• Зпс бойынша әдістемелік нұсқаулар

Тақырыбы: Пластид пигменттерін бөлу және зерттеу         Жасыл пластид – хлоропласттың пигменттері: «а» және «б» хлорофилі, каротин, ксантофилл суда ермейді, сондықтан оларды жапырақтан бөліп алу үшін органикалық еріткіштер қолданылады: этилді спирт, ацетон және т.б.        Осы жұмыста спирттің көмегімен пластид пигменттерді бөліп алу және олардың кейбір қасиеттерімен танысу мақсаты қойылған. Берілген тақырып бойынша сынақ тапсырар алдында  өздігінен дайындалуға қажетті сұрақтар 1. Пигмент дегеніміз не? 2. Жоғары сатылы өсімдіктердің фотосинтезіне қандай пигменттер қатысады? 3. Химиялық табиғаты бойынша хлорофилл не болып табылады? 4. а хлорофилінің b хлорофилінен айырмашылығы қандай? 5. Хлорофилдер қандай химиялық және физикалық қасиеттерге ие? 6. Хлорофилл молекуласын қасиеттері бойынша қандай бөліктерге бөледі? Молекуланың әрбір бөлігі қандай қызмет атқарады? 7. Хлорофилдер қандай жарықты максимальды сіңіреді? 8. Флуоресценция және фосфоресценция дегеніміз не? Олар нені дәлелдейді? 9. Хлорофилл қалай синтезделеді? Оның синтезі қандай жағдайға байланысты? 10. Каротиноидтер қандай топтарға бөлінеді? Олардың химиялық табиғаты мен қасиеттері қандай? 11. Каротиноидтер қалай және қандай жағдайда синтезделеді? 12. Жарықтың қандай сәулелерін каротиноидтар максимальды сіңіреді? 13. Қандай жарықты сіңіру заңдылықтарын білесіздер? 14. Қандай молекула қозған деп саналады? 15. Жарық квантын сіңірген хлорофилл молекуласында қандай өзгерістер жүреді? 16. Сіңірілген квант энергиясы не нәрсеге жұмсалуы мүмкін? 17. Ұстағыш пигменттің жинағыш пигменттен айырмашылығы? 18. Сіңірілген энергия бір пигменттен екінші пигментке қалай  ауысады? 19. Фотосинтездегі а хлорофилдің рөлі мен b хлорофилдің рөлі арасында айырмашылығы қандай? 20. П700 және П680 дегеніміз не? 21. Каротиноидтердің фотосинтездегі ролі? 22. Жарық жинаушы кешен дегеніміз не?

• Сөж материалдары

Жапырақ – оптикалық жүйе ретінде Жапырақтар барлық физикалық денелер сияқты күн сәулелерін сіңіреді, өткізеді және шағылыстырады. Күннен жерге түсетін сәулелі энергия – ол түрлі толқын ұзындықтағы электромагниттік тербелістер. Осы энергияның 40-45% 380-720 нм аралығындағы сәулелерге тиесілі. Спектрдің бұл бөлігі көзге көрінетін жарық ретінде қабылданады. Мұнда кемпірқосақтың белгілі түстері орналасады: күлгін, көк, көгілдір, жасыл, сары, қызғылт-сары және қызыл. Бұл сәулелерге қысқа толқындары жағынан  ультракүлгін радиация, ал ұзын толқындары жағынан – инфрақызылрадиация шектеседі. Соңғысы жылу түрінде қабылданады. Инфрақызыл сәулелер фотосинтезге қатыспайды, бірақ басқа тіршілік әрекеттерін реттейді. Қысқа толқынды радиация (ультракүлгін, γ-сәулелер, ғарыш сәулелері) өсімдік мутагенезінде, тұқым қуалаушылыққа үлкен әсер етуі мүмкін. Көзге көрінетін спектрінің хлоропласт пигменттерімен сіңірілетін бөлігі (380-700 нм) фотосинтездік белсенді радиация (ФБР) деп аталады.  Қоңыржай аймақта жаздың тал түсінде Күн 60о биіктікте орналасқанда күн радиациясының белсенділігі 1,2-1,3 кал/см3·мин немесе шамамен 7200 кал/дм2·сағ құрайды. Жапырақ көрінетін жарықтың 85% сіңіреді, 5% өткізеді және 10% шағылыстырады. Инфрақызыл радиация 25% қабылданады, 30% өткізіледі және 45% шағылыстырылады. Өсімдіктердің белгілі экологиялық жағдайларға бейімделуі жарықтың сіңірілуі, өткізілуі мен шағылыстырылуына әсер етпейді (5-кесте). 5-кесте. Өсімдіктердің жапырақтарымен күн радиациясын  400-720 нм аймағында сіңіру, жерге түсетін радиацияның %

Өсімдіктер және тіршілік жағдайлары	Өткізу	Шағылыстыру	Сіңіру
Шөптесін өсімдіктер: Ашық жердегі Орман жамылғысындағы	10.8 13.5	11.0 10.5	78,2 76.0
Ағаштар мен бұталар: Ашық жердегі Орман жамылғысындағы	8.0 10.0	11.5 12.5	80.5 77.5
Су өсімдіктері: Су бетіндегі жапырақтар Қалқымалы жапырақтар Су астындағы жапырақтар	8.2 8.6 21.2	11.9 12.6 12.4	79.9 78.8 66.4
Мезофиттер	12.0	10.0	78.0
Ксерофиттер	8.0	11.0	81.0
Суккуленттер	0.2	10.0	88-91

Түрлі тіршілік формаларға жататын өсімдіктердің оптикалық қасиеттерін сипаттайтын орташа мөлшерінде де айырмашылығы аз. Тек суда және құрғақ жерде өсетін өсімдіктер ерекше болады, себебі су өсімдіктерінің су астындағы жапырақтары жарықты көп өткізеді, ал суккуленттерде, керісінше, нольге жуық. Өзін-өзі тексеру сұрақтары 1. Жапырақтың оптикалық жүйе ретінде қасиеттері қандай? 2. Жапырақ құрылысының қандай ерекшеліктері жарықты сіңіруге және шағылыстыруға әсер етеді? 3. Қандай сыртқы факторлар жапырақтың оптикалық қасиеттеріне әсер етуі мүмкін? 4. Жапырақ көзге көрінетін жарық спектрінің қай бөлігін сіңіреді, өткізеді және шағылыстырады? 5. Жапырақ инфрақызыл радиациясының қаңдай бөлігін сіңіреді, өткізеді және шағылыстырады? 6. ФБР (ФАР) деген не? Митчеллдің  хемиосмостық гипотезасы Ағылшын биохимигі Митчелл АТФ синтезінің мәселесімен айналысып, бұнда екі – химиялық және осмостық құбылыс қатысады деп, өз гипотезасын ұсынған. Қарама-қарсы зарядталған бөлшектер бір-біріне тартылады. Тепе-теңдік туындайды. Митчеллдің  пікірі бойынша, бұл тек клетканың еретінділерінде болу мүмкін. Клетканың ішкі құрылысы компартментация принципі бойынша мембранамен қоршалған жеке компартменттерге бөлінеді. Егер барлық оң және теріс зарядталған бөлшектерді мембранамен қоршаса, энергия жинақталады, дәлірек айтсақ, электрохимиялық энергия пайда болады.

Мембрана бөгет болып, компартменттің ішінде электрохимиялық энергияны жинауға мүмкіндік береді. Егер мембрана жартылай өткізгіш болса, онда протондардың бір бөлігі мембрана арқылы өтіп, компартментке кіреді. Осының нәтижесінде пайда болатын электрохимиялық энергия АТФ синтезіне жұмсалынады. 2. Тірі организмдер АТФ синтезі үшін электрохимиялық энергияны пайдалануды ойлап тапқан.

СӨЖ-ге  дайындалу сұрақтары 1. Фотосинтездік ырықты (активті) радиация деген не? Ол күн сәулесінің қандай бөліктерін қамтиды? 2. Биологиялық және шаруашылық түсім деген ұғымның мәні қандай? 3. Фотосинтездің тиімділік (нәтижелілік) коэффициенті деген ұғым нені білдіреді? 4. Егістіктен алынатын өнімнің мөлшері фотосинтез үдерісінің қандай көрсеткішіне тікелей байланысты? 5. Егістіктің фотосинтездік потенциалы (мүмкіндігі) қандай көрсеткішпен анықталады? 6. Фотосинтездің тұтас өсімдік деңгейінде реттелуі қандай жағдайларға байланысты? 7. Фотосинтез үдерісінің жапырақ деңгейінде реттелуі неге байланысты?  8. Фотосинтездің компенсациялық (теңдесушілік) нүктесі деген не? 9. Фотосинтез қарқындылығы және таза өнімділігі деген көрсеткіштердің айырмашылығы, анықтамасы қандай? 10. Фототыныс алудың мәні және өсімдіктер үшін маңызы. 11. Фототыныс алу мен фотосинтездің қандай айырмашылықтары бар? 12. С4 - өсімдіктерде фототыныс алудың болмауын қалай түсіндіруге болады? 13. Фотосинтезге қандай ішкі жағдайлар әсер етеді? 14. Фотосинтезге жарық пен СО2  мөлшері қалай әсер етеді? 15. Фотосинтезге температура мен судың әсері. 16. Фотосинтезге минералдық қоректенудің әсері. 17. Фотосинтез қарқындылығы тәулік және маусым мезгілдеріне байланысты қалай өзгереді? 18. А.ш. дақылдарының фотосинтездік белсенділігін қандай жолмен көтеруге болады?