СВЕТОВАЯ СТАДИЯ ФОТОСИНТЕЗА

Аннотация

The light-dependent phase of photosynthesis is a crucial process occurring in the chloroplasts of plants, where light energy is converted into chemical energy. During this phase, chlorophyll molecules absorb light, water molecules undergo photolysis, resulting in the production of oxygen, ATP, and NADPH. This thesis comprehensively explores the main reactions of the light- dependent phase, the role of enzymes, and the mechanisms of energy transformation. Additionally, the significance of this process in plant life and its impact on the global ecosystem is analyzed. Keywords: Photosynthesis, light stage, chloroplast, chlorophyll, light energy, photolysis of water, oxygen release, photophosphorylation. Yashil o‘simliklarning bargi eng muhim organlardan biri bo‘lib, unda fotosintez jarayoni sodir bo‘ladi. Shuning uchun ham barg asosiy fotosintetik organ deb ataladi. Fotosintezning yorug’lik reaksiyalari barg xloroplastlarining tilakoidlari membranalarida ro‘y bersa, qorong’ulik reaksiyalari xloroplastlarning stroma qismida ro‘y beradi[1]. Yorug’lik fazasi xloroplastlarning tilakoid memranalarida sodir bo‘ladi va yorug’lik energiyasini kimyoviy energiyaga aylantirish jarayoni hisoblanadi. Yorug’likdan kvantlar va fotonlar holida yutilgan energiya xlorofill molekulasini qo‘zg’algan holatga olib kelishi, uning elektronining asosiy darajada singlet holatga o‘tishida elektron energiyalarining sarflashi, ATFni sintezlanishi, fotokimyoviy reaksiyalardan suvning fotolizi, natijada kislorodni ajralishi, NADF qaytarilishining mexanizmlari tahlil qilinadi[2]. adu.uz universaljurnal.uz 431 “ZAMONAVIY BIOLOGIYANING DOLZARB MUAMMOLARI VA RIVOJLANISH ISTIQBOLLARI” xalqaro ilmiy-amaliy anjuman materiallari Fotosintezning yorug’lik reaksiyalari xloroplastlar xlorofilining quyosh yorug’lik energiyasi kvantlari yoki fotonlarinin yutishdan boshlanadi va buning natijasida qaytaruvchi modda-agent NADF*N*H+ hamda energiya (ATF) hosil bo‘ladi [1]. Yorug’likda boradigan reaksiyalar. Ushbu jarayonda barcha pigmentlar qatnashadi va yorug’lik ishtirokida bo‘ladi, natijada esa suv yorug’lik energiyasi ta’sirida parchalanib O , NADFH hamda 2 2 ATF hosil bo‘ladi. Demak, CO + H O ------ [CH O] + O jarayonini to‘la amalga oshishi uchun 700 nm nurning 2 2 2 2 uch kvanti zarur. Chunki ushbu nurning har bir kvanti 171 kj energiyaga ega. Yutilgan qizil nurlarning foydali ish koeffitsiyenti 40% atrofida ekanligi sababli haqiqatda esa bir molekula CO o‘zlashtirilishi 2 uchun 8 kvant quyosh energiyasi zarur[3]. Birinchi bor xloroplastlarda ikkita fotosistema mavjudligi R.Emerson tomonidan isbotlangan. Keyinchalik ushbu hol to‘la isbotlandi, ya’ni 1-va 11-fotosistemalarning oqsillar kompleksi to‘la o‘rganildi. Ushbu oqsil komplekslarida kvantlarning yutilishi, elektronlarning tashiluvi, ATF sintezi va boshqalarning alohida-alohida ekanligi kuzatildi. Har bir fotosistema o‘zining faol markaziga ega bo‘lib, 1-fotosistemada 700 nm to‘lqin uzunlikdagi nurlarni yutuvchi pigmentlarni tutsa, 11- fotosistema 680 nm nurlarni yutishga moslashgan xlorofill “a” pigmentlarini tutadi. Fotosistema 1 va 11 yutilgan yorug’lik energiyasini markazga yetkazib beradi [4]. Suvning fotolizi. Fotosintez jarayonida fotokimyoviy reaksiyalardan biri, bu suv fotolizidir. Ushbu jarayonni 1937- yilda ingliz olimi Xill kashf etgan. Xill tomonidan barglardan ajratib olingan xloroplatlar ishtirokida, yorug’lik ta’sirida O ajralib chiqishi kuztilgan. Ushbu jarayonda vodorod 2 akseptorining qatnashishi albatta lozim. 2H O + 2A ---------------------- 2AH + O 2 2 2 Bu reaksiya xloroplastlarning faolligini ko‘rsatadi. Ushbu jarayon 11-fotosistemada kuzatiladi hamda uning markazida sodir bo‘ladi. Bunda 4 kvant energiya yutiladi. 4H O --------- 4OH + 4H + 4e 2 4OH --------- 2H O + O 2 2 Bu reaksiyalarni birgalikda yozadigan bo‘lsak 4H O ------ O2+ 4H + 4e + 2H O 2 2 Bu yerda vodorodning akseptori NADF moddasidir va u maxsus fermentlar ishtirokida qaytariladi: NADF + H O ------- NADFH + 1/2O 2 2 2 Fotosintetik fosforirlanish. Xloroplastlarda yorug’lik energiyasi hisobiga hamda ADF va anorganik fosfat ishtirokida ATF hosil bo‘ladi. nADF + nH PO ------- nATF 3 4 Fotosintetik fosforirlanish jarayoni D.Amon tomonidan 1954-yilda kashf etilgan. Fotosintetik fosforirlanish ikki xil bo‘ladi: 1.Halqali (siklik) fotosintetik fosforirlanish. 2.Halqasiz (nosiklik) fotosintetik fosforirlanish. Halqali fosforirlanishda yutilgan barcha yorug’lik energiyasi ATF sintezi uchun sarf bo‘ladi: 2ADF + 2H PO4 ------- 2ATF + H O 3 2 Bunda nurni yutgan xlorofill qo‘zg’aladi va yuqori energetic potensialga ega bo‘lgan elektronni chiqaradi hamda o‘zi musbat zaryadlanib qoladi. Qisqa vaqt ichida (10-8 sek.) electron, o‘tkazuvchi tizim orqali ko‘chirib, avvalgi musbat zaryadlanib qolgan xlorofill molekulasiga qaytadi vat inch holatga o‘tadi. Bu jarayon xloroplastlarda takrorlanib turadi. Har bir xlorofill molekulasi yutgan bir kvant energiya hisobiga 2 mol ATF sintezlanadi [5]. Halqasiz fosforirlanishda ATF sintezi bil