If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Agar veb-filtrlardan foydalanayotgan boʻlsangiz *.kastatic.org va *.kasandbox.org domenlariga ruxsat berilganligini tekshirib koʻring.

Asosiy kontent

Biologiya

Course: Biologiya > Unit 10

Lesson 4: Fotorespiratsiya: C3, C4 va CAM oʻsimliklari
Tabiiy fanlar
Biologiya
Fotosintez
Fotorespiratsiya: C3, C4 va CAM oʻsimliklari
© 2023 Khan AcademyFoydalanish shartlariMaxfiylik siyosatiCookie Notice

Fotorespiratsiya

Google sinfxona
Fotorespiratsiya Kalvin sikli bilan kurashishning samarasiz usuli hisoblanadi. Bunda rubisko karbonat angidridga emas, kislorodga taʼsir qiladi.

Kirish

Sizning oʻzi ajoyib inson, ammo baʼzi bir yoqimsiz odatlarga ega boʻlgan doʻstlaringiz bormi? Ehtimol, ular koʻp kech qolishlari, tugʻilgan kuningizni yoddan chiqarib qoʻyishlari yoki tishlarini yuvishni unutib qoʻyishlari ham mumkin. Siz shu sabablar tufayli ular bilan doʻstlikni toʻxtatmaysiz, ammo vaqti-vaqti bilan ular bu odatlaridan xalos boʻlishlarini xohlab qolishingiz mumkin.
Fotosintezning asosiy fermenti ribuloza-1,5-bifosfat (RuBF) oksigenaza-karboksilaza (rubisko) yoqimsiz odati bor yaxshi doʻstning molekulyar koʻrinishidir. Kalvin siklining birinchi bosqichi uglerod fiksatsiyasi jarayoni davomida rubisko karbonat angidrid (start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript)ni organik molekula tarkibiga kiritadi. Rubisko oʻsimliklar uchun shunchalik muhimki, u oddiy oʻsimlik bargidagi eruvchan oqsillarning 30, percent yoki undan koʻprogʻini tashkil qiladi.start superscript, 1, end superscript Ammo rubiskoning asosiy kamchiligi shuki, u har doim start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript dan substrat sifatida foydalanish oʻrniga baʼzan start text, O, end text, start subscript, 2, end subscript ni ham tanlaydi.
Ushbu nojoʻya reaksiya fotorespiratsiya (“photos” – yorugʻlik, “respiratio” – nafas olmoq) deb nomlanadigan, uglerodni bogʻlash oʻrniga, aksincha, ilgari biriktirilgan uglerodning start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript koʻrinishida yoʻqotilishiga olib keluvchi yoʻlni faollashtiradi. Fotorespiratsiya energiyani yoʻqotadi, shakar sintezini kamaytiradi, shuning uchun rubisko mana shu yoʻlni qoʻzgʻatganida bu jiddiy molekulyar “faux pas” (xato)ga sabab boʻladi.
Ushbu maqolada biz fotorespiratsiya nima uchun sodir boʻlishi, qachon yuz berishi mumkinligi (ishora: issiq va quruq sharoitlar haqida oʻylab koʻring) va u aslida qanday ishlashini koʻrib chiqamiz.

Rubisko start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript yoki start text, O, end text, start subscript, 2, end subscript bilan bogʻlanadi

Kirish qismida koʻrib oʻtganimizdek, rubisko fermenti substrat sifatida yo start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript dan, yo start text, O, end text, start subscript, 2, end subscript dan foydalana oladi. Rubisko qaysi molekulaga bogʻlansa ham, uni besh uglerodli birikma – ribuloza-1,5-bifosfat (RuBF)ga bogʻlaydi. start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript dan foydalanadigan reaksiya Kalvin siklining birinchi qadami hisoblanadi va qand moddasi hosil boʻlishiga olib keladi. start text, O, end text, start subscript, 2, end subscript dan foydalanuvchi reaksiya esa fotorespiratsiyaning dastlabki qadami boʻlib, energiyani yoʻqotadi va Kalvin sikli ishini “bekor qiladi”.squared
Rubisko karbonat angidrid yoki kislorodga tashqi muhit sharoitlariga bogʻliq holda bogʻlanadi. Karbonat angidridga bogʻlanish va Kalvin siklini ishga tushirish jarayoni past haroratlarda va karbonat angidridning kislorodga nisbati yuqori boʻlganda jadalroq amalga oshadi. Kislorodga bogʻlanish va fotorespiratsiyani faollashtirish esa yuqori haroratda va karbonat angidridning kislorodga nisbati past boʻlganida yuz beradi.
Har bir substrat qanchalik tez-tez “tanlangan” boʻlishini nima aniqlaydi? Bunda ikkita asosiy omil: start text, O, end text, start subscript, 2, end subscript va start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript larning nisbiy konsentratsiyalari hamda harorat.
Oʻsimlikning barg ogʻizchalari yoki teshikchalari ochiq boʻlgan vaqtda start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript ichkariga tarqaladi, suv bugʻlari va start text, O, end text, start subscript, 2, end subscript esa tashqariga tarqaladi va bunda fotorespiratsiya minimallashadi. Biroq oʻsimlik, masalan, bugʻlanish orqali suv yoʻqotilishini kamaytirish uchun barg ogʻizchalarini yopsa, fotosintezda hosil boʻlgan start text, O, end text, start subscript, 2, end subscript barg ichida yigʻilib qoladi. Bunday sharoitda start text, O, end text, start subscript, 2, end subscript ning start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript ga nisbatan yuqori ulushi evaziga fotorespiratsiya kuchayadi.
Bundan tashqari, harorat koʻtarilganda rubiskoning start text, O, end text, start subscript, 2, end subscript ga yaqinligi oshadi. Moʻtadil haroratda rubiskoning start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript ga yaqinligi (bogʻlanishga moyilligi) start text, O, end text, start subscript, 2, end subscript nikidan 80 marta yuqori boʻladi.cubed Ammo yuqori haroratda rubiskoning molekulalarni ajratish qobiliyati pasayadi va u kislorodni koʻproq tutib qoladi.start superscript, 4, end superscript
Eng asosiysi, agar oʻsimlikda muammoni kamaytiradigan oʻziga xos xususiyatlar boʻlmasa, issiq, quruq sharoitlar koʻproq fotorespiratsiyaga olib keladi. Siz oʻsimliklarning bunday muammolarga “yechimlarini” C4 oʻsimliklar va CAM oʻsimliklar haqidagi videolarda batafsil oʻrganishingiz mumkin.

Fotorespiratsiya energiyani yoʻqotadi va uglerodni tortib oladi

Fotorespiratsiya xloroplastda, rubisko oʻzining oksigenaza reaksiyasi orqali start text, O, end text, start subscript, 2, end subscript ni RuBF ga biriktirgan paytda boshlanadi. Bunda 2 xil molekula hosil boʻladi: uch uglerodli 3-fosfoglitserin kislota (3-FGK) va ikki uglerodli birikma – fosfoglikolyat. 3-FGK Kalvin siklining normal oraliq mahsuloti, ammo fosfoglikolyat siklga kira olmaydi, chunki uning ikkita uglerodi sikldan “tortib olingan”.start superscript, 5, end superscript
Yoʻqotilgan uglerodlarni qayta tiklash uchun oʻsimliklar fosfoglikolyatni turli organellalar orasidagi transportni oʻz ichiga olgan bir nechta reaksiyalardan oʻtkazadi. Uglerodning toʻrtdan uch qismi ushbu yoʻlga qayta tiklangan fosfoglikolyat sifatida kiradi, qolgan toʻrtdan bir qismi esa start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript sifatida yoʻqotiladi.start superscript, 5, end superscript
Quyidagi diagrammada fotorespiratsiya va Kalvin sikli orasidagi farqni koʻrishingiz mumkin, unda rubisko fermenti 6 start text, t, a, space, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript yoki 6 start text, t, a, space, O, end text, start subscript, 2, end subscript molekulasini biriktirganda bogʻlangan uglerodlar nechtaga koʻpayishi yoki yoʻqotilishi koʻrsatilgan. Kalvin sikli 6 ta bogʻlangan uglerod atomiga koʻpaygan bir paytda fotorespiratsiya natijasida 3 ta uglerod atomi yoʻqotilgan.
Kalvin sikli va fotorespiratsiya orasidagi farqlar
Kalvin siklida 6 ta start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript molekulasi 6 ta RuBF akseptori bilan bogʻlanib, 12 ta 3-FGK molekulasini hosil qiladi. Bular 12 ta glitseraldegid 3-fosfat (G3F) qand moddasiga aylanadi. Shundan 2 tasi sikldan chiqqan holda 1 ta glyukozani hosil qiladi, qolgan 10 tasi 6 ta RuBF ni hosil qilish uchun siklda davom etadi va sikl qayta boshlanishi mumkin.
Fotorespiratsiya yoʻlida 6 ta start text, O, end text, start subscript, 2, end subscript molekulasi 6 ta RuBF akseptori bilan bogʻlanib, 6 ta 3-FGK molekulasi va 6 ta fosfoglikolyat molekulasini hosil qiladi. 6 ta fosfoglikolyat molekulasi ularni 3 ta 3-FGK molekulasiga qaytaradigan va start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript sifatida 3 ta uglerodni ajratadigan qutqaruv yoʻliga kiradi. Bu esa jami 9 ta 3-FGK molekulasini hosil qiladi. Ulardan 9 ta G3F qand moddasi olinadi. Bu esa siklni glyukoza sifatida tark etish uchun yetarli emas. Bu hattoki 6 ta RuBF akseptorini tiklash uchun ham yetarli emas. Aksincha, 5 ta RuBF akseptori tiklanib, 2 ta uglerod atomi qoldiq boʻlib qoladi. start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript sifatida ajratilgan 3 ta uglerod atomi sikldan “tortib olinadi”.
Fotorespiratsiya uglerod fiksatsiyasi nuqtayi nazaridan olib qaraganda “yutuqli chipta” emas. Ammo u oʻsimliklarga boshqa tomondan foyda berishi mumkin. Baʼzi dalillarning koʻrsatishicha, fotorespiratsiyaning (fotosintez jarayonida ishtirok etuvchi molekulalarga yorugʻlik taʼsirini kamaytirish orqali) yorugʻlikdan himoyalash samarasi mavjud, hujayrada oksidlanish-qaytarilish muvozanatini taʼminlashga yordam beradi va oʻsimliklarning immun himoyasini qoʻllab-quvvatlaydi.start superscript, 8, end superscript

Muhokamaga qoʻshilmoqchimisiz?

Kirish
Hozircha izohlar yoʻq.
Ingliz tilini tushunasizmi? Khan Academyʼning inglizcha saytida boʻlayotgan muhokamalarni koʻrish uchun shu yerga bosing.