ட் எலக்ட்ரான் போக்குவரத்து சங்கிலி

உயர் தாவரங்களின் குளோரோபிளாஸ்ட்களில் இரண்டு ஒளிச்சேர்க்கைகள் உள்ளன: போட்டோசிஸ்டம் 1 (பிஎஸ் 1) மற்றும் ஃபோட்டோசிஸ்டம் 2 (பிஎஸ் 2), புரதங்கள், நிறமிகள் மற்றும் ஒளியியல் பண்புகளின் கலவையில் வேறுபடுகின்றன. ஒளி அறுவடை ஆண்டெனா FS1 அலைநீளம் λ ≤ 700-730 nm உடன் ஒளியை உறிஞ்சுகிறது, மேலும் FS2 அலைநீளம் λ ≤ 680-700 nm உடன் ஒளியை உறிஞ்சுகிறது. PS1 மற்றும் PS2 இன் எதிர்வினை மையங்களின் ஒளி-தூண்டப்பட்ட ஆக்சிஜனேற்றம் அவற்றின் ப்ளீச்சிங்குடன் சேர்ந்துள்ளது, இது λ ≈ 700 மற்றும் 680 nm இல் அவற்றின் உறிஞ்சுதல் நிறமாலையில் ஏற்படும் மாற்றங்களால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது. அவற்றின் ஒளியியல் பண்புகளுக்கு ஏற்ப, PS1 மற்றும் PS2 இன் எதிர்வினை மையங்கள் P 700 மற்றும் P 680 என பெயரிடப்பட்டன.

இரண்டு ஒளிச்சேர்க்கைகளும் எலக்ட்ரான் கேரியர்களின் சங்கிலி மூலம் ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்டுள்ளன (படம் 4). PS2 என்பது PS1க்கான எலக்ட்ரான்களின் மூலமாகும். ஒளிச்சேர்க்கை மையங்களான P 700 மற்றும் P 680 இல் ஒளி-தொடக்கம் செய்யப்பட்ட சார்ஜ் பிரிப்பு, PS2 இல் சிதைந்த நீரிலிருந்து ஒரு எலக்ட்ரானை இறுதி எலக்ட்ரான் ஏற்பி - NADP + மூலக்கூறுக்கு மாற்றுவதை உறுதி செய்கிறது. எலக்ட்ரான் போக்குவரத்து சங்கிலி (ETC), இரண்டு ஒளிச்சேர்க்கைகளை இணைக்கிறது, பிளாஸ்டோகுவினோன் மூலக்கூறுகள், ஒரு தனி எலக்ட்ரான் போக்குவரத்து புரத வளாகம் (பி/எஃப் காம்ப்ளக்ஸ் என்று அழைக்கப்படுவது) மற்றும் எலக்ட்ரான் கேரியர்களாக நீரில் கரையக்கூடிய புரதம் பிளாஸ்டோசயனின் (பி சி) ஆகியவை அடங்கும். தைலகாய்டு சவ்வில் எலக்ட்ரான் போக்குவரத்து வளாகங்களின் ஒப்பீட்டு ஏற்பாடு மற்றும் நீரிலிருந்து NADP + க்கு எலக்ட்ரான் பரிமாற்றத்தின் பாதையை விளக்கும் வரைபடம் படம். 4.

PS2 இல், உற்சாகமான மையமான P* 680 இலிருந்து, ஒரு எலக்ட்ரான் முதலில் முதன்மை ஏற்பியான பியோபெட்டினுக்கு (Phe) மாற்றப்படுகிறது, பின்னர் PS2 புரதங்களில் ஒன்றோடு இறுக்கமாக பிணைக்கப்பட்ட பிளாஸ்டோகுவினோன் மூலக்கூறு Q A க்கு மாற்றப்படுகிறது.

Y(P* 680 Phe)Q A Q B → Y(P + 680 Phe –)Q A Q B →Y(P + 680 Phe)Q A - Q B .

எலக்ட்ரான் பின்னர் இரண்டாவது பிளாஸ்டோகுவினோன் மூலக்கூறான QB க்கு மாற்றப்படுகிறது, மேலும் P 680 முதன்மை எலக்ட்ரான் நன்கொடையாளர் Y இலிருந்து எலக்ட்ரானைப் பெறுகிறது:

Y(P + 680 Phe)Q A – Q B → Y + (P 680 Phe)Q A Q B – .

பிளாஸ்டோகுவினோன் மூலக்கூறு, அதன் வேதியியல் சூத்திரம் மற்றும் லிப்பிட் பைலேயர் மென்படலத்தில் அதன் இருப்பிடம் படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது. 5, இரண்டு எலக்ட்ரான்களை ஏற்றுக்கொள்ளும் திறன் கொண்டது. PS2 எதிர்வினை மையம் இரண்டு முறை சுடப்பட்ட பிறகு, பிளாஸ்டோகுவினோன் Q B மூலக்கூறு இரண்டு எலக்ட்ரான்களைப் பெறும்:

Q B + 2е – → Q B 2– .

எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட Q B 2- மூலக்கூறு ஹைட்ரஜன் அயனிகளுடன் அதிக ஈடுபாட்டைக் கொண்டுள்ளது, இது ஸ்ட்ரோமல் இடத்திலிருந்து பிடிக்கிறது. குறைக்கப்பட்ட பிளாஸ்டோகுவினோன் Q B 2– (Q B 2– + 2H + → QH 2) இன் புரோட்டானேஷனுக்குப் பிறகு, இந்த மூலக்கூறின் QH 2 இன் மின் நடுநிலை வடிவம் உருவாகிறது, இது பிளாஸ்டோகுவினோல் (படம் 5) என்று அழைக்கப்படுகிறது. Plastoquinol இரண்டு எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் இரண்டு புரோட்டான்களின் மொபைல் கேரியராக செயல்படுகிறது: PS2 ஐ விட்டு வெளியேறிய பிறகு, QH 2 மூலக்கூறு தைலகாய்டு சவ்வுக்குள் எளிதாக நகர முடியும், மற்ற எலக்ட்ரான் போக்குவரத்து வளாகங்களுடன் PS2 இன் இணைப்பை உறுதி செய்கிறது.

ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட எதிர்வினை மையம் PS2 R 680 விதிவிலக்காக அதிக எலக்ட்ரான் தொடர்பு உள்ளது, அதாவது. மிகவும் வலுவான ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவர். இதன் காரணமாக, PS2 தண்ணீரை சிதைக்கிறது, ஒரு வேதியியல் ரீதியாக நிலையான கலவை. PS2 இன் ஒரு பகுதியாக இருக்கும் நீர்-பிளவு வளாகம் (WSC), அதன் செயலில் உள்ள மையத்தில் மாங்கனீசு அயனிகளின் குழுவைக் கொண்டுள்ளது (Mn 2+), இது P680 க்கு எலக்ட்ரான் நன்கொடையாளர்களாக செயல்படுகிறது. ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட எதிர்வினை மையத்திற்கு எலக்ட்ரான்களை நன்கொடையாக வழங்குவதன் மூலம், மாங்கனீசு அயனிகள் நேர்மறை கட்டணங்களின் "திரட்சிகளாக" மாறும், அவை நேரடியாக நீர் ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்வினையில் ஈடுபட்டுள்ளன. P 680 எதிர்வினை மையத்தின் தொடர்ச்சியான நான்கு மடங்கு செயல்பாட்டின் விளைவாக, நான்கு வலுவான ஆக்ஸிஜனேற்ற சமமானவை (அல்லது நான்கு "துளைகள்") VRC இன் Mn-கொண்ட செயலில் உள்ள மையத்தில் ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட மாங்கனீசு அயனிகள் (Mn 4+) வடிவத்தில் குவிகின்றன. , இரண்டு நீர் மூலக்கூறுகளுடன் தொடர்புகொண்டு, சிதைவு எதிர்வினை நீரை ஊக்கப்படுத்துகிறது:

2Mn 4+ + 2H 2 O → 2Mn 2+ + 4H + + O 2.

இவ்வாறு, VRC இலிருந்து P 680 க்கு நான்கு எலக்ட்ரான்களின் தொடர்ச்சியான பரிமாற்றத்திற்குப் பிறகு, இரண்டு நீர் மூலக்கூறுகளின் ஒத்திசைவான சிதைவு ஒரே நேரத்தில் நிகழ்கிறது, அதனுடன் ஒரு ஆக்ஸிஜன் மூலக்கூறு மற்றும் நான்கு ஹைட்ரஜன் அயனிகள் வெளியிடப்படுகின்றன, அவை குளோரோபிளாஸ்டின் இன்ட்ராதிலகாய்டு இடத்திற்குள் நுழைகின்றன.

PS2 செயல்பாட்டின் போது உருவான QH 2 பிளாஸ்டோகுவினோல் மூலக்கூறு, தைலாகாய்டு சவ்வின் லிப்பிட் பைலேயரில் b/f வளாகத்திற்கு பரவுகிறது (படம் 4 மற்றும் 5). அது ஒரு b/f வளாகத்தை சந்திக்கும் போது, ​​QH 2 மூலக்கூறு அதனுடன் பிணைந்து இரண்டு எலக்ட்ரான்களை அதற்கு மாற்றுகிறது. இந்த வழக்கில், பி/எஃப் வளாகத்தால் ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யப்பட்ட ஒவ்வொரு பிளாஸ்டோகுயினால் மூலக்கூறுக்கும், தைலகாய்டுக்குள் இரண்டு ஹைட்ரஜன் அயனிகள் வெளியிடப்படுகின்றன. இதையொட்டி, b/f வளாகமானது பிளாஸ்டோசயனின் (P c) க்கு எலக்ட்ரான் நன்கொடையாக செயல்படுகிறது, இது ஒரு ஒப்பீட்டளவில் சிறிய நீரில் கரையக்கூடிய புரதமாகும், அதன் செயலில் உள்ள மையத்தில் செப்பு அயனி உள்ளது (பிளாஸ்டோசயனின் குறைப்பு மற்றும் ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்வினைகள் பிளாஸ்டோசயனின் மதிப்பு மாற்றங்களுடன் சேர்ந்துள்ளது. செப்பு அயனி Cu 2+ + e – ↔ Cu+). பி/எஃப் காம்ப்ளக்ஸ் மற்றும் பிஎஸ்1 ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான இணைப்பாக பிளாஸ்டோசயனின் செயல்படுகிறது. பிளாஸ்டோசயனின் மூலக்கூறு தைலகாய்டுக்குள் விரைவாக நகர்கிறது, இது பி/எஃப் வளாகத்திலிருந்து பிஎஸ்1க்கு எலக்ட்ரான் பரிமாற்றத்தை வழங்குகிறது. குறைக்கப்பட்ட பிளாஸ்டோசயனினில் இருந்து, எலக்ட்ரான் நேரடியாக PS1 - P 700 + இன் ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட எதிர்வினை மையங்களுக்கு செல்கிறது (படம் 4 ஐப் பார்க்கவும்). இவ்வாறு, PS1 மற்றும் PS2 ஆகியவற்றின் ஒருங்கிணைந்த செயல்பாட்டின் விளைவாக, PS2 இல் சிதைந்த நீர் மூலக்கூறிலிருந்து இரண்டு எலக்ட்ரான்கள் இறுதியில் எலக்ட்ரான் போக்குவரத்து சங்கிலி மூலம் NADP + மூலக்கூறுக்கு மாற்றப்பட்டு, வலுவான குறைக்கும் முகவர் NADP H உருவாவதை உறுதி செய்கிறது.

குளோரோபிளாஸ்ட்களுக்கு இரண்டு ஒளிச்சேர்க்கைகள் ஏன் தேவை? ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட எதிர்வினை மையங்களை மீட்டெடுக்க எலக்ட்ரான் நன்கொடையாக பல்வேறு கரிம மற்றும் கனிம சேர்மங்களை (உதாரணமாக, H 2 S) பயன்படுத்தும் ஒளிச்சேர்க்கை பாக்டீரியா, ஒரு ஒளிச்சேர்க்கையுடன் வெற்றிகரமாக செயல்படுகிறது என்பது அறியப்படுகிறது. ஒரு குவாண்டம் காணக்கூடிய ஒளியின் ஆற்றல் நீரின் சிதைவை உறுதி செய்வதற்கும், நீரிலிருந்து NADP + க்கு கேரியர் மூலக்கூறுகளின் சங்கிலியுடன் எலக்ட்ரான் திறம்பட செல்வதற்கும் போதுமானதாக இல்லை என்பதன் காரணமாக இரண்டு ஒளிச்சேர்க்கைகள் தோன்றக்கூடும். சுமார் 3 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு, நீல-பச்சை ஆல்கா அல்லது சயனோபாக்டீரியா பூமியில் தோன்றியது, இது கார்பன் டை ஆக்சைடைக் குறைக்க எலக்ட்ரான்களின் ஆதாரமாக தண்ணீரைப் பயன்படுத்தும் திறனைப் பெற்றது. தற்போது, ​​PS1 பச்சை பாக்டீரியாவிலிருந்தும், PS2 ஊதா நிற பாக்டீரியாவிலிருந்தும் உருவாகிறது என்று நம்பப்படுகிறது. பரிணாம செயல்பாட்டின் போது, ​​PS2 ஆனது PS1 உடன் ஒற்றை எலக்ட்ரான் பரிமாற்ற சங்கிலியில் "சேர்க்கப்பட்டது", ஆற்றல் சிக்கலை தீர்க்க முடிந்தது - ஆக்ஸிஜன் / நீர் ஜோடிகள் மற்றும் NADP + / ஆகியவற்றின் ரெடாக்ஸ் திறன்களில் பெரிய வேறுபாட்டைக் கடக்க. NADP H. ஒளிச்சேர்க்கை உயிரினங்களின் தோற்றம், நீரை ஆக்ஸிஜனேற்றும் திறன் கொண்டது, பூமியில் வாழும் இயற்கையின் வளர்ச்சியில் மிக முக்கியமான கட்டங்களில் ஒன்றாக மாறியது. முதலாவதாக, ஆல்கா மற்றும் பச்சை தாவரங்கள், தண்ணீரை ஆக்ஸிஜனேற்றுவதற்கு "கற்றுக்கொண்டன", NADP + ஐக் குறைப்பதற்காக எலக்ட்ரான்களின் விவரிக்க முடியாத மூலத்தில் தேர்ச்சி பெற்றுள்ளன. இரண்டாவதாக, நீரை சிதைப்பதன் மூலம், அவை பூமியின் வளிமண்டலத்தை மூலக்கூறு ஆக்ஸிஜனால் நிரப்பின, இதனால் ஏரோபிக் சுவாசத்துடன் தொடர்புடைய ஆற்றல் கொண்ட உயிரினங்களின் விரைவான பரிணாம வளர்ச்சிக்கான நிலைமைகளை உருவாக்குகின்றன.

குளோரோபிளாஸ்ட்களில் புரோட்டான் பரிமாற்றம் மற்றும் ஏடிபி தொகுப்பு ஆகியவற்றுடன் எலக்ட்ரான் போக்குவரத்து செயல்முறைகளை இணைத்தல்

ETC மூலம் எலக்ட்ரான் பரிமாற்றம் பொதுவாக ஆற்றல் குறைவதோடு இருக்கும். இந்த செயல்முறையை ஒரு சாய்ந்த விமானத்தில் உடலின் தன்னிச்சையான இயக்கத்துடன் ஒப்பிடலாம். ETC உடன் அதன் இயக்கத்தின் போது எலக்ட்ரானின் ஆற்றல் மட்டத்தில் குறைவு என்பது எலக்ட்ரான் பரிமாற்றம் எப்போதும் ஆற்றல் மிக்க பயனற்ற செயல்முறை என்று அர்த்தமல்ல. குளோரோபிளாஸ்ட் செயல்பாட்டின் இயல்பான நிலைமைகளின் கீழ், எலக்ட்ரான் போக்குவரத்தின் போது வெளியிடப்படும் ஆற்றலின் பெரும்பகுதி பயனற்றதாக வீணாகாது, ஆனால் ATP சின்தேஸ் எனப்படும் ஒரு சிறப்பு ஆற்றல் மாற்றும் வளாகத்தின் செயல்பாட்டிற்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த சிக்கலானது ADP மற்றும் கனிம பாஸ்பேட் P i (எதிர்வினை ADP + P i → ATP + H 2 O) ஆகியவற்றிலிருந்து ATP உருவாவதற்கான ஆற்றல்மிக்க சாதகமற்ற செயல்முறையை ஊக்குவிக்கிறது. இது சம்பந்தமாக, எலக்ட்ரான் போக்குவரத்தின் ஆற்றல் நன்கொடை செயல்முறைகள் ஏடிபி தொகுப்பின் ஆற்றல் ஏற்பி செயல்முறைகளுடன் தொடர்புடையவை என்று சொல்வது வழக்கம்.

மற்ற அனைத்து ஆற்றலை மாற்றும் உறுப்புகளிலும் (மைட்டோகாண்ட்ரியா, ஒளிச்சேர்க்கை பாக்டீரியாவின் குரோமடோபோர்கள்) போல, தைலகாய்டு சவ்வுகளில் ஆற்றல் இணைப்பதை உறுதி செய்வதில் மிக முக்கியமான பங்கு புரோட்டான் போக்குவரத்து செயல்முறைகளால் செய்யப்படுகிறது. ஏடிபி தொகுப்பு மூன்று புரோட்டான்களை தைலகாய்டுகளிலிருந்து (3H இன் +) ஸ்ட்ரோமாவுக்கு (3H அவுட் +) ஏடிபி சின்தேஸ் மூலம் மாற்றுவதுடன் நெருக்கமாக தொடர்புடையது:

ADP + Ф i + 3H in + → ATP + H 2 O + 3H out + .

இந்த செயல்முறை சாத்தியமாகிறது, ஏனெனில் சவ்வில் உள்ள கேரியர்களின் சமச்சீரற்ற ஏற்பாட்டின் காரணமாக, குளோரோபிளாஸ்ட்களின் ETC இன் செயல்பாடு தைலகாய்டுக்குள் அதிகப்படியான புரோட்டான்களின் குவிப்புக்கு வழிவகுக்கிறது: NADP இன் நிலைகளில் ஹைட்ரஜன் அயனிகள் வெளியில் இருந்து உறிஞ்சப்படுகின்றன. + குறைப்பு மற்றும் பிளாஸ்டோகுவினோல் உருவாக்கம் மற்றும் நீர் சிதைவு மற்றும் பிளாஸ்டோகுயினால் ஆக்சிஜனேற்றத்தின் நிலைகளில் தைலகாய்டுகளுக்குள் வெளியிடப்படுகிறது (படம். 4). குளோரோபிளாஸ்ட்களின் வெளிச்சம் தைலகாய்டுகளுக்குள் ஹைட்ரஜன் அயனிகளின் செறிவில் குறிப்பிடத்தக்க (100-1000 மடங்கு) அதிகரிப்புக்கு வழிவகுக்கிறது.

எனவே, சூரிய ஒளியின் ஆற்றல் உயர் ஆற்றல் இரசாயன சேர்மங்களின் ஆற்றலின் வடிவத்தில் சேமிக்கப்படும் நிகழ்வுகளின் சங்கிலியைப் பார்த்தோம் - ATP மற்றும் NADP H. ஒளிச்சேர்க்கையின் ஒளி நிலையின் இந்த தயாரிப்புகள் இருண்ட நிலைகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் நீரிலிருந்து கரிம சேர்மங்களை (கார்போஹைட்ரேட்டுகள்) உருவாக்க. ATP மற்றும் NADP H உருவாவதற்கு வழிவகுக்கும் ஆற்றல் மாற்றத்தின் முக்கிய நிலைகளில் பின்வரும் செயல்முறைகள் அடங்கும்: 1) ஒளி-அறுவடை ஆண்டெனாவின் நிறமிகளால் ஒளி ஆற்றலை உறிஞ்சுதல்; 2) ஒளிச்சேர்க்கை மையத்திற்கு தூண்டுதல் ஆற்றலை மாற்றுதல்; 3) ஒளிச்சேர்க்கை மையத்தின் ஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் பிரிக்கப்பட்ட கட்டணங்களை உறுதிப்படுத்துதல்; 4) எலக்ட்ரான் போக்குவரத்து சங்கிலியுடன் எலக்ட்ரான் பரிமாற்றம், NADP H உருவாக்கம்; 5) ஹைட்ரஜன் அயனிகளின் டிரான்ஸ்மேம்பிரேன் பரிமாற்றம்; 6) ஏடிபி தொகுப்பு.

1. ஆல்பர்ட்ஸ் பி., பிரே டி., லூயிஸ் ஜே., ராபர்ட்ஸ் கே., வாட்சன் ஜே.உயிரணுக்களின் மூலக்கூறு உயிரியல். T. 1. – M.: Mir, 1994. 2nd ed.
2. குகுஷ்கின் ஏ.கே., டிகோனோவ் ஏ.என்.தாவர ஒளிச்சேர்க்கையின் உயிர் இயற்பியல் பற்றிய விரிவுரைகள். - எம்.: மாஸ்கோ ஸ்டேட் யுனிவர்சிட்டி பப்ளிஷிங் ஹவுஸ், 1988.
3. நிக்கோல்ஸ் டி.டி.உயிர் ஆற்றல். வேதியியல் கோட்பாட்டின் அறிமுகம். - எம்.: மிர், 1985.
4. ஸ்குலாச்சேவ் வி.பி.உயிரியல் சவ்வுகளின் ஆற்றல். – எம்.: நௌகா, 1989.

நம்மில் பலர் சூரிய மின்கலங்களை ஏதோ ஒரு வகையில் சந்தித்திருக்கிறோம். யாரோ ஒருவர் வீட்டு உபயோகத்திற்காக மின்சாரம் தயாரிக்க சோலார் பேனல்களைப் பயன்படுத்தியுள்ளார் அல்லது பயன்படுத்துகிறார், ஒருவர் வயலில் தங்களுக்குப் பிடித்த கேஜெட்டை சார்ஜ் செய்ய சிறிய சோலார் பேனலைப் பயன்படுத்துகிறார், மேலும் ஒருவர் மைக்ரோகால்குலேட்டரில் ஒரு சிறிய சூரிய மின்கலத்தைப் பார்த்திருப்பார். சிலருக்கு வருகை தரும் அதிர்ஷ்டமும் கிடைத்தது.

ஆனால் சூரிய சக்தியை மின் ஆற்றலாக மாற்றும் செயல்முறை எவ்வாறு நிகழ்கிறது என்பதைப் பற்றி நீங்கள் எப்போதாவது யோசித்திருக்கிறீர்களா? இந்த அனைத்து சூரிய மின்கலங்களின் செயல்பாட்டிற்கும் என்ன இயற்பியல் நிகழ்வு அடிப்படையாக உள்ளது? இயற்பியலுக்குத் திரும்பி, தலைமுறை செயல்முறையை விரிவாகப் புரிந்துகொள்வோம்.

ஆரம்பத்திலிருந்தே, இங்கு ஆற்றல் மூலமானது சூரிய ஒளி, அல்லது, அறிவியல் அடிப்படையில், சூரிய கதிர்வீச்சின் ஃபோட்டான்கள் காரணமாக பெறப்படுகிறது என்பது தெளிவாகிறது. இந்த ஃபோட்டான்கள் சூரியனில் இருந்து தொடர்ந்து நகரும் அடிப்படை துகள்களின் நீரோட்டமாக கற்பனை செய்யலாம், ஒவ்வொன்றும் ஆற்றல் கொண்டது, எனவே முழு ஒளி நீரோட்டமும் ஒருவித ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது.

சூரியனின் மேற்பரப்பின் ஒவ்வொரு சதுர மீட்டரிலிருந்தும் 63 மெகாவாட் ஆற்றல் தொடர்ந்து கதிர்வீச்சு வடிவில் வெளிப்படுகிறது! இந்த கதிர்வீச்சின் அதிகபட்ச தீவிரம் புலப்படும் நிறமாலையின் வரம்பில் விழுகிறது - .

எனவே, சூரியனிலிருந்து பூமிக்கு 149,600,000 கிலோமீட்டர் தொலைவில் சூரிய ஒளியின் ஓட்டத்தின் ஆற்றல் அடர்த்தி வளிமண்டலத்தைக் கடந்து நமது கிரகத்தின் மேற்பரப்பை அடைந்த பிறகு, ஒரு சதுர மீட்டருக்கு சராசரியாக 900 W என விஞ்ஞானிகள் தீர்மானித்துள்ளனர்.

இங்கே நீங்கள் இந்த ஆற்றலை ஏற்றுக்கொண்டு அதிலிருந்து மின்சாரத்தைப் பெற முயற்சி செய்யலாம், அதாவது சூரியனின் ஒளிப் பாய்வின் ஆற்றலை சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களை நகரும் ஆற்றலாக மாற்றவும், வேறுவிதமாகக் கூறினால்.

ஒளியை மின்சாரமாக மாற்ற நமக்குத் தேவை ஒளிமின் மாற்றி. இத்தகைய மாற்றிகள் மிகவும் பொதுவானவை, அவை இலவச விற்பனைக்கு கிடைக்கின்றன, இவை சூரிய மின்கலங்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன - சிலிக்கானில் இருந்து வெட்டப்பட்ட செதில்களின் வடிவத்தில் ஒளிமின்னழுத்த மாற்றிகள்.

சிறந்தவை மோனோகிரிஸ்டலின், அவை சுமார் 18% செயல்திறன் கொண்டவை, அதாவது சூரியனிலிருந்து வரும் ஃபோட்டான் ஃப்ளக்ஸ் ஆற்றல் அடர்த்தி 900 W/sq.m என்றால், நீங்கள் ஒரு சதுர மீட்டருக்கு 160 W மின்சாரத்தைப் பெறுவதை நம்பலாம். அத்தகைய கலங்களில் இருந்து கூடிய ஒரு பேட்டரி.

"புகைப்பட விளைவு" என்று அழைக்கப்படும் ஒரு நிகழ்வு இங்கே வேலை செய்கிறது. ஒளிமின் விளைவு அல்லது ஒளிமின் விளைவு- இது ஒளி அல்லது வேறு ஏதேனும் மின்காந்த கதிர்வீச்சின் செல்வாக்கின் கீழ் ஒரு பொருளால் எலக்ட்ரான்களை வெளியேற்றும் நிகழ்வு (ஒரு பொருளின் அணுக்களிலிருந்து எலக்ட்ரான்கள் வெளியேற்றப்படும் நிகழ்வு).

1900 ஆம் ஆண்டில், குவாண்டம் இயற்பியலின் தந்தையான மேக்ஸ் பிளாங்க், தனித்தனி பகுதிகள் அல்லது குவாண்டாவில் ஒளி உமிழப்பட்டு உறிஞ்சப்படுகிறது என்று முன்மொழிந்தார், பின்னர், அதாவது 1926 இல், வேதியியலாளர் கில்பர்ட் லூயிஸ் "ஃபோட்டான்கள்" என்று அழைத்தார்.

ஒவ்வொரு ஃபோட்டானுக்கும் ஆற்றல் உள்ளது, இது E = hv சூத்திரத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது - பிளாங்க் மாறிலி கதிர்வீச்சின் அதிர்வெண்ணால் பெருக்கப்படுகிறது.

மேக்ஸ் பிளாங்கின் யோசனைக்கு இணங்க, 1887 இல் ஹெர்ட்ஸ் கண்டுபிடித்த நிகழ்வு, பின்னர் 1888 முதல் 1890 வரை ஸ்டோலெடோவ் மூலம் முழுமையாக ஆய்வு செய்யப்பட்டது. அலெக்சாண்டர் ஸ்டோலெடோவ் ஒளிமின்னழுத்த விளைவை சோதனை ரீதியாக ஆய்வு செய்தார் மற்றும் ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் மூன்று விதிகளை நிறுவினார் (ஸ்டோலெடோவின் விதிகள்):

ஃபோட்டோகேத்தோடில் மின்காந்த கதிர்வீச்சு நிகழ்வின் நிலையான நிறமாலை கலவையுடன், செறிவூட்டல் ஒளிமின்னழுத்தமானது கேத்தோடின் ஆற்றல் வெளிச்சத்திற்கு விகிதாசாரமாகும் (வேறுவிதமாகக் கூறினால்: 1 வினாடிகளில் கேத்தோடிலிருந்து வெளியேறும் ஒளிமின்னணுக்களின் எண்ணிக்கை கதிர்வீச்சு தீவிரத்திற்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாகும்) .

ஒளிமின்னழுத்தங்களின் அதிகபட்ச ஆரம்ப வேகம் ஒளியின் தீவிரத்தை சார்ந்தது அல்ல, ஆனால் அதன் அதிர்வெண்ணால் மட்டுமே தீர்மானிக்கப்படுகிறது.

ஒவ்வொரு பொருளுக்கும் ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் சிவப்பு வரம்பு உள்ளது, அதாவது ஒளியின் குறைந்தபட்ச அதிர்வெண் (பொருளின் வேதியியல் தன்மை மற்றும் மேற்பரப்பின் நிலையைப் பொறுத்து), அதற்குக் கீழே ஒளிமின்னழுத்த விளைவு சாத்தியமற்றது.

பின்னர், 1905 இல், ஐன்ஸ்டீன் ஒளிமின்னழுத்த விளைவு பற்றிய கோட்பாட்டை தெளிவுபடுத்தினார். ஒளியின் குவாண்டம் கோட்பாடு மற்றும் ஆற்றல் பாதுகாப்பு மற்றும் மாற்றத்தின் விதி ஆகியவை என்ன நடக்கிறது மற்றும் கவனிக்கப்படுவதை எவ்வாறு சரியாக விளக்குகின்றன என்பதை அவர் காண்பிப்பார். ஐன்ஸ்டீன் ஒளிமின்னழுத்த விளைவு சமன்பாட்டை எழுதினார், அதற்காக அவர் 1921 இல் நோபல் பரிசு பெற்றார்:

வேலை செயல்பாடு A என்பது ஒரு பொருளின் அணுவை விட்டு வெளியேற எலக்ட்ரான் செய்ய வேண்டிய குறைந்தபட்ச வேலை. வெளியேறிய பின் எலக்ட்ரானின் இயக்க ஆற்றல் இரண்டாவது சொல்.

அதாவது, ஒரு அணுவின் எலக்ட்ரானால் ஒரு ஃபோட்டான் உறிஞ்சப்படுகிறது, இதன் காரணமாக அணுவில் உள்ள எலக்ட்ரானின் இயக்க ஆற்றல் உறிஞ்சப்பட்ட ஃபோட்டானின் ஆற்றலின் அளவு அதிகரிக்கிறது.

இந்த ஆற்றலின் ஒரு பகுதி அணுவை விட்டு வெளியேறும் எலக்ட்ரானில் செலவிடப்படுகிறது, எலக்ட்ரான் அணுவை விட்டு வெளியேறுகிறது மற்றும் சுதந்திரமாக நகர முடியும். திசையில் நகரும் எலக்ட்ரான்கள் மின்சாரம் அல்லது ஒளிமின்னழுத்தம் தவிர வேறில்லை. இதன் விளைவாக, ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் விளைவாக ஒரு பொருளில் EMF நிகழ்வதைப் பற்றி பேசலாம்.

எனவே, சூரிய மின்கலம் அதில் செயல்படும் ஒளிமின்னழுத்த விளைவுக்கு நன்றி செலுத்துகிறது.ஆனால் ஒளிமின்னழுத்த மாற்றியில் "நாக் அவுட்" எலக்ட்ரான்கள் எங்கு செல்கின்றன? ஒரு ஒளிமின்னழுத்த மாற்றி அல்லது சூரிய மின்கலம் அல்லது ஃபோட்டோசெல், எனவே, அதில் உள்ள ஒளிமின்னழுத்த விளைவு அசாதாரணமான முறையில் நிகழ்கிறது, இது ஒரு உள் ஒளி விளைவு, மேலும் இது "வால்வு ஃபோட்டோ எஃபெக்ட்" என்ற சிறப்புப் பெயரையும் கொண்டுள்ளது.

சூரிய ஒளியின் செல்வாக்கின் கீழ், ஒரு குறைக்கடத்தியின் p-n சந்திப்பில் ஒரு ஒளிமின்னழுத்த விளைவு ஏற்படுகிறது மற்றும் ஒரு emf தோன்றுகிறது, ஆனால் எலக்ட்ரான்கள் ஒளிச்சேர்க்கையை விட்டு வெளியேறாது, எலக்ட்ரான்கள் உடலின் ஒரு பகுதியை விட்டு, மற்றொரு பகுதிக்கு நகரும் போது, ​​​​எல்லாமே தடுக்கும் அடுக்கில் நடக்கும். அதில்.

பூமியின் மேலோட்டத்தில் உள்ள சிலிக்கான் அதன் வெகுஜனத்தில் 30% ஆகும், அதனால்தான் இது எல்லா இடங்களிலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. பொதுவாக குறைக்கடத்திகளின் தனித்தன்மை என்னவென்றால், அவை கடத்திகள் அல்லது மின்கடத்தா அல்ல, அவற்றின் கடத்துத்திறன் அசுத்தங்களின் செறிவு, வெப்பநிலை மற்றும் கதிர்வீச்சுக்கு வெளிப்படும்.

ஒரு குறைக்கடத்தியில் உள்ள பேண்ட் இடைவெளி பல எலக்ட்ரான் வோல்ட்டுகள் ஆகும், மேலும் இது துல்லியமாக அணுக்களின் வேலன்ஸ் பேண்டின் மேல் மட்டத்திற்கும், எலக்ட்ரான்கள் வெளியேறும் மற்றும் கடத்தல் பட்டையின் கீழ் மட்டத்திற்கும் இடையே உள்ள ஆற்றல் வேறுபாடு ஆகும். சிலிக்கானில், பேண்ட்கேப் 1.12 eV அகலத்தைக் கொண்டுள்ளது - சூரியக் கதிர்வீச்சை உறிஞ்சுவதற்குத் தேவையானது.

எனவே, p-n சந்திப்பு. ஃபோட்டோசெல்லில் சிலிக்கானின் டோப் செய்யப்பட்ட அடுக்குகள் p-n சந்திப்பை உருவாக்குகின்றன. இங்கே எலக்ட்ரான்களுக்கு ஒரு ஆற்றல் தடை உருவாக்கப்படுகிறது; இப்படித்தான் சூரிய மின்கலத்தில் மின்னோட்டம் உருவாகிறது, அதாவது சூரிய ஒளியில் இருந்து மின்சாரம் தயாரிக்கப்படுகிறது.

ஃபோட்டான்களுக்கு வெளிப்படும் ஒரு Pn சந்தி சார்ஜ் கேரியர்களை - எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் துளைகளை - ஒரு திசையைத் தவிர வேறு இடத்திற்கு நகர்த்த அனுமதிக்காது. மேல் மற்றும் கீழ் மின்முனைகள் மூலம் சுமை சுற்றுடன் இணைக்கப்பட்டிருக்கும் போது, ​​ஒளிமின்னழுத்த மாற்றி, சூரிய ஒளியில் வெளிப்படும் போது, ​​வெளிப்புற சுற்றுகளில் உருவாக்கப்படும்.

"உயிரியலில் ஒருங்கிணைந்த மாநில தேர்வு கேள்விகள் 2013" - ஒரு உயிரினத்தின் மரபணு வகை. சிம்பயோடிக் உறவு. புரத மூலக்கூறு. அடிப்படை தவறுகள். புகையிலை புகை. பரஸ்பர மற்றும் கூட்டு மாறுபாட்டிற்கு இடையிலான ஒற்றுமைகள் மற்றும் வேறுபாடுகள். நியூக்ளியோடைடு. ஒடுக்கற்பிரிவின் விளைவாக எத்தனை செல்கள் உருவாகின்றன? புரத மூலக்கூறுகள். இரத்தக் குழு. டவுன் சிண்ட்ரோம். நியூக்ளியோடைட்களின் மும்மடங்கு. ஆற்றல் வளர்சிதை மாற்றத்தின் நிலைகள். உயிரியல் ஆலோசனை. தட்டுக்கள். கூட்டு மாறுபாடு. கீமோ-ஆட்டோட்ரோபிக் ஊட்டச்சத்துக்கான திறன்.

"வெளியேற்ற அமைப்பின் நோய்கள்" - சிஸ்டிடிஸ். சிறுநீர்ப்பை. நீரிழிவு நிஃப்ரோபதி. நெஃப்ரோஜெனிக் அனீமியா. யூரோலிதியாசிஸ். பைலோனெப்ரிடிஸ். ஹைட்ரோனெபிரோசிஸ். பாலிசிஸ்டிக் சிறுநீரக நோய். சிறுநீரக பெருங்குடல். சிறுநீரகங்களின் அமிலாய்டோசிஸ். வெளியேற்ற அமைப்பின் கடுமையான நோய்கள். சுக்கிலவழற்சி.

"பேலியோஜீன் காலம்" - காலநிலை. காலநிலை வெப்பமண்டலமாக கூட இருந்தது. செனோசோயிக் சகாப்தம். எலும்பு மீன். ஒலிகோசீன். பேலியோஜீனின் ஆரம்பம். விலங்கு உலகம். டயட்ரிம்ஸ். பேலியோஜீன். விசிறி வால் பல் இல்லாத பறவைகள். அப்பர் ஈசீன். பேலியோஜீன் காலம்.

"உயிரியலில் ஒருங்கிணைந்த மாநிலத் தேர்வு கேள்விகள்" - பறவைகள் வகுப்பின் செழிப்பு. எந்த வகையான இனப்பெருக்கம் பாலினமாக கருதப்படுகிறது? எந்த குளோரோபிளாஸ்ட் அமைப்பில் என்சைம்கள் உள்ளன. குணாதிசயத்திற்கும் உறுப்புக்கும் இடையே ஒரு கடிதப் பரிமாற்றத்தை ஏற்படுத்துங்கள். சோமாடிக் பிறழ்வுகள். திசுக்களின் தோற்றம். எரிச்சல் உணர்வு. முதுகெலும்புகளில், பரிணாம வளர்ச்சியின் போது கேட்கும் உறுப்பு மாறியது. உயிரியலில் ஒருங்கிணைந்த மாநிலத் தேர்வு முடிவுகளின் பகுப்பாய்வு. நஞ்சுக்கொடி. நுரையீரல்களின் தோற்றம். கண்ணின் அமைப்பு. சோமாடிக் செல்களின் கருக்களில் எத்தனை ஆட்டோசோம்கள் காணப்படுகின்றன?

"ஆரோக்கியமான உணவின் விதிகள்" - முழு சேவை கேண்டீன்களின் அமைப்பு. திட்டத்தை செயல்படுத்துதல். கோழி. நிரல் செயல்படுத்தலின் முடிவுகள். புரதம். சரியான ஊட்டச்சத்து ஒரு வாழ்க்கை முறையாகும். ஆரோக்கியமான உணவு. சரியான ஊட்டச்சத்து. ஊட்டச்சத்து கோட்பாடுகள். பள்ளி மாணவர்களுக்கான உணவு. சமச்சீர் ஊட்டச்சத்தின் உன்னதமான கோட்பாடு. பள்ளி ஊட்டச்சத்து முறையின் விரிவான மறுசீரமைப்பு. உணவுமுறைகள். திட்டத்தின் குறிக்கோள்கள் மற்றும் நோக்கங்கள். பள்ளி ஊட்டச்சத்து உணவை உருவாக்க 2 விருப்பங்கள் உள்ளன.

"பால் பொருட்களின் உற்பத்தி" - பால் தரம் பற்றிய ஆய்வு. கட்டுமானம். கால்நடைத் தொழில். உல்லாசப் பயண அறிக்கை. பாலில் உள்ள கார்போஹைட்ரேட்டுகளை தீர்மானித்தல். ஸ்டாரிட்ஸ்கி கிரீமரி. சலுகை. விமர்சகர்கள் மற்றும் ஆய்வாளர்களின் படைப்புகள். உற்பத்தி செய்யப்பட்ட பால். ஒரு சிறந்த விஞ்ஞானியின் பங்களிப்பு. பால் தொழில் வளர்ச்சிக்கு டிமிட்ரி இவனோவிச் மெண்டலீவின் பங்களிப்பு. உண்மையான விஞ்ஞானி. ஆர்டர். சீஸ் தயாரிப்பின் வளர்ச்சி. யோசனைகள். கொழுப்பை தீர்மானித்தல். பால் கூறுகளின் பண்புகள்.

இன்று நாம் சூரிய சக்தியை தங்கள் வாழ்க்கையில் பயன்படுத்தும் உயிரினங்களைப் பற்றி பேசுவோம். இதைச் செய்ய, உயிர் ஆற்றல் போன்ற அறிவியலை நாம் தொட வேண்டும். உயிருள்ள உயிரினங்களால் ஆற்றலை மாற்றுவது மற்றும் அதை வாழ்க்கையின் செயல்பாட்டில் பயன்படுத்துவதற்கான வழிகளை அவர் படிக்கிறார். உயிர் ஆற்றல் வெப்ப இயக்கவியலை அடிப்படையாகக் கொண்டது. இந்த அறிவியல் பல்வேறு வகையான ஆற்றலை ஒன்றுக்கொன்று மாற்றுவதற்கான வழிமுறைகளை விவரிக்கிறது. பல்வேறு உயிரினங்களால் சூரிய சக்தியின் பயன்பாடு மற்றும் மாற்றம் உட்பட. வெப்ப இயக்கவியலின் உதவியுடன், நம்மைச் சுற்றி நிகழும் செயல்முறைகளின் ஆற்றல் பொறிமுறையை முழுமையாக விவரிக்க முடியும். ஆனால் வெப்ப இயக்கவியலின் உதவியுடன் ஒரு குறிப்பிட்ட செயல்முறையின் தன்மையைப் புரிந்து கொள்ள முடியாது. இந்த கட்டுரையில் உயிரினங்களால் சூரிய சக்தியைப் பயன்படுத்துவதற்கான வழிமுறையை விளக்க முயற்சிப்போம்.

நமது கிரகத்தில் வாழும் உயிரினங்கள் அல்லது பிற பொருட்களில் ஆற்றலின் மாற்றத்தை விவரிக்க, வெப்ப இயக்கவியலின் பார்வையில் இருந்து அவற்றைக் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும். அதாவது சுற்றுச்சூழலுடனும் பொருள்களுடனும் ஆற்றலைப் பரிமாறிக் கொள்ளும் அமைப்பு. அவற்றை பின்வரும் அமைப்புகளாகப் பிரிக்கலாம்:

• மூடப்பட்டது;
• தனிமைப்படுத்தப்பட்டது;
• திற.

இந்த கட்டுரையில் விவாதிக்கப்படும் உயிரினங்கள் திறந்த அமைப்புகள். அவை OS மற்றும் சுற்றியுள்ள பொருட்களுடன் தொடர்ச்சியான ஆற்றல் பரிமாற்றத்தை நடத்துகின்றன.நீர், காற்று மற்றும் உணவு ஆகியவற்றுடன், அனைத்து வகையான இரசாயனப் பொருட்களும் உடலில் நுழைகின்றன, அவை வேதியியல் கலவையில் வேறுபடுகின்றன. உடலில் நுழைந்தவுடன், அவை ஆழமான செயலாக்கத்திற்கு உட்படுகின்றன. அவை தொடர்ச்சியான மாற்றங்களைச் சந்தித்து உடலின் வேதியியல் கலவையைப் போலவே மாறுகின்றன. இதற்குப் பிறகு, அவை தற்காலிகமாக உடலின் ஒரு பகுதியாக மாறும்.

சிறிது நேரம் கழித்து, இந்த பொருட்கள் அழிக்கப்பட்டு உடலுக்கு ஆற்றலை வழங்குகின்றன. அவற்றின் முறிவு பொருட்கள் உடலில் இருந்து அகற்றப்படுகின்றன. உடலில் அவற்றின் இடம் மற்ற மூலக்கூறுகளால் நிரப்பப்படுகிறது. இந்த வழக்கில், உடலின் கட்டமைப்பின் ஒருமைப்பாடு மீறப்படவில்லை. உடலில் ஆற்றலின் இத்தகைய ஒருங்கிணைப்பு மற்றும் செயலாக்கம் உடலின் புதுப்பிப்பை உறுதி செய்கிறது. அனைத்து உயிரினங்களின் இருப்புக்கும் ஆற்றல் வளர்சிதை மாற்றம் அவசியம். உடலில் ஆற்றல் மாற்ற செயல்முறைகள் நிறுத்தப்படும்போது, ​​​​அது இறந்துவிடும்.

சூரிய ஒளி பூமியில் உயிரியல் ஆற்றல் மூலமாகும். சூரியனில் இருந்து வரும் அணுசக்தி கதிர்வீச்சு ஆற்றலை உருவாக்குகிறது. நமது நட்சத்திரத்தில் உள்ள ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் எதிர்வினையின் விளைவாக அவர் அணுக்களாக மாற்றப்படுகின்றன. எதிர்வினையின் போது வெளியிடப்படும் ஆற்றல் காமா கதிர்வீச்சு வடிவத்தில் வெளியிடப்படுகிறது. எதிர்வினை இதுபோல் தெரிகிறது:

4H? He4 + 2e + hv, எங்கே

v என்பது காமா கதிர்களின் அலைநீளம்;

h என்பது பிளாங்கின் மாறிலி.

பின்னர், காமா கதிர்வீச்சு மற்றும் எலக்ட்ரான்களின் தொடர்புக்குப் பிறகு, ஆற்றல் ஃபோட்டான்களின் வடிவத்தில் வெளியிடப்படுகிறது. இந்த ஒளி ஆற்றல் வான உடலால் வெளியிடப்படுகிறது.

சூரிய ஆற்றல் நமது கிரகத்தின் மேற்பரப்பை அடையும் போது, ​​அது தாவரங்களால் கைப்பற்றப்பட்டு மாற்றப்படுகிறது. அவற்றில், சூரியனின் ஆற்றல் இரசாயன ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது, இது இரசாயன பிணைப்பு வடிவத்தில் சேமிக்கப்படுகிறது.இவை மூலக்கூறுகளில் உள்ள அணுக்களை இணைக்கும் பிணைப்புகள். தாவரங்களில் குளுக்கோஸின் தொகுப்பு ஒரு உதாரணம். இந்த ஆற்றல் மாற்றத்தின் முதல் நிலை ஒளிச்சேர்க்கை ஆகும். தாவரங்கள் அதற்கு குளோரோபில் வழங்குகின்றன. இந்த நிறமி கதிரியக்க ஆற்றலை இரசாயன ஆற்றலாக மாற்றுவதை உறுதி செய்கிறது. கார்போஹைட்ரேட்டுகள் H 2 O மற்றும் CO 2 இலிருந்து ஒருங்கிணைக்கப்படுகின்றன. இது தாவர வளர்ச்சி மற்றும் ஆற்றல் பரிமாற்றத்தை அடுத்த கட்டத்திற்கு உறுதி செய்கிறது.

ஆற்றல் பரிமாற்றத்தின் அடுத்த கட்டம் தாவரங்களிலிருந்து விலங்குகள் அல்லது பாக்டீரியாக்களுக்கு ஏற்படுகிறது. இந்த கட்டத்தில், தாவரங்களில் உள்ள கார்போஹைட்ரேட்டுகளின் ஆற்றல் உயிரியல் ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது. இது தாவர மூலக்கூறுகளின் ஆக்சிஜனேற்றத்தின் போது நிகழ்கிறது. பெறப்பட்ட ஆற்றலின் அளவு தொகுப்புக்கு செலவிடப்பட்ட தொகைக்கு ஒத்திருக்கிறது. இந்த ஆற்றலின் ஒரு பகுதி வெப்பமாக மாற்றப்படுகிறது. இதன் விளைவாக, அடினோசின் ட்ரைபாஸ்பேட்டின் உயர் ஆற்றல் பிணைப்புகளில் ஆற்றல் சேமிக்கப்படுகிறது. எனவே சூரிய ஆற்றல், தொடர்ச்சியான மாற்றங்களைச் சந்தித்து, உயிரினங்களில் வேறு வடிவத்தில் தோன்றுகிறது.

இங்கே அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விக்கு பதிலளிக்க வேண்டியது அவசியம்: "எந்த உறுப்பு சூரிய ஒளியின் ஆற்றலைப் பயன்படுத்துகிறது?" இவை ஒளிச்சேர்க்கை செயல்பாட்டில் ஈடுபட்டுள்ள குளோரோபிளாஸ்ட்கள். கனிம பொருட்களிலிருந்து கரிமப் பொருட்களை ஒருங்கிணைக்க அவர்கள் அதைப் பயன்படுத்துகிறார்கள்.

சக்தியின் தொடர்ச்சியான ஓட்டம் அனைத்து உயிரினங்களின் சாராம்சமாகும். இது உயிரணுக்கள் மற்றும் உயிரினங்களுக்கு இடையில் தொடர்ந்து நகர்கிறது. செல்லுலார் மட்டத்தில், ஆற்றல் மாற்றத்திற்கான திறமையான வழிமுறைகள் உள்ளன. ஆற்றல் மாற்றம் நிகழும் 2 முக்கிய கட்டமைப்புகள் உள்ளன:

• குளோரோபிளாஸ்ட்கள்;
• மைட்டோகாண்ட்ரியா.

மனிதர்கள், கிரகத்தில் உள்ள மற்ற உயிரினங்களைப் போலவே, உணவுகளிலிருந்து தங்கள் ஆற்றல் இருப்புக்களை நிரப்புகிறார்கள். மேலும், நுகரப்படும் பொருட்களின் ஒரு பகுதி தாவர தோற்றம் (ஆப்பிள்கள், உருளைக்கிழங்கு, வெள்ளரிகள், தக்காளி) மற்றும் விலங்குகளின் ஒரு பகுதி (இறைச்சி, மீன் மற்றும் பிற கடல் உணவுகள்). நாம் உண்ணும் விலங்குகளும் தாவரங்களிலிருந்து ஆற்றலைப் பெறுகின்றன. எனவே, நமது உடல் பெறும் அனைத்து ஆற்றலும் தாவரங்களிலிருந்து மாற்றப்படுகிறது. அவர்களுக்கு இது சூரிய ஆற்றலின் மாற்றத்தின் விளைவாக தோன்றுகிறது.

ஆற்றல் உற்பத்தியின் வகையைப் பொறுத்து, அனைத்து உயிரினங்களையும் இரண்டு குழுக்களாகப் பிரிக்கலாம்:

• ஃபோட்டோட்ரோப்கள். சூரிய ஒளியிலிருந்து ஆற்றலைப் பெறுங்கள்;
• கெமோட்ரோப்கள். ரெடாக்ஸ் எதிர்வினையின் போது அவை ஆற்றலைப் பெறுகின்றன.

அதாவது, சூரிய ஆற்றல் தாவரங்களால் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் விலங்குகள் தாவரங்களை சாப்பிடும்போது கரிம மூலக்கூறுகளில் இருக்கும் ஆற்றலைப் பெறுகின்றன.

உயிரினங்களில் ஆற்றல் எவ்வாறு மாற்றப்படுகிறது?

உயிரினங்களால் மாற்றப்படும் 3 முக்கிய வகையான ஆற்றல்கள் உள்ளன:

• கதிரியக்க ஆற்றலின் மாற்றம். இந்த வகை ஆற்றல் சூரிய ஒளியைக் கொண்டு செல்கிறது. தாவரங்களில், கதிரியக்க ஆற்றல் நிறமி குளோரோபில் மூலம் கைப்பற்றப்படுகிறது. ஒளிச்சேர்க்கையின் விளைவாக, அது இரசாயன ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது. இது, ஆக்ஸிஜன் தொகுப்பு மற்றும் பிற எதிர்வினைகளின் செயல்பாட்டில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. சூரிய ஒளி இயக்க ஆற்றலைக் கொண்டு செல்கிறது, மேலும் தாவரங்களில் அது சாத்தியமான ஆற்றலாக மாறும். இதன் விளைவாக ஆற்றல் இருப்பு ஊட்டச்சத்துக்களில் சேமிக்கப்படுகிறது.உதாரணமாக, கார்போஹைட்ரேட்டுகளில்;
• இரசாயன ஆற்றல் மாற்றம். கார்போஹைட்ரேட்டுகள் மற்றும் பிற மூலக்கூறுகளிலிருந்து இது உயர் ஆற்றல் பாஸ்பேட் பிணைப்புகளின் ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது. இந்த மாற்றங்கள் மைட்டோகாண்ட்ரியாவில் நிகழ்கின்றன.
• உயர் ஆற்றல் பாஸ்பேட் பிணைப்புகளின் ஆற்றலை மாற்றுதல். பல்வேறு வகையான வேலைகளைச் செய்ய (இயந்திர, மின், ஆஸ்மோடிக், முதலியன) ஒரு உயிரினத்தின் உயிரணுக்களால் இது நுகரப்படுகிறது.

இந்த மாற்றங்களின் போது, ​​ஆற்றல் இருப்பின் ஒரு பகுதி இழக்கப்பட்டு வெப்ப வடிவில் சிதறடிக்கப்படுகிறது.

சேமிக்கப்பட்ட ஆற்றலை உயிரினங்களின் பயன்பாடு

வளர்சிதை மாற்றத்தின் செயல்பாட்டில், உடல் ஒரு ஆற்றல் இருப்பைப் பெறுகிறது, இது உயிரியல் வேலைகளைச் செய்வதற்கு செலவிடப்படுகிறது. இது ஒளி, இயந்திர, மின், இரசாயன வேலை. மேலும் உடல் அதன் ஆற்றலின் பெரும் பகுதியை வெப்ப வடிவில் செலவிடுகிறது.

உடலில் உள்ள ஆற்றலின் முக்கிய வகைகள் கீழே சுருக்கமாக விவரிக்கப்பட்டுள்ளன:

• இயந்திரவியல். மேக்ரோபாடிகளின் இயக்கத்தையும், அவற்றின் இயக்கத்தின் இயந்திர வேலைகளையும் வகைப்படுத்துகிறது. இது இயக்கவியல் மற்றும் சாத்தியம் என பிரிக்கலாம். முதலாவது மேக்ரோபாடிகளின் இயக்கத்தின் வேகத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது, மேலும் இரண்டாவதாக ஒன்றுக்கொன்று தொடர்புடையதாக இருக்கும்;
• இரசாயனம். ஒரு மூலக்கூறில் உள்ள அணுக்களின் தொடர்பு மூலம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. இது மூலக்கூறுகள் மற்றும் அணுக்களின் சுற்றுப்பாதையில் நகரும் எலக்ட்ரான்களின் ஆற்றல்;
• மின்சாரம். சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் தொடர்புதான் அவை மின்சார புலத்தில் நகரும்;
• ஆஸ்மோடிக். பொருள் மூலக்கூறுகளின் செறிவு சாய்வுக்கு எதிராக நகரும் போது நுகரப்படும்;
• ஒழுங்குமுறை ஆற்றல்.
• வெப்ப. அணுக்கள் மற்றும் மூலக்கூறுகளின் குழப்பமான இயக்கத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. இந்த இயக்கத்தின் முக்கிய பண்பு வெப்பநிலை. இந்த வகை ஆற்றல் மேலே பட்டியலிடப்பட்டுள்ள எல்லாவற்றிலும் மிகவும் மதிப்பிழந்ததாகும்.

ஒரு அணுவின் வெப்பநிலைக்கும் இயக்க ஆற்றலுக்கும் இடையிலான உறவை பின்வரும் சூத்திரத்தால் விவரிக்கலாம்:

E h = 3/2rT, எங்கே

r என்பது போல்ட்ஸ்மேனின் மாறிலி (1.380*10 -16 erg/deg).

ஊட்டச்சத்துக்களிலிருந்து ஆற்றல் எவ்வாறு வெளியிடப்படுகிறது?

ஊட்டச்சத்துக்களிலிருந்து ஆற்றலைப் பிரித்தெடுக்கும் செயல்பாட்டில் 3 வழக்கமான படிகள் உள்ளன;

• தயாரிப்பு. உணவு உயிரணுக்களில் உள்ள பயோபாலிமர்களை மோனோமர்களாக மாற்ற இந்தப் படி தேவைப்படுகிறது. ஆற்றலைப் பிரித்தெடுக்க இந்த வடிவம் சிறந்தது. இந்த செயல்முறை (ஹைட்ரோலிசிஸ்) குடலில் அல்லது உட்புறத்தில் ஏற்படுகிறது. லைசோசோம்கள் மற்றும் சைட்டோபிளாஸ்மிக் என்சைம்களின் பங்கேற்புடன் ஹைட்ரோலிசிஸ் ஏற்படுகிறது. இந்த நிலையின் ஆற்றல் மதிப்பு பூஜ்ஜியமாகும். இந்த கட்டத்தில், அடி மூலக்கூறுகளின் ஆற்றல் மதிப்பில் 1 சதவீதம் வெளியிடப்படுகிறது, மேலும் அவை அனைத்தும் வெப்பமாக இழக்கப்படுகின்றன;
• இரண்டாவது கட்டத்தில், மோனோமர்கள் ஓரளவு சிதைந்து இடைநிலை தயாரிப்புகளை உருவாக்குகின்றன. கிரெப்ஸ் சுழற்சி அமிலங்கள் மற்றும் அசிடைல்-கோஏ உருவாகின்றன. இந்த கட்டத்தில் ஆரம்ப அடி மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கை மூன்றாகக் குறைக்கப்பட்டு, அடி மூலக்கூறுகளின் ஆற்றல் இருப்பில் 20 சதவீதம் வரை வெளியிடப்படுகிறது. இந்த செயல்முறை காற்றில்லா முறையில் நிகழ்கிறது, அதாவது ஆக்ஸிஜன் அணுகல் இல்லாமல். ஆற்றல் ஏடிபியின் பாஸ்பேட் பிணைப்புகளில் ஓரளவு சேமிக்கப்படுகிறது, மீதமுள்ளவை வெப்ப வடிவில் நுகரப்படும். மோனோமர்களின் முறிவு ஹைலோபிளாஸில் நிகழ்கிறது, மீதமுள்ள செயல்முறைகள் மைட்டோகாண்ட்ரியாவில் நிகழ்கின்றன;
• இறுதி கட்டத்தில், மோனோமர்கள் ஆக்ஸிஜனை உள்ளடக்கிய எதிர்வினையில் H 2 O மற்றும் CO 2 ஆக சிதைகின்றன. ஆற்றல் இருப்புக்களின் முழுமையான வெளியீட்டில் உயிரியல் ஆக்சிஜனேற்றம் ஏற்படுகிறது. முந்தைய கட்டத்தில் இருந்த 3 மூன்று வளர்சிதை மாற்றங்களில், H 2 மட்டுமே உள்ளது. இது சுவாச சங்கிலியில் ஒரு உலகளாவிய எரிபொருள். இந்த கட்டத்தில், மீதமுள்ள 80 சதவீத ஆற்றல் இருப்பு வெளியிடப்படுகிறது. சில ஆற்றல் வெப்பமாக வெளியேறுகிறது, மீதமுள்ளவை பாஸ்பேட் பிணைப்புகளில் சேமிக்கப்படுகின்றன. இந்த கட்டத்தில் அனைத்து எதிர்வினைகளும் மைட்டோகாண்ட்ரியாவில் நடைபெறுகின்றன.

உயிரணுக்களில் ஆற்றல் வெளியீடு படிப்படியாக நிகழ்கிறது.வெளியேற்றத்தின் அனைத்து நிலைகளிலும், இது பொருளின் உயிரணுக்களுக்கு வசதியான ஒரு இரசாயன வடிவத்தில் குவிந்துவிடும். ஒரு கலத்தின் ஆற்றல் அமைப்பு 3 வெவ்வேறு செயல்பாட்டு தொகுதிகளை உள்ளடக்கியது, இதில் பல்வேறு செயல்முறைகள் நடைபெறுகின்றன:

• I-செயல்முறைகள் (ஆக்சிஜனேற்ற அடி மூலக்கூறுகளின் உருவாக்கம், இது உயிரணுக்களில் ஆக்ஸிஜனேற்ற நொதிக்கு ஒத்திருக்கிறது);
• பிளாக் S-H 2 (ஆக்சிடேஷன் அடி மூலக்கூறு);
• ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி செயல்முறைகள். வெளியீடு KH 2 (கோஎன்சைம் கொண்ட ஹைட்ரஜன்).

இந்த சிக்கலான பல-நிலை செயல்முறைகள் தாவரங்கள் மற்றும் உயிரினங்களில் சூரிய ஆற்றல் மாற்றத்தின் போது நிகழ்கின்றன.
இந்த கட்டுரை உங்களுக்கு பயனுள்ளதாக இருந்தால், சமூக வலைப்பின்னல்களில் அதற்கான இணைப்பைப் பகிரவும். இது தளத்தின் வளர்ச்சிக்கு உதவும். கீழே உள்ள வாக்கெடுப்பில் வாக்களித்து, பொருளை மதிப்பிடுங்கள்! கட்டுரையில் திருத்தங்கள் மற்றும் சேர்த்தல்களை கருத்துகளில் இடவும்.

10-11 வகுப்புகளுக்கான பாடநூல்

அத்தியாயம் III. செல்களுக்கு ஆற்றலை வழங்குதல்

எந்தவொரு உயிரினமும், ஒரு தனிப்பட்ட உயிரணுவைப் போலவே, ஒரு திறந்த அமைப்பாகும், அதாவது சுற்றுச்சூழலுடன் பொருள் மற்றும் ஆற்றலைப் பரிமாறிக் கொள்கிறது. உடலில் நிகழும் நொதி வளர்சிதை மாற்ற எதிர்வினைகளின் முழு தொகுப்பும் வளர்சிதை மாற்றம் என்று அழைக்கப்படுகிறது (கிரேக்க மொழியில் இருந்து "வளர்சிதைமாற்றம்" - மாற்றம்). வளர்சிதை மாற்றம் ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்ட எதிர்விளைவுகளை உள்ளடக்கியது - உயர் மூலக்கூறு சேர்மங்களின் தொகுப்பு (புரதங்கள், நியூக்ளிக் அமிலங்கள், பாலிசாக்கரைடுகள், லிப்பிடுகள்) மற்றும் விலகல் - ஆற்றல் மாற்றத்துடன் நிகழும் கரிமப் பொருட்களின் முறிவு மற்றும் ஆக்சிஜனேற்றம். ப்ளாஸ்டிக் பரிமாற்றம் என்றும் அழைக்கப்படும் ஒருங்கிணைத்தல், விலகல் (ஆற்றல் பரிமாற்றம்) விளைவாக வெளியாகும் ஆற்றல் இல்லாமல் சாத்தியமற்றது. பிளாஸ்டிக் வளர்சிதை மாற்றத்தின் விளைவாக உருவாகும் நொதிகள் இல்லாமல் விலகல் ஏற்படாது.

வாழ்க்கைச் செயல்பாட்டின் எந்தவொரு வெளிப்பாட்டிற்கும் (அதில் கரைந்துள்ள நீர் மற்றும் கனிம சேர்மங்களை உறிஞ்சுதல், கரிமப் பொருட்களின் தொகுப்பு, பாலிமர்களை மோனோமர்களாகப் பிரித்தல், வெப்ப உருவாக்கம், இயக்கம் போன்றவை) ஆற்றல் செலவினம் தேவைப்படுகிறது.

நமது கிரகத்தில் வாழும் அனைத்து உயிரினங்களுக்கும் ஆற்றல் முக்கிய ஆதாரம் சூரிய ஒளியின் ஆற்றல். இருப்பினும், இது நேரடியாக பச்சை தாவரங்கள், யூனிசெல்லுலர் ஆல்கா, பச்சை மற்றும் ஊதா பாக்டீரியாக்களின் செல்களால் மட்டுமே பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த செல்கள், சூரிய ஒளியின் ஆற்றலைப் பயன்படுத்தி, கரிமப் பொருட்களை ஒருங்கிணைக்க முடியும் - கார்போஹைட்ரேட்டுகள், கொழுப்புகள், புரதங்கள், நியூக்ளிக் அமிலங்கள். ஒளி ஆற்றலைப் பயன்படுத்தும்போது ஏற்படும் உயிரியக்கவியல் ஒளிச்சேர்க்கை என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஒளிச்சேர்க்கை திறன் கொண்ட உயிரினங்கள் ஃபோட்டோஆட்டோட்ரோபிக் என்று அழைக்கப்படுகின்றன.

ஒளிச்சேர்க்கைக்கான தொடக்கப் பொருட்கள் பூமியின் வளிமண்டலத்திலிருந்து நீர், கார்பன் டை ஆக்சைடு, அத்துடன் நீர்நிலைகள் மற்றும் மண்ணிலிருந்து நைட்ரஜன், பாஸ்பரஸ் மற்றும் கந்தகத்தின் கனிம உப்புகள். நைட்ரஜனின் ஆதாரம் வளிமண்டல நைட்ரஜனின் (N 2) மூலக்கூறுகளாகும், அவை மண்ணிலும் வேர் முடிச்சுகளிலும், முக்கியமாக பருப்பு வகைகளில் வாழும் பாக்டீரியாக்களால் உறிஞ்சப்படுகின்றன. இந்த வழக்கில், நைட்ரஜன் வாயு அம்மோனியா மூலக்கூறின் ஒரு பகுதியாக மாறும் - NH 3, இது அமினோ அமிலங்கள், புரதங்கள், நியூக்ளிக் அமிலங்கள் மற்றும் பிற நைட்ரஜன் கொண்ட சேர்மங்களின் தொகுப்புக்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது. முடிச்சு பாக்டீரியா மற்றும் பருப்பு தாவரங்கள் ஒருவருக்கொருவர் தேவை. பல்வேறு வகையான உயிரினங்களின் கூட்டு பரஸ்பர நன்மைகள் கூட்டுவாழ்வு என்று அழைக்கப்படுகிறது.

ஃபோட்டோ-ஆட்டோட்ரோப்களுக்கு கூடுதலாக, சில பாக்டீரியாக்கள் (ஹைட்ரஜன் பாக்டீரியா, நைட்ரிஃபைங் பாக்டீரியா, சல்பர் பாக்டீரியா போன்றவை) கனிம பொருட்களிலிருந்து கரிமப் பொருட்களை ஒருங்கிணைக்கும் திறன் கொண்டவை. கனிம பொருட்களின் ஆக்சிஜனேற்றத்தின் போது வெளியிடப்படும் ஆற்றலின் காரணமாக அவை இந்த தொகுப்பை மேற்கொள்கின்றன. அவை கீமோஆட்டோட்ரோப்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. இரசாயன நுண்ணுயிரியலாளர் எஸ்.என்.வினோகிராட்ஸ்கி 1887 ஆம் ஆண்டில் வேதிச்சேர்க்கை செயல்முறை கண்டுபிடிக்கப்பட்டது.

கனிம சேர்மங்களிலிருந்து கரிமப் பொருட்களை ஒருங்கிணைக்க முடியாத நமது கிரகத்தில் உள்ள அனைத்து உயிரினங்களும் ஹீட்டோரோட்ரோப்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. அனைத்து விலங்குகளும் மனிதர்களும் தாவரங்களால் சேமிக்கப்படும் சூரியனின் ஆற்றலைப் பயன்படுத்தி, புதிதாக ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட கரிம சேர்மங்களின் இரசாயன பிணைப்புகளின் ஆற்றலாக மாற்றப்படுகின்றன.

ஒளிச்சேர்க்கை மற்றும் வேதியியல் உயிரினங்கள் இரண்டும் கரிமப் பொருட்களின் ஆக்சிஜனேற்றத்தின் மூலம் ஆற்றலைப் பெறும் திறன் கொண்டவை என்பதை கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும். இருப்பினும், ஹீட்டோரோட்ரோப்கள் இந்த பொருட்களை வெளியில் இருந்து தயாராகப் பெறுகின்றன, அதே நேரத்தில் ஆட்டோட்ரோப்கள் கனிம சேர்மங்களிலிருந்து அவற்றை ஒருங்கிணைக்கின்றன.

ஒளிச்சேர்க்கை செல்கள் வளிமண்டலத்தில் இருந்து கார்பன் டை ஆக்சைடை உறிஞ்சி அதில் ஆக்ஸிஜனை வெளியிடுகின்றன. நமது கிரகத்தில் ஒளிச்சேர்க்கை செல்கள் தோன்றுவதற்கு முன்பு, பூமியின் வளிமண்டலத்தில் ஆக்ஸிஜன் இல்லாமல் இருந்தது. ஒளிச்சேர்க்கை உயிரினங்களின் வருகையுடன், வளிமண்டலத்தை ஆக்ஸிஜனுடன் படிப்படியாக நிரப்புவது ஒரு புதிய வகை ஆற்றல் கருவியுடன் செல்கள் தோன்றுவதற்கு வழிவகுத்தது. இவை ஆக்சிஜனேற்ற முகவராக வளிமண்டல ஆக்ஸிஜனின் பங்கேற்புடன் தயாராக தயாரிக்கப்பட்ட கரிம சேர்மங்கள், முக்கியமாக கார்போஹைட்ரேட்டுகள் மற்றும் கொழுப்புகளின் ஆக்சிஜனேற்றத்தின் மூலம் ஆற்றலை உற்பத்தி செய்யும் செல்கள். கரிம சேர்மங்கள் ஆக்ஸிஜனேற்றப்படும் போது, ​​ஆற்றல் வெளியிடப்படுகிறது.

ஆக்ஸிஜனுடன் வளிமண்டலத்தின் செறிவூட்டலின் விளைவாக, ஆற்றலை உற்பத்தி செய்ய ஆக்ஸிஜனைப் பயன்படுத்தும் திறன் கொண்ட ஏரோபிக் செல்கள் வெளிப்பட்டன.

§ 11. ஒளிச்சேர்க்கை. ஒளி ஆற்றலை இரசாயன பிணைப்பு ஆற்றலாக மாற்றுதல்

சூரிய ஒளியின் ஆற்றலைப் பயன்படுத்தும் திறன் கொண்ட முதல் செல்கள் பூமியில் தோராயமாக 4 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு ஆர்க்கியன் காலத்தில் தோன்றின. இவை சயனோபாக்டீரியா (கிரேக்க "சயனோஸ்" - நீலத்திலிருந்து). பூமியின் வரலாற்றில் இந்த காலகட்டத்திற்கு முந்தைய ஷேல் அடுக்குகளில் அவற்றின் புதைபடிவ எச்சங்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ளன. பூமியின் வளிமண்டலம் ஆக்சிஜனால் நிரம்பவும் ஏரோபிக் செல்கள் தோன்றவும் இன்னும் 1.5 பில்லியன் ஆண்டுகள் ஆனது.

நமது கிரகத்தில் வாழ்க்கையின் வளர்ச்சி மற்றும் பராமரிப்பில் தாவரங்கள் மற்றும் பிற ஒளிச்சேர்க்கை உயிரினங்களின் பங்கு மிகவும் பெரியது என்பது வெளிப்படையானது: அவை சூரிய ஒளியின் ஆற்றலை கரிம சேர்மங்களின் வேதியியல் பிணைப்புகளின் ஆற்றலாக மாற்றுகின்றன, பின்னர் அவை மற்ற அனைத்து உயிரினங்களால் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. உயிரினங்கள்; அவை பூமியின் வளிமண்டலத்தை ஆக்ஸிஜனுடன் நிறைவு செய்கின்றன, இது கரிமப் பொருட்களை ஆக்ஸிஜனேற்ற உதவுகிறது, இதனால் ஏரோபிக் செல்கள் மூலம் அவற்றில் சேமிக்கப்படும் இரசாயன ஆற்றலைப் பிரித்தெடுக்கிறது; இறுதியாக, நைட்ரஜனை நிலைநிறுத்தும் பாக்டீரியாவுடன் கூட்டுவாழ்வில் உள்ள சில வகையான தாவரங்கள் வளிமண்டல நைட்ரஜன் வாயுவை அம்மோனியாவின் மூலக்கூறுகள், அதன் உப்புகள் மற்றும் கரிம நைட்ரஜன் கொண்ட சேர்மங்களின் கலவையில் அறிமுகப்படுத்துகின்றன.

கிரக வாழ்க்கையில் பச்சை தாவரங்களின் பங்கு மிகைப்படுத்துவது கடினம். நமது கிரகத்தில் வாழும் அனைத்து உயிரினங்களுக்கும் பூமியின் பச்சை நிறத்தை பாதுகாப்பது மற்றும் விரிவுபடுத்துவது மிகவும் முக்கியமானது.

உயிரியல் "குவிப்புகளில்" ஒளி ஆற்றலைச் சேமித்தல்.சூரிய ஒளியின் ஓட்டம் வெவ்வேறு நீளங்களின் ஒளி அலைகளைக் கொண்டு செல்கிறது. ஸ்பெக்ட்ரமின் சிவப்பு மற்றும் நீல பகுதிகளில் ஒளி அலைகளை உறிஞ்சுவதற்கு தாவரங்கள் ஒளி "ஆன்டெனாக்களை" (முக்கியமாக குளோரோபில் மூலக்கூறுகள்) பயன்படுத்துகின்றன. குளோரோபில் ஸ்பெக்ட்ரமின் பச்சைப் பகுதியில் ஒளி அலைகளைத் தடுக்காமல் கடந்து செல்ல அனுமதிக்கிறது, அதனால்தான் தாவரங்கள் பச்சை நிறத்தைக் கொண்டுள்ளன.

ஒளி ஆற்றலின் உதவியுடன், குளோரோபில் மூலக்கூறில் உள்ள எலக்ட்ரான் அதிக ஆற்றல் நிலைக்கு மாற்றப்படுகிறது. அடுத்து, இந்த உயர்-ஆற்றல் எலக்ட்ரான், படிகள் போல, எலக்ட்ரான் கேரியர்களின் சங்கிலியில் தாவுகிறது, ஆற்றலை இழக்கிறது. எலக்ட்ரான்களின் ஆற்றல் ஒரு வகையான உயிரியல் "குவிப்புகளை" "சார்ஜ் செய்வதில்" செலவிடப்படுகிறது. அவற்றின் கட்டமைப்பின் வேதியியல் அம்சங்களை ஆராயாமல், அவற்றில் ஒன்று அடினோசின் ட்ரைபாஸ்போரிக் அமிலம் என்று சொல்லலாம், இது அடினோசின் ட்ரைபாஸ்பேட் (ஏடிபி என சுருக்கமாக) என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. ஏற்கனவே § 6 இல் குறிப்பிட்டுள்ளபடி, ATP மூன்று ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்ட பாஸ்போரிக் அமில எச்சங்களைக் கொண்டுள்ளது, அவை அடினோசினுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. திட்டவட்டமாக, ATP சூத்திரத்தால் விவரிக்கப்படலாம்: அடினோசின்-P-P~P, P என்பது பாஸ்போரிக் அமில எச்சமாகும். இரண்டாவது மற்றும் மூன்றாவது டெர்மினல் பாஸ்பேட்டுகளுக்கு இடையிலான இரசாயனப் பிணைப்பு எலக்ட்ரான் விட்டுக்கொடுக்கும் ஆற்றலைச் சேமிக்கிறது (இந்த சிறப்பு இரசாயனப் பிணைப்பு அலை அலையான கோட்டால் சித்தரிக்கப்படுகிறது). ஒரு எலக்ட்ரான் தனது ஆற்றலை அடினோசின் டைபாஸ்பேட்டுக்கு (அடினோசின்-பி-பி, ஏடிபி) மாற்றும் போது, ​​மற்றொரு பாஸ்பேட் சேர்க்கப்படுகிறது: ADP+P+E → ATP, E என்பது எலக்ட்ரானின் ஆற்றல், இது ATP இல் சேமிக்கப்படுகிறது. அடினோசின் ட்ரைபாஸ்பேடேஸ் (ATPase) என்ற நொதியால் ATP உடைக்கப்படும்போது, ​​முனைய பாஸ்பேட் பிரிக்கப்பட்டு ஆற்றல் வெளியிடப்படுகிறது:

ஒரு தாவர கலத்தில், நீர் மற்றும் உப்புகளின் போக்குவரத்துக்கு, செல் பிரிவு, வளர்ச்சி மற்றும் இயக்கத்திற்கு ATP ஆற்றல் பயன்படுத்தப்படுகிறது (சூரியகாந்தியின் தலை சூரியனுக்குப் பிறகு எப்படி மாறும் என்பதை நினைவில் கொள்க).

தாவரங்களில் உள்ள குளுக்கோஸ், ஸ்டார்ச், செல்லுலோஸ் மற்றும் பிற கரிம சேர்மங்களின் மூலக்கூறுகளின் தொகுப்புக்கு ஏடிபி ஆற்றல் அவசியம். இருப்பினும், தாவரங்களில் உள்ள கரிமப் பொருட்களின் தொகுப்புக்கு, ஒளி ஆற்றலைச் சேமிக்கும் மற்றொரு உயிரியல் "பேட்டரி" தேவைப்படுகிறது. இந்த பேட்டரிக்கு உச்சரிக்க முடியாத நீண்ட பெயர் உள்ளது: நிகோடின் அமைடு அடினைன் டைனுக்ளியோடைடு பாஸ்பேட் (என்ஏடிபி என சுருக்கமாக, "நாட்-எஃப்" என்று உச்சரிக்கப்படுகிறது). இந்த கலவை குறைக்கப்பட்ட, உயர் ஆற்றல் வடிவத்தில் உள்ளது: NADP-H (நாட்-எஹ்-ஆஷ் என்று உச்சரிக்கப்படுகிறது).

ஆற்றலை இழந்த இந்த சேர்மத்தின் ஆக்ஸிஜனேற்ற வடிவம் NADP+ (நாட்-எஃப்-பிளஸ் என உச்சரிக்கப்படுகிறது). ஒரு ஹைட்ரஜன் அணு மற்றும் ஒரு எலக்ட்ரானை இழந்து, NADP-H ஆனது NADP + ஆக மாறி கார்பன் டை ஆக்சைடை (நீர் மூலக்கூறுகளின் பங்கேற்புடன்) குளுக்கோஸ் C 6 H 12 0 6 ஆக குறைக்கிறது; காணாமல் போன புரோட்டான்கள் (H+) நீர் சூழலில் இருந்து எடுக்கப்படுகின்றன. எளிமைப்படுத்தப்பட்ட வடிவத்தில், இந்த செயல்முறையை ஒரு இரசாயன சமன்பாடு என எழுதலாம்:

இருப்பினும், கார்பன் டை ஆக்சைடும் தண்ணீரும் கலக்கும் போது, ​​குளுக்கோஸ் உருவாகாது. இதற்கு NADP-H இன் குறைக்கும் சக்தி மட்டுமல்ல, ATP இன் ஆற்றல் மற்றும் CO 2 ஐ பிணைக்கும் ஒரு சேர்மமும் தேவைப்படுகிறது, இது குளுக்கோஸ் தொகுப்பின் இடைநிலை நிலைகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, அத்துடன் பல நொதிகள் - இந்த செயல்முறைக்கான உயிரியல் வினையூக்கிகள். .

நீரின் ஒளிச்சேர்க்கை.ஒளிச்சேர்க்கையின் போது ஆக்ஸிஜன் எவ்வாறு உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது? உண்மை என்னவென்றால், ஒளி ஆற்றல் நீர் மூலக்கூறுகளைப் பிரிக்கவும் செலவிடப்படுகிறது - ஒளிச்சேர்க்கை. இந்த வழக்கில், புரோட்டான்கள் (H +), எலக்ட்ரான்கள் (O மற்றும் இலவச ஆக்ஸிஜன்) உருவாகின்றன:

ஒளிச்சேர்க்கையின் போது உற்பத்தி செய்யப்படும் எலக்ட்ரான்கள் குளோரோபில் மூலம் தங்கள் இழப்புகளை நிரப்புகின்றன (அவர்கள் சொல்வது போல், அவை குளோரோபிலில் எழுந்த "துளையை" நிரப்புகின்றன). சில எலக்ட்ரான்கள், புரோட்டான்களின் பங்கேற்புடன், NADP + ஐ NADP-H ஆகக் குறைக்கின்றன. ஆக்ஸிஜன் இந்த எதிர்வினையின் துணை தயாரிப்பு ஆகும் (படம் 19). குளுக்கோஸ் தொகுப்புக்கான ஒட்டுமொத்த சமன்பாட்டிலிருந்து பார்க்க முடியும், ஆக்ஸிஜன் வெளியிடப்படுகிறது.

தாவரங்கள் சூரிய ஒளியில் இருந்து ஆற்றலைப் பயன்படுத்தும் போது, ​​அவைகளுக்கு ஆக்ஸிஜன் தேவையில்லை. இருப்பினும், சூரிய ஒளி இல்லாத நிலையில், தாவரங்கள் ஏரோப்களாக மாறும். இரவின் இருளில், அவை ஆக்ஸிஜனை உட்கொள்கின்றன மற்றும் பகலில் சேமிக்கப்படும் குளுக்கோஸ், பிரக்டோஸ், ஸ்டார்ச் மற்றும் பிற சேர்மங்களை விலங்குகளைப் போலவே ஆக்ஸிஜனேற்றுகின்றன.

ஒளிச்சேர்க்கையின் ஒளி மற்றும் இருண்ட கட்டங்கள்.ஒளிச்சேர்க்கையின் போது, ​​ஒளி மற்றும் இருண்ட கட்டங்கள் உள்ளன. தாவரங்கள் ஒளிரும் போது, ​​ஒளி ஆற்றல் ATP மற்றும் NADP-H இரசாயன பிணைப்புகளிலிருந்து ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது. இந்த சேர்மங்களின் ஆற்றல் எளிதில் வெளியிடப்படுகிறது மற்றும் பல்வேறு நோக்கங்களுக்காக தாவர கலத்திற்குள் பயன்படுத்தப்படுகிறது, முதன்மையாக குளுக்கோஸ் மற்றும் பிற கரிம சேர்மங்களின் தொகுப்புக்காக. எனவே, ஒளிச்சேர்க்கையின் இந்த ஆரம்ப நிலை ஒளி கட்டம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. சூரிய ஒளி அல்லது செயற்கை ஒளி இல்லாமல், ஸ்பெக்ட்ரம் சிவப்பு மற்றும் நீல கதிர்கள் கொண்டிருக்கும், ATP மற்றும் NADP-H இன் தொகுப்பு தாவர கலத்தில் ஏற்படாது. இருப்பினும், ATP மற்றும் NADP-H மூலக்கூறுகள் ஏற்கனவே தாவர கலத்தில் குவிந்திருக்கும் போது, ​​ஒளியின் பங்கேற்பு இல்லாமல், இருட்டில் குளுக்கோஸ் தொகுப்பு ஏற்படலாம். இந்த உயிர்வேதியியல் எதிர்வினைகளுக்கு விளக்குகள் தேவையில்லை, ஏனெனில் அவை ஏற்கனவே உயிரியல் "குவிப்புகளில்" சேமிக்கப்பட்ட ஒளி ஆற்றலுடன் வழங்கப்பட்டுள்ளன. ஒளிச்சேர்க்கையின் இந்த நிலை டெம்போ கட்டம் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

அரிசி. 19. ஒளிச்சேர்க்கை திட்டம்

அனைத்து ஒளிச்சேர்க்கை எதிர்வினைகளும் குளோரோபிளாஸ்ட்களில் நிகழ்கின்றன - தாவர கலத்தின் சைட்டோபிளாஸில் அமைந்துள்ள தடிமனான ஓவல் அல்லது வட்ட வடிவங்கள் (குளோரோபிளாஸ்ட்கள் ஏற்கனவே § 9 இல் சுருக்கமாக விவாதிக்கப்பட்டுள்ளன). ஒவ்வொரு கலத்திலும் 40-50 குளோரோபிளாஸ்ட்கள் உள்ளன. குளோரோபிளாஸ்ட்கள் வெளிப்புறத்தில் இரட்டை சவ்வு மூலம் பிணைக்கப்பட்டுள்ளன, உள்ளே அவை மெல்லிய தட்டையான பைகள் - தைலகாய்டுகள், சவ்வுகளால் கட்டுப்படுத்தப்படுகின்றன. தைலகாய்டுகளில் குளோரோபில், எலக்ட்ரான் கேரியர்கள் மற்றும் ஒளிச்சேர்க்கையின் ஒளி கட்டத்தில் சம்பந்தப்பட்ட அனைத்து நொதிகளும், ஏடிபி, ஏடிபி, என்ஏடிபி + மற்றும் என்ஏடிபி-எச் ஆகியவை உள்ளன. டஜன் கணக்கான தைலகாய்டுகள் கிரானா எனப்படும் அடுக்குகளில் அடர்த்தியாக நிரம்பியுள்ளன. கிரானா இடையே உள்ள உள் இடைவெளியில் - குளோரோபிளாஸ்ட்களின் ஸ்ட்ரோமாவில் - ஒளிச்சேர்க்கையின் ஒளி கட்டத்தின் தயாரிப்புகளின் ஆற்றலைப் பயன்படுத்தி CO 2 ஐ குளுக்கோஸாகக் குறைப்பதில் என்சைம்கள் உள்ளன - ATP மற்றும் NADP-H. இதன் விளைவாக, ஒளிச்சேர்க்கையின் இருண்ட கட்டத்தின் எதிர்வினைகள் ஸ்ட்ரோமாவில் நிகழ்கின்றன, இது தைலகாய்டுகளில் வெளிப்படும் ஒளி கட்டத்துடன் நெருக்கமாக தொடர்புடையது. ஒளிச்சேர்க்கையின் ஒளி மற்றும் இருண்ட கட்டங்கள் படம் 19 இல் திட்டவட்டமாக காட்டப்பட்டுள்ளன.

குளோரோபிளாஸ்ட்கள் அவற்றின் சொந்த மரபணு கருவியைக் கொண்டுள்ளன - டிஎன்ஏ மூலக்கூறுகள் மற்றும் செல்களுக்குள் தன்னாட்சி முறையில் இனப்பெருக்கம் செய்கின்றன. 1.5 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு அவை இலவச நுண்ணுயிரிகளாக இருந்தன, அவை தாவர உயிரணுக்களின் அடையாளங்களாக மாறியது என்று நம்பப்படுகிறது.

1. பூமியில் வாழ்வதற்கான ஆற்றல் ஆரம்பத்தில் சூரியனால் வழங்கப்படுகிறது என்று ஏன் சொல்கிறோம் என்பதை விளக்குங்கள்.
2. ஒளிச்சேர்க்கை ஏன் கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் தண்ணீரைப் பயன்படுத்துகிறது மற்றும் ஒளிச்சேர்க்கையின் துணை உற்பத்தியான ஆக்ஸிஜனின் ஆதாரம் என்ன என்பதை விளக்குங்கள்.
3. உலக மக்கள்தொகைக்கான ஒளிச்சேர்க்கை மற்றும் உணவு விநியோகத்தின் சிக்கல்கள் எவ்வாறு தொடர்புடையது?
4. ஒளிச்சேர்க்கையின் போது, ​​ஒரு இலை மீது விழும் சூரிய ஒளியின் ஆற்றல், கரிம சேர்மங்களில் 1% மட்டுமே செயல்திறனுடன் சேமிக்கப்படும் ஆற்றலாக மாற்றப்படுவது ஏன்? எஞ்சிய ஆற்றலின் கதி என்ன?
5. அட்டவணையை நிரப்பவும்.