1 ஒளிச்சேர்க்கை ஏற்படுகிறது. ஒளிச்சேர்க்கையின் பொருள்

பெயர் குறிப்பிடுவது போல, ஒளிச்சேர்க்கை என்பது கரிமப் பொருட்களின் இயற்கையான தொகுப்பு ஆகும், இது வளிமண்டலத்திலிருந்து CO2 ஐ குளுக்கோஸ் மற்றும் இலவச ஆக்ஸிஜனாக மாற்றுகிறது.

இதற்கு சூரிய ஆற்றல் இருப்பது அவசியம்.

ஒளிச்சேர்க்கை செயல்முறைக்கான இரசாயன சமன்பாட்டை பொதுவாக பின்வருமாறு குறிப்பிடலாம்:

ஒளிச்சேர்க்கை இரண்டு கட்டங்களைக் கொண்டுள்ளது: இருண்ட மற்றும் ஒளி. ஒளிச்சேர்க்கையின் இருண்ட கட்டத்தின் இரசாயன எதிர்வினைகள் ஒளி கட்டத்தின் எதிர்வினைகளிலிருந்து கணிசமாக வேறுபடுகின்றன, ஆனால் ஒளிச்சேர்க்கையின் இருண்ட மற்றும் ஒளி கட்டங்கள் ஒன்றையொன்று சார்ந்துள்ளது.

சூரிய ஒளியில் பிரத்தியேகமாக தாவர இலைகளில் ஒளி கட்டம் ஏற்படலாம். இருட்டிற்கு, கார்பன் டை ஆக்சைடு இருப்பது அவசியம், அதனால்தான் ஆலை தொடர்ந்து வளிமண்டலத்தில் இருந்து உறிஞ்ச வேண்டும். ஒளிச்சேர்க்கையின் இருண்ட மற்றும் ஒளி கட்டங்களின் அனைத்து ஒப்பீட்டு பண்புகள் கீழே வழங்கப்படும். இந்த நோக்கத்திற்காக, ஒரு ஒப்பீட்டு அட்டவணை "ஒளிச்சேர்க்கையின் கட்டங்கள்" உருவாக்கப்பட்டது.

ஒளிச்சேர்க்கையின் ஒளி கட்டம்

ஒளிச்சேர்க்கையின் ஒளி கட்டத்தில் முக்கிய செயல்முறைகள் தைலகாய்டு சவ்வுகளில் நிகழ்கின்றன. இதில் குளோரோபில், எலக்ட்ரான் போக்குவரத்து புரதங்கள், ஏடிபி சின்தேடேஸ் (எதிர்வினையை துரிதப்படுத்தும் ஒரு நொதி) மற்றும் சூரிய ஒளி ஆகியவை அடங்கும்.

மேலும், எதிர்வினை பொறிமுறையை பின்வருமாறு விவரிக்கலாம்: சூரிய ஒளி தாவரங்களின் பச்சை இலைகளைத் தாக்கும் போது, ​​​​குளோரோபில் எலக்ட்ரான்கள் (எதிர்மறை கட்டணம்) அவற்றின் கட்டமைப்பில் உற்சாகமடைகின்றன, அவை செயலில் உள்ள நிலைக்குச் சென்று, நிறமி மூலக்கூறை விட்டு வெளியேறுகின்றன. தைலகாய்டுக்கு வெளியே, இதன் சவ்வும் எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்படுகிறது. அதே நேரத்தில், குளோரோபில் மூலக்கூறுகள் ஆக்ஸிஜனேற்றப்படுகின்றன மற்றும் ஏற்கனவே ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்டவை குறைக்கப்படுகின்றன, இதனால் இலை அமைப்பில் இருக்கும் நீரிலிருந்து எலக்ட்ரான்கள் எடுக்கப்படுகின்றன.

இந்த செயல்முறை நீர் மூலக்கூறுகள் சிதைந்துவிடும் என்பதற்கு வழிவகுக்கிறது, மேலும் நீரின் ஒளிச்சேர்க்கையின் விளைவாக உருவாக்கப்பட்ட அயனிகள் அவற்றின் எலக்ட்ரான்களை கைவிட்டு, மேலும் எதிர்வினைகளை மேற்கொள்ளும் திறன் கொண்ட OH தீவிரவாதிகளாக மாறும். இந்த வினைத்திறன் OH தீவிரவாதிகள் பின்னர் ஒன்றிணைந்து முழு அளவிலான நீர் மூலக்கூறுகள் மற்றும் ஆக்ஸிஜனை உருவாக்குகின்றன. இந்த வழக்கில், இலவச ஆக்ஸிஜன் வெளிப்புற சூழலில் வெளியேறுகிறது.

இந்த அனைத்து எதிர்வினைகள் மற்றும் மாற்றங்களின் விளைவாக, இலை தைலகாய்டு சவ்வு ஒரு பக்கத்தில் நேர்மறையாக (H+ அயனியின் காரணமாக), மறுபுறம் - எதிர்மறையாக (எலக்ட்ரான்கள் காரணமாக) சார்ஜ் செய்யப்படுகிறது. மென்படலத்தின் இருபுறமும் உள்ள இந்த கட்டணங்களுக்கிடையேயான வேறுபாடு 200 mV ஐ விட அதிகமாக இருக்கும்போது, ​​புரோட்டான்கள் ATP சின்தேடேஸ் நொதியின் சிறப்பு சேனல்கள் வழியாக செல்கின்றன, இதன் காரணமாக, ADP ATP ஆக மாற்றப்படுகிறது (பாஸ்போரிலேஷன் செயல்முறையின் விளைவாக). மேலும் நீரிலிருந்து வெளியாகும் அணு ஹைட்ரஜன், குறிப்பிட்ட கேரியர் NADP+ ஐ NADP·H2க்கு மீட்டெடுக்கிறது. நாம் பார்க்க முடியும் என, ஒளிச்சேர்க்கையின் ஒளி கட்டத்தின் விளைவாக, மூன்று முக்கிய செயல்முறைகள் ஏற்படுகின்றன:

1. ஏடிபி தொகுப்பு;
2. NADP H2 உருவாக்கம்;
3. இலவச ஆக்ஸிஜன் உருவாக்கம்.

பிந்தையது வளிமண்டலத்தில் வெளியிடப்படுகிறது, மேலும் NADP H2 மற்றும் ATP ஒளிச்சேர்க்கையின் இருண்ட கட்டத்தில் பங்கேற்கின்றன.

ஒளிச்சேர்க்கையின் இருண்ட கட்டம்

ஒளிச்சேர்க்கையின் இருண்ட மற்றும் ஒளி கட்டங்கள் தாவரத்தின் பெரும் ஆற்றல் செலவினங்களால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன, ஆனால் இருண்ட கட்டம் வேகமாக செல்கிறது மற்றும் குறைந்த ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது. இருண்ட கட்ட எதிர்வினைகளுக்கு சூரிய ஒளி தேவையில்லை, எனவே அவை இரவும் பகலும் ஏற்படலாம்.

இந்த கட்டத்தின் அனைத்து முக்கிய செயல்முறைகளும் தாவர குளோரோபிளாஸ்டின் ஸ்ட்ரோமாவில் நிகழ்கின்றன மற்றும் வளிமண்டலத்தில் இருந்து கார்பன் டை ஆக்சைட்டின் தொடர்ச்சியான மாற்றங்களின் தனித்துவமான சங்கிலியைக் குறிக்கின்றன. அத்தகைய சங்கிலியின் முதல் எதிர்வினை கார்பன் டை ஆக்சைடை நிலைநிறுத்துவதாகும். இது மிகவும் சீராகவும் வேகமாகவும் நடக்க, இயற்கையானது ரிபிபி-கார்பாக்சிலேஸ் என்ற நொதியை வழங்கியது, இது CO2 ஐ நிலைநிறுத்துவதற்கு ஊக்கமளிக்கிறது.

அடுத்து, எதிர்விளைவுகளின் முழு சுழற்சியும் ஏற்படுகிறது, இதன் நிறைவு பாஸ்போகிளிசரிக் அமிலத்தை குளுக்கோஸாக (இயற்கை சர்க்கரை) மாற்றுவதாகும். இந்த எதிர்வினைகள் அனைத்தும் ATP மற்றும் NADP H2 இன் ஆற்றலைப் பயன்படுத்துகின்றன, அவை ஒளிச்சேர்க்கையின் ஒளி கட்டத்தில் உருவாக்கப்பட்டன. குளுக்கோஸைத் தவிர, ஒளிச்சேர்க்கை மற்ற பொருட்களையும் உருவாக்குகிறது. அவற்றில் பல்வேறு அமினோ அமிலங்கள், கொழுப்பு அமிலங்கள், கிளிசரால் மற்றும் நியூக்ளியோடைடுகள் உள்ளன.

ஒளிச்சேர்க்கையின் கட்டங்கள்: ஒப்பீட்டு அட்டவணை

ஒளிச்சேர்க்கை - வீடியோ

ஒளிச்சேர்க்கை செயல்முறை இயற்கையில் நிகழும் மிக முக்கியமான உயிரியல் செயல்முறைகளில் ஒன்றாகும், ஏனென்றால் ஒளியின் செல்வாக்கின் கீழ் கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் நீரிலிருந்து கரிம பொருட்கள் உருவாகின்றன என்பதற்கு நன்றி, இந்த நிகழ்வு ஒளிச்சேர்க்கை என்று அழைக்கப்படுகிறது. மற்றும் மிக முக்கியமாக, ஒளிச்சேர்க்கையின் செயல்பாட்டின் போது, ​​ஒரு வெளியீடு ஏற்படுகிறது, இது நமது அற்புதமான கிரகத்தில் வாழ்க்கையின் இருப்புக்கு இன்றியமையாதது.

ஒளிச்சேர்க்கையின் கண்டுபிடிப்பு வரலாறு

ஒளிச்சேர்க்கை நிகழ்வின் கண்டுபிடிப்பு வரலாறு நான்கு நூற்றாண்டுகளுக்கு முந்தையது, 1600 ஆம் ஆண்டில் ஒரு குறிப்பிட்ட பெல்ஜிய விஞ்ஞானி ஜான் வான் ஹெல்மாண்ட் ஒரு எளிய பரிசோதனையை நிகழ்த்தினார். அவர் ஒரு வில்லோ கிளையை (அதன் ஆரம்ப எடையைப் பதிவுசெய்த பிறகு) ஒரு பையில் வைத்தார், அதில் 80 கிலோ பூமியும் இருந்தது. பின்னர் ஐந்து ஆண்டுகளாக ஆலை தண்ணீரில் பிரத்தியேகமாக பாய்ச்சப்பட்டது. ஐந்து ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, தாவரத்தின் எடை 60 கிலோ அதிகரித்தபோது விஞ்ஞானியின் ஆச்சரியம் என்னவென்றால், பூமியின் நிறை 50 கிராம் மட்டுமே குறைந்திருந்தாலும், இவ்வளவு ஈர்க்கக்கூடிய எடை அதிகரிப்பு ஒரு மர்மமாகவே இருந்தது. விஞ்ஞானி.

ஒளிச்சேர்க்கையின் கண்டுபிடிப்புக்கு முன்னோடியாக அமைந்த அடுத்த முக்கியமான மற்றும் சுவாரஸ்யமான சோதனை, 1771 இல் ஆங்கில விஞ்ஞானி ஜோசப் ப்ரீஸ்ட்லியால் மேற்கொள்ளப்பட்டது (அவரது தொழிலின் தன்மையால், திரு. பிரீஸ்ட்லி ஆங்கிலிகன் சர்ச்சின் பாதிரியார் என்பது ஆர்வமாக உள்ளது. , ஆனால் அவர் ஒரு சிறந்த விஞ்ஞானியாக வரலாற்றில் இறங்கினார்). மிஸ்டர் பிரீஸ்ட்லி என்ன செய்தார்? அவர் சுட்டியை ஒரு பேட்டைக்கு அடியில் வைத்தார், ஐந்து நாட்களுக்குப் பிறகு அது இறந்துவிட்டது. பின்னர் அவர் மீண்டும் மற்றொரு சுட்டியை பேட்டைக்கு அடியில் வைத்தார், ஆனால் இந்த முறை பேட்டைக்கு அடியில் ஒரு சுண்டெலியுடன் புதினாவும் இருந்தது, இதன் விளைவாக சுட்டி உயிருடன் இருந்தது. பெறப்பட்ட முடிவு, சுவாசத்திற்கு எதிரான ஒரு குறிப்பிட்ட செயல்முறை உள்ளது என்ற கருத்தை விஞ்ஞானிக்கு இட்டுச் சென்றது. இந்த சோதனையின் மற்றொரு முக்கியமான முடிவு அனைத்து உயிரினங்களுக்கும் ஆக்ஸிஜனைக் கண்டுபிடிப்பதாகும் (முதல் சுட்டி அது இல்லாததால் இறந்தது, இரண்டாவது புதினாவின் துளிக்கு நன்றி, இது ஒளிச்சேர்க்கை செயல்பாட்டின் போது ஆக்ஸிஜனை உருவாக்கியது).

இவ்வாறு, தாவரங்களின் பச்சை பாகங்கள் ஆக்ஸிஜனை வெளியிடும் திறன் கொண்டவை என்பது உண்மையாக நிறுவப்பட்டது. பின்னர், 1782 ஆம் ஆண்டில், சுவிஸ் விஞ்ஞானி ஜீன் செனிபியர் ஒளியின் செல்வாக்கின் கீழ் கார்பன் டை ஆக்சைடு பச்சை தாவரங்களாக சிதைகிறது என்பதை நிரூபித்தார் - உண்மையில், ஒளிச்சேர்க்கையின் மற்றொரு பக்கம் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. பின்னர், மற்றொரு 5 ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, பிரெஞ்சு விஞ்ஞானி Jacques Boussengo கரிமப் பொருட்களின் தொகுப்பின் போது தாவரங்கள் தண்ணீரை உறிஞ்சுவதைக் கண்டுபிடித்தார்.

ஒளிச்சேர்க்கை நிகழ்வு தொடர்பான தொடர்ச்சியான அறிவியல் கண்டுபிடிப்புகளின் இறுதி நாண், ஜெர்மன் தாவரவியலாளர் ஜூலியஸ் சாக்ஸின் கண்டுபிடிப்பு ஆகும், அவர் 1864 ஆம் ஆண்டில் நுகரப்படும் கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் வெளியிடப்பட்ட ஆக்ஸிஜனின் அளவு 1: 1 விகிதத்தில் நிகழ்கிறது என்பதை நிரூபிக்க முடிந்தது.

மனித வாழ்வில் ஒளிச்சேர்க்கையின் முக்கியத்துவம்

நீங்கள் உருவகமாக கற்பனை செய்தால், எந்த தாவரத்தின் இலையையும் ஒரு சிறிய ஆய்வகத்துடன் ஒப்பிடலாம், அதன் ஜன்னல்கள் சன்னி பக்கத்தை எதிர்கொள்கின்றன. இந்த ஆய்வகத்தில், கரிம பொருட்கள் மற்றும் ஆக்ஸிஜனின் உருவாக்கம் ஏற்படுகிறது, இது பூமியில் கரிம வாழ்க்கை இருப்பதற்கான அடிப்படையாகும். எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக, ஆக்ஸிஜன் மற்றும் ஒளிச்சேர்க்கை இல்லாமல், பூமியில் வாழ்க்கை வெறுமனே இருக்காது.

ஆனால் ஒளிச்சேர்க்கை வாழ்க்கை மற்றும் ஆக்ஸிஜனின் வெளியீட்டிற்கு மிகவும் முக்கியமானது என்றால், மக்கள் (மற்றும் மக்கள் மட்டுமல்ல) எப்படி வாழ்கிறார்கள், எடுத்துக்காட்டாக, பாலைவனத்தில், குறைந்தபட்ச பச்சை தாவரங்கள் இருக்கும், அல்லது, எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு தொழில்துறை நகரத்தில் அங்கு மரங்கள் அரிதானவை. உண்மை என்னவென்றால், வளிமண்டலத்தில் வெளியிடப்படும் ஆக்ஸிஜனில் 20% மட்டுமே நிலப்பரப்பு தாவரங்கள் உள்ளன, மீதமுள்ள 80% கடல் மற்றும் கடல் பாசிகளால் வெளியிடப்படுகிறது, இது உலகப் பெருங்கடல்கள் சில நேரங்களில் "நமது கிரகத்தின் நுரையீரல்" என்று அழைக்கப்படுகிறது. ”

ஒளிச்சேர்க்கை சூத்திரம்

ஒளிச்சேர்க்கைக்கான பொதுவான சூத்திரத்தை பின்வருமாறு எழுதலாம்:

நீர் + கார்பன் டை ஆக்சைடு + ஒளி> கார்போஹைட்ரேட் + ஆக்ஸிஜன்

ஒளிச்சேர்க்கையின் வேதியியல் எதிர்வினைக்கான சூத்திரம் இதுபோல் தெரிகிறது:

6CO 2 + 6H 2 O = C6H 12 O 6 + 6O 2

தாவரங்களுக்கு ஒளிச்சேர்க்கையின் முக்கியத்துவம்

இப்போது தாவரங்களுக்கு ஒளிச்சேர்க்கை ஏன் தேவைப்படுகிறது என்ற கேள்விக்கு பதிலளிக்க முயற்சிப்போம். உண்மையில், நமது கிரகத்தின் வளிமண்டலத்திற்கு ஆக்ஸிஜனை வழங்குவது ஒளிச்சேர்க்கைக்கான ஒரே காரணத்திலிருந்து வெகு தொலைவில் உள்ளது, இந்த உயிரியல் செயல்முறை மனிதர்களுக்கும் விலங்குகளுக்கும் மட்டுமல்ல, தாவரங்களுக்கும் முக்கியமானது, ஏனெனில் ஒளிச்சேர்க்கையின் போது உருவாகும் கரிம பொருட்கள். தாவர வாழ்க்கையின் அடிப்படையை உருவாக்குகிறது.

ஒளிச்சேர்க்கை எவ்வாறு நிகழ்கிறது?

ஒளிச்சேர்க்கையின் முக்கிய இயந்திரம் குளோரோபில் - தாவர உயிரணுக்களில் உள்ள ஒரு சிறப்பு நிறமி, மற்றவற்றுடன், மரங்கள் மற்றும் பிற தாவரங்களின் இலைகளின் பச்சை நிறத்திற்கு பொறுப்பாகும். குளோரோபில் என்பது ஒரு சிக்கலான கரிம சேர்மமாகும், இது ஒரு முக்கியமான சொத்து - சூரிய ஒளியை உறிஞ்சும் திறன். அதை உறிஞ்சுவதன் மூலம், ஒவ்வொரு சிறிய இலையிலும், ஒவ்வொரு புல் மற்றும் ஒவ்வொரு பாசிகளிலும் உள்ள சிறிய உயிர்வேதியியல் ஆய்வகத்தை செயல்படுத்துவது குளோரோபில் ஆகும். அடுத்து, ஒளிச்சேர்க்கை ஏற்படுகிறது (மேலே உள்ள சூத்திரத்தைப் பார்க்கவும்), இதன் போது நீர் மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடு தாவரங்களுக்கு தேவையான கார்போஹைட்ரேட்டுகளாகவும், அனைத்து உயிரினங்களுக்கும் தேவையான ஆக்ஸிஜனாகவும் மாற்றப்படுகின்றன. ஒளிச்சேர்க்கையின் வழிமுறைகள் இயற்கையின் ஒரு தனித்துவமான படைப்பு.

ஒளிச்சேர்க்கையின் கட்டங்கள்

மேலும், ஒளிச்சேர்க்கை செயல்முறை இரண்டு நிலைகளைக் கொண்டுள்ளது: ஒளி மற்றும் இருண்ட. மேலும் அவை ஒவ்வொன்றையும் பற்றி விரிவாக எழுதுவோம்.

ஒளிச்சேர்க்கை என்பது ஒளிச்சேர்க்கை சாயங்களின் பங்கேற்புடன் கரிமப் பொருட்களின் வேதியியல் பிணைப்புகளின் ஆற்றலாக ஒளி ஆற்றலை உருவாக்கும் செயல்முறைகளின் தொகுப்பாகும்.

இந்த வகை ஊட்டச்சத்து தாவரங்கள், புரோகாரியோட்டுகள் மற்றும் சில வகையான யூனிசெல்லுலர் யூகாரியோட்டுகளின் சிறப்பியல்பு ஆகும்.

இயற்கையான தொகுப்பின் போது, ​​கார்பன் மற்றும் நீர், ஒளியுடன் தொடர்பு கொண்டு, குளுக்கோஸ் மற்றும் இலவச ஆக்ஸிஜனாக மாற்றப்படுகின்றன:

6CO2 + 6H2O + ஒளி ஆற்றல் → C6H12O6 + 6O2

நவீன தாவர உடலியல் ஒளிச்சேர்க்கையின் கருத்தை ஒரு ஒளிச்சேர்க்கை செயல்பாடாக புரிந்துகொள்கிறது, இது கார்பன் டை ஆக்சைடை கரிமப் பொருளாக மாற்றுவது உட்பட பல்வேறு தன்னிச்சையான எதிர்வினைகளில் ஒளி ஆற்றல் குவாண்டாவை உறிஞ்சுதல், மாற்றுதல் மற்றும் பயன்படுத்துதல் ஆகியவற்றின் செயல்முறைகளின் தொகுப்பாகும்.

கட்டங்கள்

தாவரங்களில் ஒளிச்சேர்க்கை குளோரோபிளாஸ்ட்கள் மூலம் இலைகளில் ஏற்படுகிறது- பிளாஸ்டிட்களின் வகுப்பைச் சேர்ந்த அரை தன்னாட்சி இரட்டை சவ்வு உறுப்புகள். தாள் தட்டுகளின் தட்டையான வடிவம் உயர்தர உறிஞ்சுதல் மற்றும் ஒளி ஆற்றல் மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடின் முழு பயன்பாட்டை உறுதி செய்கிறது. இயற்கையான தொகுப்புக்குத் தேவையான நீர் வேர்களில் இருந்து நீர் கடத்தும் திசு வழியாக வருகிறது. வாயு பரிமாற்றம் ஸ்டோமாட்டா வழியாக பரவுவதன் மூலமும், பகுதியளவு வெட்டுப்பகுதி வழியாகவும் நிகழ்கிறது.

குளோரோபிளாஸ்ட்கள் நிறமற்ற ஸ்ட்ரோமாவால் நிரப்பப்பட்டு லேமல்லே மூலம் ஊடுருவி, அவை ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்படும்போது, ​​தைலகாய்டுகளை உருவாக்குகின்றன. அவற்றில்தான் ஒளிச்சேர்க்கை ஏற்படுகிறது. சயனோபாக்டீரியா தானே குளோரோபிளாஸ்ட்கள், எனவே அவற்றில் இயற்கையான தொகுப்புக்கான கருவி தனி உறுப்புகளாக பிரிக்கப்படவில்லை.

ஒளிச்சேர்க்கை தொடர்கிறது நிறமிகளின் பங்கேற்புடன், இவை பொதுவாக குளோரோபில்கள். சில உயிரினங்களில் மற்றொரு நிறமி, கரோட்டினாய்டு அல்லது பைகோபிலின் உள்ளது. புரோகாரியோட்டுகள் பாக்டீரியோகுளோரோபில் நிறமியைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் இந்த உயிரினங்கள் இயற்கையான தொகுப்பு முடிந்த பிறகு ஆக்ஸிஜனை வெளியிடுவதில்லை.

ஒளிச்சேர்க்கை இரண்டு கட்டங்களில் செல்கிறது - ஒளி மற்றும் இருண்ட. அவை ஒவ்வொன்றும் சில எதிர்வினைகள் மற்றும் ஊடாடும் பொருட்களால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. ஒளிச்சேர்க்கையின் கட்டங்களின் செயல்முறையை கூர்ந்து கவனிப்போம்.

ஒளி

ஒளிச்சேர்க்கையின் முதல் கட்டம்உயர் ஆற்றல் தயாரிப்புகளை உருவாக்குவதன் மூலம் வகைப்படுத்தப்படுகிறது, அவை ATP, செல்லுலார் ஆற்றல் மூலமாகும், மற்றும் NADP, குறைக்கும் முகவர். கட்டத்தின் முடிவில், ஆக்ஸிஜன் ஒரு துணை தயாரிப்பாக உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. ஒளி நிலை அவசியம் சூரிய ஒளியுடன் நிகழ்கிறது.

எலக்ட்ரான் போக்குவரத்து புரதங்கள், ஏடிபி சின்தேடேஸ் மற்றும் குளோரோபில் (அல்லது பிற நிறமி) ஆகியவற்றின் பங்கேற்புடன் தைலகாய்டு சவ்வுகளில் ஒளிச்சேர்க்கை செயல்முறை நிகழ்கிறது.

எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் ஓரளவு ஹைட்ரஜன் புரோட்டான்கள் மாற்றப்படும் மின்வேதியியல் சங்கிலிகளின் செயல்பாடு, நிறமிகள் மற்றும் என்சைம்களால் உருவாக்கப்பட்ட சிக்கலான வளாகங்களில் உருவாகிறது.

ஒளி கட்ட செயல்முறை விளக்கம்:

1. சூரிய ஒளி தாவர உயிரினங்களின் இலை கத்திகளைத் தாக்கும் போது, ​​குளோரோபில் எலக்ட்ரான்கள் தட்டுகளின் அமைப்பில் உற்சாகமடைகின்றன;
2. செயலில் உள்ள நிலையில், துகள்கள் நிறமி மூலக்கூறை விட்டு வெளியேறி, எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட தைலகாய்டின் வெளிப்புறத்தில் இறங்குகின்றன. இது குளோரோபில் மூலக்கூறுகளின் ஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் அடுத்தடுத்த குறைப்புடன் ஒரே நேரத்தில் நிகழ்கிறது, இது இலைகளுக்குள் நுழையும் நீரிலிருந்து அடுத்த எலக்ட்ரான்களை எடுத்துச் செல்கிறது;
3. அயனிகளின் உருவாக்கத்துடன் நீரின் ஒளிச்சேர்க்கை ஏற்படுகிறது, அவை எலக்ட்ரான்களை தானம் செய்து, மேலும் எதிர்வினைகளில் பங்கேற்கக்கூடிய OH தீவிரவாதிகளாக மாற்றப்படுகின்றன;
4. இந்த தீவிரவாதிகள் பின்னர் இணைந்து நீர் மூலக்கூறுகள் மற்றும் வளிமண்டலத்தில் வெளியிடப்படும் இலவச ஆக்ஸிஜனை உருவாக்குகின்றன;
5. தைலகாய்டு சவ்வு ஹைட்ரஜன் அயனியின் காரணமாக ஒரு பக்கத்தில் நேர்மறை மின்னூட்டத்தையும், மறுபுறம் எலக்ட்ரான்கள் காரணமாக எதிர்மறை மின்னூட்டத்தையும் பெறுகிறது;
6. மென்படலத்தின் பக்கங்களுக்கு இடையில் 200 mV வித்தியாசத்தை எட்டும்போது, ​​புரோட்டான்கள் ATP சின்தேடேஸ் என்ற நொதி வழியாகச் செல்கின்றன, இது ADP ஐ ATP ஆக மாற்றுவதற்கு வழிவகுக்கிறது (பாஸ்போரிலேஷன் செயல்முறை);
7. நீரிலிருந்து வெளியிடப்படும் அணு ஹைட்ரஜனுடன், NADP + NADP H2 ஆக குறைக்கப்படுகிறது;

எதிர்வினைகளின் போது வளிமண்டலத்தில் இலவச ஆக்ஸிஜன் வெளியிடப்படும் போது, ​​ATP மற்றும் NADP H2 இயற்கையான தொகுப்பின் இருண்ட கட்டத்தில் பங்கேற்கின்றன.

இருள்

இந்த நிலைக்கு ஒரு கட்டாய கூறு கார்பன் டை ஆக்சைடு ஆகும், இலைகளில் உள்ள ஸ்டோமாட்டா மூலம் வெளிப்புற சூழலில் இருந்து தாவரங்கள் தொடர்ந்து உறிஞ்சுகின்றன. இருண்ட கட்ட செயல்முறைகள் குளோரோபிளாஸ்டின் ஸ்ட்ரோமாவில் நடைபெறுகின்றன. இந்த கட்டத்தில் அதிக சூரிய ஆற்றல் தேவையில்லை மற்றும் ஒளி கட்டத்தில் போதுமான ATP மற்றும் NADP H2 உற்பத்தி செய்யப்படும் என்பதால், உயிரினங்களில் எதிர்வினைகள் இரவும் பகலும் ஏற்படலாம். இந்த கட்டத்தில் செயல்முறைகள் முந்தையதை விட வேகமாக நிகழ்கின்றன.

இருண்ட கட்டத்தில் நிகழும் அனைத்து செயல்முறைகளின் மொத்தமும் வெளிப்புற சூழலில் இருந்து வரும் கார்பன் டை ஆக்சைட்டின் தொடர்ச்சியான மாற்றங்களின் தனித்துவமான சங்கிலி வடிவத்தில் வழங்கப்படுகிறது:

1. அத்தகைய சங்கிலியின் முதல் எதிர்வினை கார்பன் டை ஆக்சைடை நிலைநிறுத்துவதாகும். ரிபிபி-கார்பாக்சிலேஸ் என்ற நொதியின் இருப்பு எதிர்வினையின் விரைவான மற்றும் மென்மையான போக்கிற்கு பங்களிக்கிறது, இதன் விளைவாக ஆறு-கார்பன் கலவை உருவாகிறது, இது பாஸ்போகிளிசெரிக் அமிலத்தின் 2 மூலக்கூறுகளாக உடைகிறது;
2. பின்னர் ஒரு சிக்கலான சுழற்சி ஏற்படுகிறது, இதில் குறிப்பிட்ட எண்ணிக்கையிலான எதிர்வினைகள் அடங்கும், இது முடிந்ததும் பாஸ்போகிளிசரிக் அமிலம் இயற்கை சர்க்கரையாக மாற்றப்படுகிறது - குளுக்கோஸ். இந்த செயல்முறை கால்வின் சுழற்சி என்று அழைக்கப்படுகிறது;

சர்க்கரையுடன், கொழுப்பு அமிலங்கள், அமினோ அமிலங்கள், கிளிசரால் மற்றும் நியூக்ளியோடைடுகள் ஆகியவற்றின் உருவாக்கம் ஏற்படுகிறது.

ஒளிச்சேர்க்கையின் சாராம்சம்

இயற்கையான தொகுப்பின் ஒளி மற்றும் இருண்ட கட்டங்களை ஒப்பிடும் அட்டவணையில் இருந்து, அவை ஒவ்வொன்றின் சாரத்தையும் சுருக்கமாக விவரிக்கலாம். க்ளோரோபிளாஸ்டின் கிரானாவில் ஒளிக் கட்டம் நிகழ்கிறது, எதிர்வினையில் ஒளி ஆற்றலின் கட்டாய சேர்க்கையுடன். எதிர்விளைவுகளில் எலக்ட்ரான் பரிமாற்ற புரதங்கள், ஏடிபி சின்தேடேஸ் மற்றும் குளோரோபில் போன்ற கூறுகள் அடங்கும், அவை தண்ணீருடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது, ​​இலவச ஆக்ஸிஜன், ஏடிபி மற்றும் என்ஏடிபி எச்2 ஆகியவற்றை உருவாக்குகின்றன. குளோரோபிளாஸ்டின் ஸ்ட்ரோமாவில் ஏற்படும் இருண்ட கட்டத்திற்கு, சூரிய ஒளி தேவையில்லை. முந்தைய கட்டத்தில் பெறப்பட்ட ATP மற்றும் NADP H2, கார்பன் டை ஆக்சைடுடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது, ​​இயற்கை சர்க்கரையை (குளுக்கோஸ்) உருவாக்குகிறது.

மேலே இருந்து பார்க்க முடியும், ஒளிச்சேர்க்கை ஒரு சிக்கலான மற்றும் பல-நிலை நிகழ்வாக தோன்றுகிறது, இதில் பல்வேறு பொருட்களை உள்ளடக்கிய பல எதிர்வினைகள் அடங்கும். இயற்கையான தொகுப்பின் விளைவாக, ஆக்ஸிஜன் பெறப்படுகிறது, இது உயிரினங்களின் சுவாசத்திற்கும், ஓசோன் அடுக்கை உருவாக்குவதன் மூலம் புற ஊதா கதிர்வீச்சிலிருந்து அவற்றின் பாதுகாப்பிற்கும் அவசியம்.

விளக்கம்: ஒளிச்சேர்க்கை என்பது கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் நீரிலிருந்து கரிமப் பொருட்களை உருவாக்கும் செயல்முறையாகும், ஒளியில், ஆக்ஸிஜனை வெளியிடுகிறது.

ஒளிச்சேர்க்கை செயல்முறை பின்வருவனவற்றை உள்ளடக்குகிறது:

1) குளோரோபிளாஸ்ட்கள்,

3) கார்பன் டை ஆக்சைடு,

5) வெப்பநிலை.

உயர் தாவரங்களில், ஒளிச்சேர்க்கை குளோரோபிளாஸ்ட்களில் நிகழ்கிறது - ஓவல் வடிவ பிளாஸ்டிட்கள் (அரை தன்னாட்சி உறுப்புகள்) நிறமி குளோரோபில் கொண்டவை, பச்சை நிறத்திற்கு நன்றி, தாவரத்தின் பகுதிகளும் பச்சை நிறத்தைக் கொண்டுள்ளன.

பாசிகளில், குளோரோபில் குரோமடோபோர்களில் உள்ளது (நிறமி கொண்ட மற்றும் ஒளி-பிரதிபலிப்பு செல்கள்). சூரிய ஒளி சரியாக எட்டாத கணிசமான ஆழத்தில் வாழும் பழுப்பு மற்றும் சிவப்பு பாசிகள் மற்ற நிறமிகளைக் கொண்டுள்ளன.

அனைத்து உயிரினங்களின் உணவுப் பிரமிட்டைப் பார்த்தால், ஆட்டோட்ரோப்களில் (கனிம பொருட்களிலிருந்து கரிமப் பொருட்களை ஒருங்கிணைக்கும் உயிரினங்கள்) ஒளிச்சேர்க்கை உயிரினங்கள் மிகக் கீழே உள்ளன. எனவே, அவை கிரகத்தில் உள்ள அனைத்து உயிர்களுக்கும் உணவாக உள்ளன.

ஒளிச்சேர்க்கையின் போது, ​​ஆக்ஸிஜன் வளிமண்டலத்தில் வெளியிடப்படுகிறது. வளிமண்டலத்தின் மேல் அடுக்குகளில், ஓசோன் அதிலிருந்து உருவாகிறது. ஓசோன் கவசம் பூமியின் மேற்பரப்பை கடுமையான புற ஊதா கதிர்வீச்சிலிருந்து பாதுகாத்து, கடலில் இருந்து நிலத்தில் உயிர்கள் வெளிவர அனுமதிக்கிறது.

தாவரங்கள் மற்றும் விலங்குகளின் சுவாசத்திற்கு ஆக்ஸிஜன் அவசியம். ஆக்ஸிஜனின் பங்கேற்புடன் குளுக்கோஸ் ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யப்படும்போது, ​​​​மைட்டோகாண்ட்ரியா அது இல்லாமல் இருப்பதை விட கிட்டத்தட்ட 20 மடங்கு அதிக ஆற்றலைச் சேமிக்கிறது. இது உணவுப் பயன்பாட்டை மிகவும் திறமையானதாக்குகிறது, இது பறவைகள் மற்றும் பாலூட்டிகளில் அதிக வளர்சிதை மாற்ற விகிதங்களுக்கு வழிவகுத்தது.

தாவரங்களில் ஒளிச்சேர்க்கை செயல்முறை பற்றிய விரிவான விளக்கம்

ஒளிச்சேர்க்கையின் முன்னேற்றம்:

ஒளிச்சேர்க்கை செயல்முறை குளோரோபிளாஸ்ட்களை ஒளியால் தாக்குகிறது - பச்சை நிறமியைக் கொண்ட உள்செல்லுலார் அரை தன்னாட்சி உறுப்புகள். ஒளிக்கு வெளிப்படும் போது, ​​குளோரோபிளாஸ்ட்கள் மண்ணிலிருந்து தண்ணீரை உட்கொள்ளத் தொடங்குகின்றன, அதை ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜனாகப் பிரிக்கின்றன.

ஆக்ஸிஜனின் ஒரு பகுதி வளிமண்டலத்தில் வெளியிடப்படுகிறது, மற்ற பகுதி தாவரத்தில் ஆக்ஸிஜனேற்ற செயல்முறைகளுக்கு செல்கிறது.

சர்க்கரை மண்ணிலிருந்து வரும் நைட்ரஜன், சல்பர் மற்றும் பாஸ்பரஸுடன் இணைகிறது, இந்த வழியில் பச்சை தாவரங்கள் ஸ்டார்ச், கொழுப்புகள், புரதங்கள், வைட்டமின்கள் மற்றும் பிற சிக்கலான சேர்மங்களை உருவாக்குகின்றன.

ஒளிச்சேர்க்கை சூரிய ஒளியின் செல்வாக்கின் கீழ் சிறப்பாக நிகழ்கிறது, ஆனால் சில தாவரங்கள் செயற்கை விளக்குகளுடன் திருப்தி அடையலாம்.

மேம்பட்ட வாசகருக்கு ஒளிச்சேர்க்கையின் வழிமுறைகளின் சிக்கலான விளக்கம்

20 ஆம் நூற்றாண்டின் 60 கள் வரை, விஞ்ஞானிகள் கார்பன் டை ஆக்சைடு நிர்ணயம் செய்வதற்கான ஒரே ஒரு வழிமுறையை மட்டுமே அறிந்திருந்தனர் - C3-பென்டோஸ் பாஸ்பேட் பாதை வழியாக. இருப்பினும், சமீபத்தில் ஆஸ்திரேலிய விஞ்ஞானிகள் குழு சில தாவரங்களில் கார்பன் டை ஆக்சைடு குறைப்பு C4-டைகார்பாக்சிலிக் அமில சுழற்சி மூலம் நிகழ்கிறது என்பதை நிரூபிக்க முடிந்தது.

C3 எதிர்வினை கொண்ட தாவரங்களில், ஒளிச்சேர்க்கை மிதமான வெப்பநிலை மற்றும் ஒளியின் நிலைமைகளின் கீழ், முக்கியமாக காடுகள் மற்றும் இருண்ட இடங்களில் மிகவும் தீவிரமாக நிகழ்கிறது. இத்தகைய தாவரங்களில் கிட்டத்தட்ட அனைத்து பயிரிடப்பட்ட தாவரங்களும் பெரும்பாலான காய்கறிகளும் அடங்கும். அவை மனித உணவின் அடிப்படையை உருவாக்குகின்றன.

C4 எதிர்வினை கொண்ட தாவரங்களில், அதிக வெப்பநிலை மற்றும் ஒளியின் நிலைமைகளின் கீழ் ஒளிச்சேர்க்கை மிகவும் தீவிரமாக நிகழ்கிறது. இத்தகைய தாவரங்கள், எடுத்துக்காட்டாக, சோளம், சோளம் மற்றும் கரும்பு ஆகியவை அடங்கும், அவை சூடான மற்றும் வெப்பமண்டல காலநிலையில் வளரும்.

தாவர வளர்சிதை மாற்றம் சமீபத்தில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது, தண்ணீரைச் சேமிப்பதற்கான சிறப்பு திசுக்களைக் கொண்ட சில தாவரங்களில், கார்பன் டை ஆக்சைடு கரிம அமிலங்களின் வடிவத்தில் குவிந்து ஒரு நாளுக்குப் பிறகுதான் கார்போஹைட்ரேட்டுகளில் சரி செய்யப்படுகிறது. இந்த வழிமுறை தாவரங்கள் தண்ணீரை சேமிக்க உதவுகிறது.

ஒளிச்சேர்க்கை செயல்முறை எவ்வாறு நிகழ்கிறது?

தாவரமானது குளோரோபில் என்ற பச்சைப் பொருளைப் பயன்படுத்தி ஒளியை உறிஞ்சுகிறது. தண்டுகள் அல்லது பழங்களில் காணப்படும் குளோரோபிளாஸ்ட்களில் குளோரோபில் காணப்படுகிறது. இலைகளில் குறிப்பாக பெரிய அளவு உள்ளது, ஏனெனில் அதன் மிகவும் தட்டையான அமைப்பு காரணமாக, இலை நிறைய ஒளியை ஈர்க்கும், எனவே ஒளிச்சேர்க்கை செயல்முறைக்கு அதிக ஆற்றலைப் பெறுகிறது.

உறிஞ்சப்பட்ட பிறகு, குளோரோபில் ஒரு உற்சாகமான நிலையில் உள்ளது மற்றும் தாவர உடலின் மற்ற மூலக்கூறுகளுக்கு ஆற்றலை மாற்றுகிறது, குறிப்பாக ஒளிச்சேர்க்கையில் நேரடியாக ஈடுபடுகிறது. ஒளிச்சேர்க்கை செயல்முறையின் இரண்டாம் நிலை ஒளியின் கட்டாய பங்கேற்பு இல்லாமல் நடைபெறுகிறது மற்றும் காற்று மற்றும் நீரிலிருந்து பெறப்பட்ட கார்பன் டை ஆக்சைடு பங்கேற்புடன் ஒரு இரசாயன பிணைப்பைப் பெறுகிறது. இந்த கட்டத்தில், ஸ்டார்ச் மற்றும் குளுக்கோஸ் போன்ற வாழ்க்கைக்கு மிகவும் பயனுள்ள பல்வேறு பொருட்கள் ஒருங்கிணைக்கப்படுகின்றன.

இந்த கரிம பொருட்கள் தாவரங்களால் அதன் பல்வேறு பகுதிகளை வளர்க்கவும், சாதாரண வாழ்க்கை செயல்பாடுகளை பராமரிக்கவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. கூடுதலாக, இந்த பொருட்கள் தாவரங்களை சாப்பிடுவதன் மூலம் விலங்குகளால் பெறப்படுகின்றன. விலங்குகள் மற்றும் தாவர உணவுகளை சாப்பிடுவதன் மூலமும் மக்கள் இந்த பொருட்களைப் பெறுகிறார்கள்.

ஒளிச்சேர்க்கைக்கான நிபந்தனைகள்

ஒளிச்சேர்க்கை செயற்கை ஒளி மற்றும் சூரிய ஒளியின் செல்வாக்கின் கீழ் ஏற்படலாம். ஒரு விதியாக, இயற்கையில், தாவரங்கள் வசந்த காலத்திலும் கோடைகாலத்திலும் தீவிரமாக "வேலை செய்கின்றன", தேவையான சூரிய ஒளி நிறைய இருக்கும் போது. இலையுதிர் காலத்தில் குறைந்த வெளிச்சம் உள்ளது, நாட்கள் குறைக்கப்படுகின்றன, இலைகள் முதலில் மஞ்சள் நிறமாக மாறி பின்னர் விழும். ஆனால் சூடான வசந்த சூரியன் தோன்றியவுடன், பச்சை பசுமையாக மீண்டும் தோன்றும் மற்றும் பச்சை "தொழிற்சாலைகள்" மீண்டும் தங்கள் வேலையைத் தொடங்கும், இது வாழ்க்கைக்குத் தேவையான ஆக்ஸிஜனையும், பல ஊட்டச்சத்துக்களையும் வழங்கும்.

ஒளிச்சேர்க்கையின் மாற்று வரையறை

ஒளிச்சேர்க்கை (பண்டைய கிரேக்க ஒளி-ஒளி மற்றும் தொகுப்பு - இணைப்பு, மடிப்பு, பிணைப்பு, தொகுப்பு) என்பது ஒளிச்சேர்க்கை நிறமிகளின் (தாவரங்களில் உள்ள குளோரோபில்) பங்கேற்புடன் ஒளிச்சேர்க்கை மூலம் ஒளியிலுள்ள கரிமப் பொருட்களின் வேதியியல் பிணைப்புகளின் ஆற்றலாக ஒளி ஆற்றலை மாற்றும் செயல்முறையாகும். , பாக்டீரியாவில் பாக்டீரியோகுளோரோபில் மற்றும் பாக்டீரியோஹோடோப்சின் ). நவீன தாவர உடலியலில், ஒளிச்சேர்க்கை என்பது ஒரு ஃபோட்டோஆட்டோட்ரோபிக் செயல்பாடாக அடிக்கடி புரிந்து கொள்ளப்படுகிறது - கார்பன் டை ஆக்சைடை கரிமப் பொருட்களாக மாற்றுவது உட்பட பல்வேறு எண்டெர்கோனிக் எதிர்வினைகளில் ஒளி குவாண்டாவின் ஆற்றலை உறிஞ்சுதல், மாற்றுதல் மற்றும் பயன்படுத்துதல் ஆகியவற்றின் செயல்முறைகளின் தொகுப்பு.

ஒளிச்சேர்க்கையின் கட்டங்கள்

ஒளிச்சேர்க்கை என்பது மிகவும் சிக்கலான செயல்முறையாகும் மற்றும் இரண்டு கட்டங்களை உள்ளடக்கியது: ஒளி, எப்போதும் வெளிச்சத்தில் பிரத்தியேகமாக நிகழ்கிறது, மற்றும் இருட்டாக உள்ளது. அனைத்து செயல்முறைகளும் குளோரோபிளாஸ்ட்களுக்குள் சிறப்பு சிறிய உறுப்புகளில் நிகழ்கின்றன - தைலகோடியா. ஒளி கட்டத்தில், ஒரு குவாண்டம் ஒளி குளோரோபில் மூலம் உறிஞ்சப்படுகிறது, இதன் விளைவாக ATP மற்றும் NADPH மூலக்கூறுகள் உருவாகின்றன. நீர் பின்னர் உடைந்து, ஹைட்ரஜன் அயனிகளை உருவாக்கி ஆக்ஸிஜன் மூலக்கூறை வெளியிடுகிறது. கேள்வி எழுகிறது, இந்த புரிந்துகொள்ள முடியாத மர்மமான பொருட்கள் என்ன: ATP மற்றும் NADH?

ஏடிபி என்பது அனைத்து உயிரினங்களிலும் காணப்படும் ஒரு சிறப்பு கரிம மூலக்கூறு மற்றும் இது பெரும்பாலும் "ஆற்றல்" நாணயம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்த மூலக்கூறுகள்தான் உயர் ஆற்றல் பிணைப்புகளைக் கொண்டிருக்கின்றன மற்றும் உடலில் உள்ள எந்த கரிம தொகுப்பு மற்றும் வேதியியல் செயல்முறைகளிலும் ஆற்றலின் மூலமாகும். சரி, NADPH உண்மையில் ஹைட்ரஜனின் மூலமாகும், இது உயர் மூலக்கூறு கரிமப் பொருட்களின் தொகுப்பில் நேரடியாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது - கார்போஹைட்ரேட்டுகள், இது கார்பன் டை ஆக்சைடைப் பயன்படுத்தி ஒளிச்சேர்க்கையின் இரண்டாவது, இருண்ட கட்டத்தில் நிகழ்கிறது.

ஒளிச்சேர்க்கையின் ஒளி கட்டம்

குளோரோபிளாஸ்ட்களில் நிறைய குளோரோபில் மூலக்கூறுகள் உள்ளன, மேலும் அவை அனைத்தும் சூரிய ஒளியை உறிஞ்சுகின்றன. அதே நேரத்தில், ஒளி மற்ற நிறமிகளால் உறிஞ்சப்படுகிறது, ஆனால் அவை ஒளிச்சேர்க்கையை மேற்கொள்ள முடியாது. செயல்முறை சில குளோரோபில் மூலக்கூறுகளில் மட்டுமே நிகழ்கிறது, அவற்றில் மிகக் குறைவு. குளோரோபில், கரோட்டினாய்டுகள் மற்றும் பிற பொருட்களின் பிற மூலக்கூறுகள் சிறப்பு ஆண்டெனா மற்றும் ஒளி அறுவடை வளாகங்களை (LHC) உருவாக்குகின்றன. அவை, ஆண்டெனாக்கள் போன்றவை, ஒளி குவாண்டாவை உறிஞ்சி, சிறப்பு எதிர்வினை மையங்கள் அல்லது பொறிகளுக்கு உற்சாகத்தை கடத்துகின்றன. இந்த மையங்கள் ஃபோட்டோ சிஸ்டம்களில் அமைந்துள்ளன, அவற்றில் தாவரங்கள் இரண்டைக் கொண்டவை: போட்டோசிஸ்டம் II மற்றும் ஃபோட்டோசிஸ்டம் I. அவை சிறப்பு குளோரோபில் மூலக்கூறுகளைக் கொண்டிருக்கின்றன: முறையே, போட்டோசிஸ்டம் II - பி680, மற்றும் போட்டோ சிஸ்டம் I - பி700. அவை சரியாக இந்த அலைநீளத்தின் (680 மற்றும் 700 nm) ஒளியை உறிஞ்சுகின்றன.

ஒளிச்சேர்க்கையின் ஒளி கட்டத்தில் அனைத்தும் எவ்வாறு தோற்றமளிக்கின்றன மற்றும் நிகழ்கின்றன என்பதை வரைபடம் மேலும் தெளிவுபடுத்துகிறது.

படத்தில், குளோரோபில்ஸ் P680 மற்றும் P700 கொண்ட இரண்டு ஒளி அமைப்புகளைக் காண்கிறோம். எலக்ட்ரான் போக்குவரத்து நிகழும் கேரியர்களையும் படம் காட்டுகிறது.

எனவே: இரண்டு ஒளிச்சேர்க்கைகளின் இரண்டு குளோரோபில் மூலக்கூறுகளும் ஒரு ஒளி குவாண்டத்தை உறிஞ்சி உற்சாகமடைகின்றன. எலக்ட்ரான் e- (படத்தில் சிவப்பு) அதிக ஆற்றல் நிலைக்கு நகரும்.

உற்சாகமான எலக்ட்ரான்கள் மிக அதிக ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன, அவை தைலகாய்டுகளின் சவ்வுகளில் அமைந்துள்ள டிரான்ஸ்போர்ட்டர்களின் சிறப்பு சங்கிலியில் நுழைகின்றன - குளோரோபிளாஸ்ட்களின் உள் கட்டமைப்புகள். குளோரோபில் பி 680 இலிருந்து ஒரு எலக்ட்ரான் பிளாஸ்டோகுவினோனுக்கும், புகைப்பட அமைப்பு I இலிருந்து குளோரோபில் பி 700 இலிருந்து ஃபெரெடாக்சினுக்கும் செல்கின்றன என்பதை படம் காட்டுகிறது. குளோரோபில் மூலக்கூறுகளில், எலக்ட்ரான்கள் அகற்றப்பட்ட பிறகு, நேர்மறை கட்டணத்துடன் நீல துளைகள் உருவாகின்றன. என்ன செய்ய?

எலக்ட்ரானின் பற்றாக்குறையை ஈடுசெய்ய, ஃபோட்டோசிஸ்டம் II இன் குளோரோபில் P680 மூலக்கூறு நீரிலிருந்து எலக்ட்ரான்களை ஏற்றுக்கொள்கிறது, மேலும் ஹைட்ரஜன் அயனிகள் உருவாகின்றன. கூடுதலாக, நீர் முறிவு காரணமாக ஆக்ஸிஜன் வளிமண்டலத்தில் வெளியிடப்படுகிறது. மற்றும் குளோரோபில் P700 மூலக்கூறு, படத்தில் இருந்து பார்க்க முடியும், ஒளி அமைப்பு II இலிருந்து கேரியர்களின் அமைப்பு மூலம் எலக்ட்ரான்களின் பற்றாக்குறையை ஈடுசெய்கிறது.

பொதுவாக, இது எவ்வளவு கடினமாக இருந்தாலும், ஒளிச்சேர்க்கையின் ஒளிக் கட்டம் எவ்வாறு செல்கிறது என்பதுதான் அதன் முக்கிய சாராம்சம் எலக்ட்ரான்களின் பரிமாற்றமாகும். எலக்ட்ரான் போக்குவரத்துக்கு இணையாக, ஹைட்ரஜன் அயனிகள் H+ சவ்வு வழியாக நகர்வதையும், அவை தைலகாய்டுக்குள் குவிவதையும் படத்தில் இருந்து பார்க்கலாம். அவற்றில் நிறைய இருப்பதால், அவை ஒரு சிறப்பு இணைக்கும் காரணியின் உதவியுடன் வெளிப்புறமாக நகர்கின்றன, இது படத்தில் ஆரஞ்சு நிறத்தில் உள்ளது, வலதுபுறத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது மற்றும் காளான் போல் தெரிகிறது.

இறுதியாக, எலக்ட்ரான் போக்குவரத்தின் இறுதிப் படியைக் காண்கிறோம், இதன் விளைவாக மேற்கூறிய NADH கலவை உருவாகிறது. மற்றும் H+ அயனிகளின் பரிமாற்றத்தின் காரணமாக, ஆற்றல் நாணயம் ஒருங்கிணைக்கப்படுகிறது - ATP (படத்தில் வலதுபுறத்தில் காணப்படுகிறது).

எனவே, ஒளிச்சேர்க்கையின் ஒளி கட்டம் முடிந்தது, ஆக்ஸிஜன் வளிமண்டலத்தில் வெளியிடப்படுகிறது, ATP மற்றும் NADH உருவாகின்றன. அடுத்தது என்ன? வாக்குறுதியளிக்கப்பட்ட கரிமப் பொருள் எங்கே? பின்னர் இருண்ட நிலை வருகிறது, இது முக்கியமாக இரசாயன செயல்முறைகளைக் கொண்டுள்ளது.

ஒளிச்சேர்க்கையின் இருண்ட கட்டம்

ஒளிச்சேர்க்கையின் இருண்ட கட்டத்திற்கு, கார்பன் டை ஆக்சைடு - CO2 - இன்றியமையாத அங்கமாகும். எனவே, ஆலை தொடர்ந்து வளிமண்டலத்தில் இருந்து உறிஞ்ச வேண்டும். இந்த நோக்கத்திற்காக, இலையின் மேற்பரப்பில் சிறப்பு கட்டமைப்புகள் உள்ளன - ஸ்டோமாட்டா. அவை திறக்கும் போது, ​​CO2 இலைக்குள் நுழைந்து, தண்ணீரில் கரைந்து, ஒளிச்சேர்க்கையின் ஒளி கட்டத்துடன் வினைபுரிகிறது.

பெரும்பாலான தாவரங்களில் ஒளி கட்டத்தில், CO2 ஐந்து-கார்பன் கரிம சேர்மத்துடன் பிணைக்கிறது (இது ஐந்து கார்பன் மூலக்கூறுகளின் சங்கிலி), இதன் விளைவாக மூன்று கார்பன் கலவையின் (3-பாஸ்போகிளிசெரிக் அமிலம்) இரண்டு மூலக்கூறுகள் உருவாகின்றன. ஏனெனில் முதன்மையான முடிவு துல்லியமாக இந்த மூன்று கார்பன் கலவைகள் இந்த வகையான ஒளிச்சேர்க்கை கொண்ட தாவரங்கள் C3 தாவரங்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன.

குளோரோபிளாஸ்ட்களில் மேலும் தொகுப்பு மிகவும் சிக்கலானதாக நிகழ்கிறது. இது இறுதியில் ஆறு கார்பன் கலவையை உருவாக்குகிறது, அதில் இருந்து குளுக்கோஸ், சுக்ரோஸ் அல்லது ஸ்டார்ச் பின்னர் ஒருங்கிணைக்கப்படும். இந்த கரிமப் பொருட்களின் வடிவத்தில், ஆலை ஆற்றலைக் குவிக்கிறது. இந்த வழக்கில், அவற்றில் ஒரு சிறிய பகுதி மட்டுமே இலையில் உள்ளது, இது அதன் தேவைகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மீதமுள்ள கார்போஹைட்ரேட்டுகள் ஆலை முழுவதும் பயணித்து, ஆற்றல் மிகவும் தேவைப்படும் இடத்திற்கு வந்து சேரும் - எடுத்துக்காட்டாக, வளர்ச்சி புள்ளிகளில்.

தாவரங்கள் சூரிய ஒளியை இரண்டு படிகளில் சேமிக்கப்பட்ட இரசாயன ஆற்றலாக மாற்றுகின்றன: முதலில், அவை சூரிய ஒளியிலிருந்து ஆற்றலைப் பிடித்து, பின்னர் கரிம மூலக்கூறுகளை உருவாக்க கார்பனை சரிசெய்ய பயன்படுத்துகின்றன.

பச்சை தாவரங்கள் - உயிரியலாளர்கள் அவற்றை அழைக்கிறார்கள் autotrophs- கிரகத்தின் வாழ்க்கையின் அடிப்படை. ஏறக்குறைய அனைத்து உணவுச் சங்கிலிகளும் தாவரங்களிலிருந்தே தொடங்குகின்றன. அவை சூரிய ஒளியின் வடிவில் தங்கள் மீது விழும் ஆற்றலை கார்போஹைட்ரேட்டுகளில் சேமிக்கப்படும் ஆற்றலாக மாற்றுகின்றன ( செ.மீ.உயிரியல் மூலக்கூறுகள்), இதில் மிக முக்கியமானது ஆறு கார்பன் சர்க்கரை குளுக்கோஸ் ஆகும். இந்த ஆற்றல் மாற்ற செயல்முறை ஒளிச்சேர்க்கை என்று அழைக்கப்படுகிறது. மற்ற உயிரினங்கள் தாவரங்களை சாப்பிடுவதன் மூலம் இந்த ஆற்றலை அணுகுகின்றன. இது கிரக சுற்றுச்சூழல் அமைப்பை ஆதரிக்கும் உணவுச் சங்கிலியை உருவாக்குகிறது.

கூடுதலாக, ஒளிச்சேர்க்கைக்கு நன்றி நாம் சுவாசிக்கும் காற்று ஆக்ஸிஜனுடன் நிறைவுற்றது. ஒளிச்சேர்க்கைக்கான ஒட்டுமொத்த சமன்பாடு இதுபோல் தெரிகிறது:

நீர் + கார்பன் டை ஆக்சைடு + ஒளி → கார்போஹைட்ரேட்டுகள் + ஆக்ஸிஜன்

தாவரங்கள் சுவாசத்தின் போது உற்பத்தி செய்யப்படும் கார்பன் டை ஆக்சைடை உறிஞ்சி, தாவரங்களின் கழிவுப்பொருளான ஆக்ஸிஜனை வெளியிடுகின்றன ( செ.மீ.கிளைகோலிசிஸ் மற்றும் சுவாசம்). கூடுதலாக, இயற்கையில் கார்பன் சுழற்சியில் ஒளிச்சேர்க்கை முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது.

ஒளிச்சேர்க்கையின் முக்கியத்துவம் இருந்தபோதிலும், விஞ்ஞானிகள் நீண்ட காலமாக அதைப் படிக்கத் தொடங்கவில்லை என்பது ஆச்சரியமாகத் தெரிகிறது. 17 ஆம் நூற்றாண்டில் மேற்கொள்ளப்பட்ட வான் ஹெல்மாண்டின் பரிசோதனைக்குப் பிறகு, ஒரு மந்தநிலை ஏற்பட்டது, 1905 ஆம் ஆண்டில் ஆங்கில தாவர உடலியல் நிபுணர் ஃபிரடெரிக் பிளாக்மேன் (1866-1947) ஆராய்ச்சி நடத்தி ஒளிச்சேர்க்கையின் அடிப்படை செயல்முறைகளை நிறுவினார். ஒளிச்சேர்க்கை குறைந்த வெளிச்சத்தில் தொடங்குகிறது, ஒளிச்சேர்க்கையின் வீதம் அதிகரிக்கும் ஒளிப் பாய்ச்சலுடன் அதிகரிக்கிறது, ஆனால், ஒரு குறிப்பிட்ட மட்டத்தில் இருந்து தொடங்கி, ஒளிச்சேர்க்கை செயல்பாட்டின் அதிகரிப்புக்கு வழிவகுக்காது. குறைந்த ஒளி நிலைகளில் வெப்பநிலை அதிகரிப்பது ஒளிச்சேர்க்கையின் விகிதத்தில் எந்த விளைவையும் ஏற்படுத்தாது, ஆனால் வெப்பநிலை மற்றும் ஒளி ஒரே நேரத்தில் அதிகரிக்கும் போது, ​​ஒளிச்சேர்க்கையின் வீதம் அதிகரித்த ஒளியைக் காட்டிலும் கணிசமாக அதிகரித்தது என்று பிளாக்மேன் காட்டினார்.

இந்த சோதனைகளில் இருந்து, பிளாக்மேன் இரண்டு செயல்முறைகள் நிகழ்கின்றன என்று முடிவு செய்தார்: ஒன்று ஒளியின் அளவைப் பொறுத்தது ஆனால் வெப்பநிலை அல்ல, மற்றொன்று ஒளி அளவைப் பொருட்படுத்தாமல் வெப்பநிலையால் வலுவாக பாதிக்கப்படுகிறது. இந்த நுண்ணறிவு ஒளிச்சேர்க்கை பற்றிய நவீன யோசனைகளின் அடிப்படையை உருவாக்கியது. இரண்டு செயல்முறைகளும் சில நேரங்களில் "ஒளி" மற்றும் "இருண்ட" எதிர்வினைகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன, இது முற்றிலும் சரியானது அல்ல, ஏனெனில் "இருண்ட" கட்டத்தின் எதிர்வினைகள் ஒளி இல்லாத நிலையில் ஏற்பட்டாலும், அவர்களுக்கு "ஒளி" தயாரிப்புகள் தேவைப்படுகின்றன. கட்டம்.

சூரியனால் உமிழப்படும் ஃபோட்டான்கள் இலையில் காணப்படும் சிறப்பு நிறமி மூலக்கூறுகளில் நுழையும் போது ஒளிச்சேர்க்கை தொடங்குகிறது - மூலக்கூறுகள் குளோரோபில். குளோரோபில் இலை செல்கள் மற்றும் செல்லுலார் உறுப்புகளின் சவ்வுகளில் காணப்படுகிறது குளோரோபிளாஸ்ட்கள்(அவர்கள்தான் இலைக்கு பச்சை நிறத்தைக் கொடுப்பவர்கள்). ஆற்றல் பிடிப்பு செயல்முறை இரண்டு நிலைகளைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் மூலக்கூறுகளின் தனித்தனி கிளஸ்டர்களில் மேற்கொள்ளப்படுகிறது - இந்த கொத்துகள் பொதுவாக அழைக்கப்படுகின்றன போட்டோ சிஸ்டம் ஐமற்றும் போட்டோசிஸ்டம் II. இந்த செயல்முறைகள் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட வரிசையை கிளஸ்டர் எண்கள் பிரதிபலிக்கின்றன, மேலும் இது வேடிக்கையான விஞ்ஞான வினோதங்களில் ஒன்றாகும், ஏனெனில் இலை முதலில் ஒளிக்கதிர் II இல் எதிர்வினைகளை எதிர்கொள்கிறது, பின்னர் மட்டுமே ஒளி அமைப்பு I இல் உள்ளது.

ஒரு ஃபோட்டான் ஃபோட்டோசிஸ்டம் II இன் 250-400 மூலக்கூறுகளுடன் மோதும்போது, ​​ஆற்றல் திடீரென அதிகரிக்கிறது மற்றும் குளோரோபில் மூலக்கூறுக்கு மாற்றப்படுகிறது. இந்த கட்டத்தில், இரண்டு வேதியியல் எதிர்வினைகள் நிகழ்கின்றன: குளோரோபில் மூலக்கூறு இரண்டு எலக்ட்ரான்களை இழக்கிறது (இவை எலக்ட்ரான் ஏற்பி எனப்படும் மற்றொரு மூலக்கூறால் ஏற்றுக்கொள்ளப்படுகிறது) மற்றும் நீர் மூலக்கூறு பிளவுபடுகிறது. நீர் மூலக்கூறின் ஒரு பகுதியாக இருந்த இரண்டு ஹைட்ரஜன் அணுக்களின் எலக்ட்ரான்கள் குளோரோபில் இழந்த இரண்டு எலக்ட்ரான்களை மாற்றுகின்றன.

இதற்குப் பிறகு, உயர் ஆற்றல் ("வேகமான") எலக்ட்ரான் ஒரு சங்கிலியில் கூடியிருக்கும் மூலக்கூறு கேரியர்களால் சூடான உருளைக்கிழங்கு போல ஒருவருக்கொருவர் மாற்றப்படுகிறது. இந்த வழக்கில், ஆற்றலின் ஒரு பகுதியானது கலத்தின் முக்கிய ஆற்றல் கேரியர்களில் ஒன்றான அடினோசின் ட்ரைபாஸ்பேட் (ATP) மூலக்கூறு உருவாவதற்கு செல்கிறது ( செ.மீ.உயிரியல் மூலக்கூறுகள்). இதற்கிடையில், சற்று வித்தியாசமான ஃபோட்டோசிஸ்டம் I குளோரோபில் மூலக்கூறு ஃபோட்டானின் ஆற்றலை உறிஞ்சி மற்றொரு ஏற்பி மூலக்கூறுக்கு எலக்ட்ரானை தானம் செய்கிறது. இந்த எலக்ட்ரானானது குளோரோபிளில் ஃபோட்டோசிஸ்டம் II இலிருந்து கேரியர்களின் சங்கிலியுடன் வந்த எலக்ட்ரானால் மாற்றப்படுகிறது. ஃபோட்டோசிஸ்டம் I இலிருந்து எலக்ட்ரானின் ஆற்றல் மற்றும் நீர் மூலக்கூறைப் பிளக்கும் போது முன்பு உருவாக்கப்பட்ட ஹைட்ரஜன் அயனிகள் மற்றொரு கேரியர் மூலக்கூறான NADP-H ஐ உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

ஒளி பிடிப்பு செயல்முறையின் விளைவாக, இரண்டு ஃபோட்டான்களின் ஆற்றல் எதிர்வினைகளை மேற்கொள்ள கலத்தால் பயன்படுத்தப்படும் மூலக்கூறுகளில் சேமிக்கப்படுகிறது, மேலும் கூடுதல் ஆக்ஸிஜன் மூலக்கூறு உருவாகிறது. (ஃபோட்டோசிஸ்டம் I ஐ மட்டும் உள்ளடக்கிய மற்றொரு, மிகவும் குறைவான செயல்திறன் கொண்ட செயல்பாட்டின் விளைவாக, ஏடிபி மூலக்கூறுகளும் உருவாகின்றன என்பதை நான் கவனிக்கிறேன்.) சூரிய ஆற்றல் உறிஞ்சப்பட்டு சேமிக்கப்பட்ட பிறகு, கார்போஹைட்ரேட்டுகள் உருவாகும் முறை. தாவரங்களில் கார்போஹைட்ரேட்டுகளின் தொகுப்புக்கான அடிப்படை பொறிமுறையை மெல்வின் கால்வின் கண்டுபிடித்தார், அவர் 1940 களில் தொடர்ச்சியான சோதனைகளை மேற்கொண்டார், அது இப்போது உன்னதமானதாகிவிட்டது. கால்வின் மற்றும் அவரது கூட்டுப்பணியாளர்கள் கதிரியக்க கார்பன்-14 கொண்ட கார்பன் டை ஆக்சைடு முன்னிலையில் பாசிகளை வளர்த்தனர். ஒளிச்சேர்க்கையை வெவ்வேறு நிலைகளில் குறுக்கிடுவதன் மூலம் இருண்ட கட்டத்தின் இரசாயன எதிர்வினைகளை அவர்களால் நிறுவ முடிந்தது.

சூரிய சக்தியை கார்போஹைட்ரேட்டுகளாக மாற்றும் சுழற்சி - கால்வின் சுழற்சி என்று அழைக்கப்படுவது - கிரெப்ஸ் சுழற்சியைப் போன்றது ( செ.மீ.கிளைகோலிசிஸ் மற்றும் சுவாசம்: இது ஒரு "உதவி" மூலக்கூறுடன் உள்வரும் மூலக்கூறின் கலவையுடன் தொடங்கும் இரசாயன எதிர்வினைகளின் தொடர்களைக் கொண்டுள்ளது, அதைத் தொடர்ந்து பிற இரசாயன எதிர்வினைகள் தொடங்குகின்றன. இந்த எதிர்வினைகள் இறுதி தயாரிப்பு உருவாவதற்கு வழிவகுக்கும் மற்றும் அதே நேரத்தில் "உதவி" மூலக்கூறை மீண்டும் உருவாக்குகின்றன, மேலும் சுழற்சி மீண்டும் தொடங்குகிறது. கால்வின் சுழற்சியில், அத்தகைய "உதவி" மூலக்கூறின் பங்கு ஐந்து-கார்பன் சர்க்கரை ரிபுலோஸ் டைபாஸ்பேட் (RDP) ஆல் விளையாடப்படுகிறது. கால்வின் சுழற்சி கார்பன் டை ஆக்சைடு மூலக்கூறுகள் RDP உடன் இணைந்து தொடங்குகிறது. ஏடிபி மற்றும் என்ஏடிபி-எச் வடிவில் சேமிக்கப்படும் சூரிய ஒளியின் ஆற்றல் காரணமாக, கார்பன் நிலைப்படுத்தலின் இரசாயன எதிர்வினைகள் முதலில் கார்போஹைட்ரேட்டுகளை உருவாக்குகின்றன, பின்னர் ரிபுலோஸ் டைபாஸ்பேட்டின் மறுசீரமைப்பு எதிர்வினைகள் ஏற்படுகின்றன. சுழற்சியின் ஆறு திருப்பங்களில், ஆறு கார்பன் அணுக்கள் குளுக்கோஸ் மற்றும் பிற கார்போஹைட்ரேட்டுகளின் முன்னோடிகளின் மூலக்கூறுகளில் இணைக்கப்படுகின்றன. ஆற்றல் வழங்கப்படும் வரை இந்த இரசாயன எதிர்வினைகளின் சுழற்சி தொடரும். இந்த சுழற்சிக்கு நன்றி, சூரிய ஒளியின் ஆற்றல் உயிரினங்களுக்கு கிடைக்கிறது.

பெரும்பாலான தாவரங்களில், மேலே விவரிக்கப்பட்ட கால்வின் சுழற்சி ஏற்படுகிறது, இதில் கார்பன் டை ஆக்சைடு, நேரடியாக எதிர்வினைகளில் பங்கேற்கிறது, ரிபுலோஸ் டைபாஸ்பேட்டுடன் பிணைக்கிறது. இந்த தாவரங்கள் C 3 தாவரங்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன, ஏனெனில் கார்பன் டை ஆக்சைடு-ரிபுலோஸ் டைபாஸ்பேட் வளாகம் இரண்டு சிறிய மூலக்கூறுகளாக உடைக்கப்படுகிறது, ஒவ்வொன்றும் மூன்று கார்பன் அணுக்களைக் கொண்டுள்ளது. சில தாவரங்கள் (சோளம் மற்றும் கரும்பு, மற்றும் பல வெப்பமண்டல புற்கள், ஊர்ந்து செல்லும் களை உட்பட) வித்தியாசமாக செயல்படுகின்றன. உண்மை என்னவென்றால், கார்பன் டை ஆக்சைடு பொதுவாக இலையின் மேற்பரப்பில் உள்ள துளைகள் வழியாக ஊடுருவுகிறது ஸ்டோமாட்டா. அதிக வெப்பநிலையில், ஸ்டோமாட்டா மூடுகிறது, அதிகப்படியான ஈரப்பதம் இழப்பிலிருந்து தாவரத்தை பாதுகாக்கிறது. சி 3 ஆலைகளில், ஸ்டோமாட்டா மூடப்படும்போது, ​​கார்பன் டை ஆக்சைடு வழங்குவதும் நிறுத்தப்படும், இது ஒளிச்சேர்க்கையில் மந்தநிலை மற்றும் ஒளிச்சேர்க்கை எதிர்வினைகளில் மாற்றத்திற்கு வழிவகுக்கிறது. சோளத்தைப் பொறுத்தவரை, கார்பன் டை ஆக்சைடு இலையின் மேற்பரப்பில் மூன்று கார்பன் மூலக்கூறுடன் இணைகிறது, பின்னர் இலையின் உட்புறத்திற்கு நகர்கிறது, அங்கு கார்பன் டை ஆக்சைடு வெளியிடப்படுகிறது மற்றும் கால்வின் சுழற்சி தொடங்குகிறது. இந்த சிக்கலான செயல்முறைக்கு நன்றி, சோளத்தில் ஒளிச்சேர்க்கை மிகவும் வெப்பமான, வறண்ட காலநிலையில் கூட ஏற்படுகிறது. சுழற்சியின் தொடக்கத்தில் கார்பன் டை ஆக்சைடு நான்கு கார்பன் மூலக்கூறாக கொண்டு செல்லப்படுவதால், இந்த செயல்முறை ஏற்படும் தாவரங்களை C 4 தாவரங்கள் என்று அழைக்கிறோம். C 3 - தாவரங்கள் முக்கியமாக மிதமான தாவரங்கள், C 4 - தாவரங்கள் முக்கியமாக வெப்ப மண்டலங்களில் காணப்படுகின்றன.

வான் நீல் கருதுகோள்

ஒளிச்சேர்க்கை செயல்முறை பின்வரும் இரசாயன எதிர்வினை மூலம் விவரிக்கப்படுகிறது:

CO 2 + H 2 O + ஒளி → கார்போஹைட்ரேட் + O 2

20 ஆம் நூற்றாண்டின் தொடக்கத்தில், ஒளிச்சேர்க்கையின் போது வெளியிடப்பட்ட ஆக்ஸிஜன் கார்பன் டை ஆக்சைடு முறிவின் விளைவாக உருவானது என்று நம்பப்பட்டது. இந்தக் கண்ணோட்டத்தை 1930களில் கலிபோர்னியாவில் உள்ள ஸ்டான்போர்ட் பல்கலைக்கழகத்தில் பட்டதாரி மாணவராக இருந்த கார்னெலிஸ் பெர்னார்டஸ் வான் நீல் (1897-1986) மறுத்தார். ஒளிச்சேர்க்கைக்கு ஹைட்ரஜன் சல்பைடு (H 2 S) தேவைப்படுகிறது மற்றும் ஒரு துணை தயாரிப்பாக அணு கந்தகத்தை வெளியிடுகிறது. அத்தகைய பாக்டீரியாக்களுக்கு, ஒளிச்சேர்க்கை சமன்பாடு இதுபோல் தெரிகிறது:

CO 2 + H 2 S + ஒளி → கார்போஹைட்ரேட் + 2S.

இந்த இரண்டு செயல்முறைகளின் ஒற்றுமையின் அடிப்படையில், வான் நீல் சாதாரண ஒளிச்சேர்க்கையில் ஆக்ஸிஜனின் ஆதாரம் கார்பன் டை ஆக்சைடு அல்ல, ஆனால் நீர், ஏனெனில் ஆக்ஸிஜனுக்கு பதிலாக கந்தகத்தை வளர்சிதை மாற்றும் கந்தக பாக்டீரியாவில், ஒளிச்சேர்க்கை இந்த கந்தகத்தை திரும்பப் பெறுகிறது. ஒளிச்சேர்க்கை எதிர்வினைகளின் தயாரிப்பு. ஒளிச்சேர்க்கையின் நவீன விரிவான விளக்கம் இந்த அனுமானத்தை உறுதிப்படுத்துகிறது: ஒளிச்சேர்க்கை செயல்முறையின் முதல் கட்டம் (ஒளி அமைப்பு II இல் மேற்கொள்ளப்படுகிறது) நீர் மூலக்கூறின் பிளவு ஆகும்.