Бақылау сұрақтары:

1. Қандай микроағзалар микробиологиялық өнеркəсіпте жие қолданады?

2. Бактерия, ашытқы, көгергеннің клеткаларына қандай пішіндер тəн?

3. Цитплазма құрамына қандай негізгі органоидтар кіреді?

4. Жасушаның негізгі органоидтары қандай қызмет атқарады?

5. Тірі жасушадағы судың ролі.

6. Тірі жасушаның химиялық құрылымы қандай?

Дəріс 3. Тірі ағзалардағы фотосинтез жəне хемосинтез. Фотосинтез механизмі.

Адам өміріне фотосинтез өте қажет. Ол жасыл пигментті хлорофилі бар өсімдіктерде өтеді. Микроағзалар (ашытқы, бактерия) хлорофилсіз. Бірақ төменгі бір клеткалы өсімдіктер (мысалы, хлорофиль) хлорофилі бар болғандықтан, фотосинтез түзеді:

6СО₂ + 6Н₂О + күн энергиясы = С₆Н₁₂О₆ + 6О₂

Бұдан фотосинтез бен глюкоза, оттегі жəне құрылымы күрделі протоплазма түзетін басқада да заттар шығады. Фотосинтездің протоплазмасының балансын мынадай теңдеумен көрсетеміз:

54470000 кДж + 106СО₂ + 90Н₂О + 16 NО₂^- + РО4^-3 = 154О₂ + 3258 г зат + 5392530 кДж

Шыққан оттегі көмір қышқыл газынан емес, судан түзіледі (фотолиз). Фотолизден шыққан сутегі энергиясы, тасымал-аденозиндифосфаты (АДФ) энергиясы мол аденозин- трифосфатқа (АТФ) түрленеді.

Энергетикалық фотосинтездің өтуі:

1. Судың фотолизі: Еhv + 6H₂O = 3O₂ + 6H₂

2. АДФ –тың АТФ өтуі: nАДФ + 2Н₂ + О₂ = n АТФ + 2Н₂О

3. Биомассаның синтезі:

2Н₂ + СО₂ + nАТФ = Сn (Н₂О)n + Н₂О + n АДФ

Мұнда фотосинтез клеткалы органоид-хлоропластар мен митохондриялар арқылы өтеді. Фотосинтезге кері прцесс – органикалық заттардың тотығуы да митохондриялар арқылы журеді.Глюкоза тотықса СО₂, Н₂О жəне энергия босанады. Биологиялық процестегі алғашқы энергия көзі, əрине күн.

Бір секундта күн 4 млн. т масса шығаратын энергия береді. Бұл энергия сутегі ядросындағы протондар гелий ядросына айналғанда шығады. Осылай күн минутына 4 млрд. Ядролық қопарылыстың энергиясын береді. Жнр бетіне күн энергиясы жарық фотондар (кванттар) ретінде түседі. Сол энегияның 0,1-1 % фотосинтезге жұмсалынады. Органикалық заттарға ең бай ормандар. Олар микробиологиялық өндіріске дайын шикізат.

Табиғатта хемосинтез беретін микроағзалар бар, олар СО₂ –дан күнсіз, хлорофилсіз-ақ органикалық заттар түзеді. Қажетті энергия, минералды заттарды тотықтырудан алынады. Хемосинтезді микроағзаға бактериялар кіреді.. Олар амиакты тотықтырып:

1. 2 NН₃ + 2О₂ = 2НNО₂ + 2Н₂ + энергия

2. СО₂ = 2Н₂ + энергия = (СН₂О)₆ + Н₂О

Микроағзалар крахмал мен целюлозаны қантқа, спиртке, қышқылға, СО₂, Н₂ дейін ыдырата алады.

Микроағзалар хемо- немесе фотосинтез процесінде органикалық заттарды СО₂ өздері синтездеп алатын микроағзаларды – авторофты, ал өмір сүруге дайын органикалық заттары бар микроағзалар – гетеротрофты деп атайды. Табиғаттағы көміртегі айналымына авто- жəне гетеротрофты ағзалардың екеуіде қатысады. Ауадағы азоттың өзгерістеріне тікелей əсер ететін микроағзалардың маңызы зор. Атмосферада азот ең көп тараған элемент болғанына қарамастан өсімдіктер мен жануарларға ауадағы молекулалық азот жеткіліксіз. Микроағзалар молекулалы азотты сіңіріп қана қоймай, ақуыздарды амин қышқылдарына дейін, əрі қарай аммиакқа дейін ыдыратады. Басқа микроағзалар нитраттарды азотқа дейін,

сульфатты күкіртті сутегіге дейін тотықсыздандырады. Фотосинтез процесі кезінде атмосферадан 60 млрд.СО2 қолданылып микробиологиялық деструкция кезінде осындай мөлшерде СОə түзілетіні анықталған. Микроағзалар крахмал мен целлюлозаны қант, қышқылдық, метан, СОə, Нə дейін ыдыратады.