3-mavzu: pigmentlarning funksional va ekologik ahamiyati (2 soat) reja: xloroplastlar pigmentlar karotinoidlar

yorug’lik
6C02+ 12H20 —> С6Н120б+602+6Н20
xlorofill
Ushbutenglik, asosan, fotosintezningikkitaalohida-alohidaqismlaridaniboratdir.
Yorug’lik
12H20 —> 12(H2) + 602 (1)
xloroplastlar
Bu energiyaning o‘zgarishi yorug’lik reaksiyasidir.
Yorug’lik
6C02 + 12(H2) —> C6H120 6 + 6H20 (2)
xloroplastlarBu moddalaming o‘zgarishi qorong‘ulik reaksiyasidir.
Biofizik nuqtayi nazaridan fotosintez, energiyalami konversiyasidan iborat, bunda pigment yutgan energiyasini elektronga va asta-sekin kimyoviy bog‘larni hosil qilishga sarflaydi.Fotosintezning yorug’lik reaksiyalari barg xloroplastlarining tilakoidlari membranalarida ro‘y bersa, qorong‘ulik reaksiyalari xloroplastlaming stroma qismida ro‘y beradi.
Malumki, fotosintez yashil o‘simliklaming bargida sodir bo‘ladi. Bargning hujayraviy tuzilishi fotosintezga, nafas olishga va transpiratsiyaga moslashgan. Uning ustki va ostki tomoni po‘st bilan qoplangan. Qoplovchi to‘qima epidermis bir qator zich hujayralardan tuzilgan va ular yorug‘likni yaxshi o‘tkazadi. Po‘stni o‘rtalarida barg og‘izchalari joylashgan va ular ko‘proq barg plastinkasining ostida boMadi. OgMzchalar orqali gazlar almashinuvi sodir boMadi. Ustki po‘st ostida tayoqchasimon, zich joylashgan hosil qiluvchi hujayralar (mezofil) joylashadi. Ularda xloroplastlar ko‘p. Bulami tagida esa dumaloq formadagi hujayralar tarqoq holda joylashib bo‘shliqlar hosil qiladi, bu bo‘shliq gazlar va suv almashinuvida ishtirok etadi. Xloroplastlar. Xloroplastlar barglarda va yashil novdalarda uchraydi, ularda fotosintetik sistema joylashgan boMadi. Har bir hujayrada 20-50 va undan ko‘p xloroplastlar uchraydi. Xloroplastlar tarkibining 75% suvdir. Quruq ogMrligiga nisbatan 40-45%-oqsillar, 20—30%—lipidlar, nuklein kislotalar va mineral elementlar uchraydi. Ular oqsil sintez qiluvchi tuzilma ribosomalar mavjudligi bilan ajralib turadi. Fotosintezda ishtirok etuvchi hujayralar pigmentlar va fermentlar sistemasiga ega. Boshqa plastidalar kabi xloroplastlar ham tashqi va ichki membranalar bilan o‘ralgandir. Xloroplastning ichki gomogen muhiti stroma deyiladi. Xloroplastlaming ichki membranasi tilakoidlami hosil qiladi. Agar tilakoidlar bir necha qavat bo’lib joylashgan boMsa ular gran tilakoidlari deyiladi. Ular lamellar va plastinkasimon tuzilishga ega. Lamellalarning yuzasida mayda globutelar boMadi va ulami kvantosomlar deyiladi. Xloroplastlar uch xil yoM bilan hosil boMadi, ya’ni oddiy ikkiga bo’linish, kurtaklanish va hujayra yadrosi orqali ko‘payish. Hujayra yadrosi orqali ko‘payishda yadroning sirtida bo‘rtmacha hosil boMadi. So‘ngra u kattalashadi va membranadan ajraladi hamda sitoplazmada shakllanadi. Bunda yorugMik muhim ahamiyatga ega, chunki qorong‘ulikda xloroplastni stromasi va hajmi shakllansa, yorug’likda barcha ichki tuzilmalari va pigmentlari hosil bo’ladi.
Shuni ayib o‘tish lozimki, barcha o‘simliklaming xloroplastlari bir xildagi vazifani bajarsada, lekin ulaming tuzilishi bir xilda emas.Pigmentlar. Xloroplastlar tarkibida, asosan, uch xil pigmentlar 'uchraydi: 1) xlorofillar; 2) karotinoidlar; 3) fikobilinlar.Xlorofillar 1817-yili fransuz kimyogarlari Pelte va Kavantu tomonidan yashil bargdan erkin pigment holida ajratib olingan . Nemis olimi Vilshtetter xlorofillaming xlorofill «а» - C55H7205H4Mg; xlorofill «Ь» - C55H70O6H4Mg kimyoviy tarkibini o‘rgangan:Xlorofill «а» to‘q yashil rangda bo‘lsa xlorofill «b» sariq yashil angga ega. Yashil barglarda xlorofill «а» miqdori xlorofill «Ь» miqdoridan 20—40% ko‘p. Xlorofillar hujayrada oqsillar bilan bog‘langan holda boiadi, shuning uchun bargning suvli ekstratli kalloid eritma hosil qiladi. Atseton va spirt xlorofillni bargdan osonlik bilan ajratadi. Xlorofillni oqsilli kompleksi mustahkam boiib, turli noqulay sharoitlarda ham buzilmasdan o‘z vazifasini bajaradi Xlorofill «а» fotosintezlovshi organizmlar uchun umumiy yagona pigmentdir. Yutilgan energiya bu pigment orqali bevosita fotosintetik reaksiyalarda ishlatiladi. Xlorofill «а» qizil spektrdan 660-663 nm, ko‘kdan 428—430 nm, xlorofill «Ь» esa qizil spektrdan 642-644 nm va ko‘k spektrdan 452—455 nm toiqin uzunligidagi nurlami yutadi. Ular yashil va infraqizil nurlami yutmaydi. Spektroskopda xlorofill yutgan nurlarining o‘mi qoramtir boiib ko‘rinadi. Xlorofillni optik xususiyatlaridan biri-fiourestsentsiyadir, ya’ni u yutgan nurini qaytarish xususiyatiga ham ega. Aks etgan yorugiikda xlorofill qizil rangda ko‘rinadi.Xlorofill yorugiikda o‘sgan o‘simliklarda hosil boiadi, qorong‘ulikda o‘sgan o‘simliklarda boimaydi. Shuning uchun qorong‘ulikda o‘sgan maysalaming rangi sariq yoki rangsiz boiadi va ulami etiollangan o‘simliklar deyiladi. Etiollangan o‘simliklar yorugiikga chiqarilganda yashil rangga kiradi. Ayrim hollarda yorugiikda o‘simliklarning bargi ham sarg‘ayishi mumkin. Buni xloroz deyiladi. Bu hodisa tuproqda magniy yoki temir moddasining yetishmasligi natijasida hosil boiadi. Bunda xlorofill sintezi keskin pasayadi. Buni ko‘p ohakli tuproqlarda kuzatamiz.

Xlorofill sintezining asosiy bosqichlari.
O’simlikka temir tuzining eritmasi purkalsa, u yashil rangga o‘ta boshlaydi. 0 ‘simlik quruq ogirligining 0,6—1,2% xlorofillar miqdoriga to‘g‘ri keladi. Karotinlar organik erituvchilarda, ya’ni xloroform, benzol aseton va efirlarda yaxshi eriydi. Ammo metil va etil spirtlarida deyarli erimaydi. Shuningdek, ular kuchli yorug‘lik, yuqori harorat va kislotalar ta’sirida engil parchalanadi.
Karotinoidlar quyidagi vazifalami bajaradi:
1. Fotosintez jarayoni uchun kerakli yorugMik nurini yutadi.
2. Xlorofillarni kuchli yorugMikdan himoya qiladi.
3. Fotosintezda 0 2 ajralib chiqishida qatnashadi.
Karotinoidlar quyosh nurlaridan ko‘k binafsha va ko‘k (480-530nm) nurlami yutib ular energiyasini xlorofillga («а») uzatadi.Karotinoidlar. 0 ‘simliklar yashil barglarida xlorofill bilan birgalikda sariq va qizil rangdagi pigmentlar ham mavjud boMib, ular karotinoidlar deb ataladi. Karotinoidlar sabzi ildizmevalari hujayralarida ko‘p boMadi. Karotinoidlar miqdori xlorofillga nisbatan uch marotaba kam boMadi, shunga ko‘ra sezilmaydi.Karatinoidlar ikki guruhga boMinadi ya’ni karotinlar va ksantofillar.Karotinlar (C 4oH56) bir necha xil boMadi: a, (3, y-karotin va ulardan a va (3-karotin xloroplastlarda ko‘p uchraydi. Kimyoviy tuzilishi bo‘yicha karotin 8 molekula izopren qoldigMdan iboratdir.
Ksantofillar ko‘p atomli spirtlar boMib vakillari lyutein (C 4oH560 2), violoksantin (C4oH5604) pigmentlaridir.Karotinning (B) struktura formulasi: