Թարգմանչաց շարժման տեսադարանը

Ֆոտոսինթեզ. Կենսաքիմիան այն բանում, թե ինչպես են բույսերը պատրաստում իրենց սնունդը.mp4

WEBVTT

00:00.000 --> 00:07.000
Արմատները կարող են կլանել միայն ջուրը և որոշ փոքր հանքանյութեր, բայց արմատները չեն կարող ընդունել այն մեկ տարրը, որն անհրաժեշտ է ողջ կյանքին ածխածնի գոյատևման համար:

00:07.000 --> 00:14.000
Ածխածինը աղյուս է յուրաքանչյուր կարևոր բջջային կառուցվածքում և պատասխանատու է աշխարհի օրգանական նյութերի մեծ մասի համար:

00:14.000 --> 00:18.000
Առանց ածխածնի, բույսերը և իսկապես կյանքը չեն կարող իրականում գոյություն ունենալ:

00:18.000 --> 00:24.000
Բույսերի համար ածխածինը ստանալու ամենահեշտ ձևը հողից չէ, այլ օդում առկա ածխաթթու գազից:

00:24.000 --> 00:30.000
Բույսերը մշակված գործընթաց ունեն այդ ածխաթթու գազը վերածելու օգտակար սննդի աղբյուրի, որը մենք բոլորս գիտենք շաքարավազ:

00:30.000 --> 00:34.000
Այս կրիտիկական գործընթացը կոչվում է ֆոտոսինթեզ:

00:36.000 --> 00:39.000
Դուք կարող եք ֆոտոսինթեզի մասին պատկերացնել որպես գործարանային արտադրության գիծ:

00:39.000 --> 00:46.000
Այս գործարանը գտնվում է քլորոպլաստ կոչվող առանձին օրգանելներում, որոնք հիմնականում առկա են բույսի տերեւներում։

00:46.000 --> 00:52.000
Եթե ​​տերևին նայենք մանրադիտակով, ապա բույսերի բջիջում կտեսնեք շատ փոքրիկ կանաչ բշտիկներ:

00:52.000 --> 00:54.000
Սրանք քլորոպլաստներն են։

00:54.000 --> 00:58.000
Ինչպես ցանկացած այլ գործարան, քլորոպլաստները լավ կազմակերպված են։

00:58.000 --> 01:01.000
Ֆոտոսինթեզի համար քլորոպլաստում երկու կարևոր տեղ կա.

01:01.000 --> 01:07.000
Մի տարածքը էներգիա է առաջացնում թիլաոիդում, իսկ մյուսը հանդես է գալիս որպես ստրոմայի հավաքման գիծ:

01:10.000 --> 01:14.000
Առաջին քայլը լույսի տված էներգիան հավաքելն է, առաջին հերթին արևի լույսը:

01:14.000 --> 01:17.000
Դրան հասնելու համար բույսերն ունեն ներկառուցված արևային մարտկոցներ:

01:17.000 --> 01:21.000
Գրեթե երեք միլիարդ տարի է, ինչ կյանքը օգտագործում է արևը իր մեքենաների վառելիքի համար:

01:21.000 --> 01:26.000
Այնուամենայնիվ, բույսերը չեն կարող ուղղակիորեն օգտագործել արևի էներգիան իրենց մեքենաները սնուցելու համար:

01:26.000 --> 01:32.000
Նրանք այս էներգիան փոխակերպում են մի բանի, որը նրանք կարող են օգտագործել՝ ATP՝ բջջի էներգիայի արժույթը:

01:33.000 --> 01:37.000
Քլորոպլաստում գտնվող տարածքը, որն արտադրում է մեքենաների էներգիան, թիլաոիդն է:

01:37.000 --> 01:42.000
Թիլակոիդներն այն կանաչ սկավառակներն են, որոնք դրված են մեկը մյուսի վրա աշտարակի տեսքով:

01:42.000 --> 01:46.000
Այս թիլաոիդները նման են գործարանի անհատական ​​արևային վահանակներին:

01:46.000 --> 01:51.000
Թիլաոիդների թաղանթներում կան բազմաթիվ գունանյութեր, որոնք կլանում են լույսի էներգիան տարբեր ալիքի երկարություններում։

01:52.000 --> 01:58.000
Դրանցից ամենակարևորը քլորոֆիլ A-ն է, որը կլանում է լույսը տեսանելի սպեկտրի կարմիր և կապույտ հատվածում:

01:58.000 --> 02:06.000
Երբ այս պիգմենտները կլանում են լույսի էներգիան, նրանք այդ էներգիան փոխանցում են որոշակի մեծ սպիտակուցային կառուցվածքների, որոնք կոչվում են ֆոտոհամակարգեր թիլաոիդում:

02:06.000 --> 02:12.000
Այս ֆոտոհամակարգերը սկսում են օգտագործել լույսի էներգիան՝ այն բույսերի համար էներգիայի ավելի օգտագործելի ձևի վերածելու համար:

02:13.000 --> 02:23.000
Այս լուսային էներգիան օգտագործելի էներգիայի վերածելու համար ֆոտոհամակարգերն ունեն հատուկ քլորոֆիլ A մոլեկուլ, որը կոչվում է ռեակցիայի կենտրոն, որը կլանում է շատ որոշակի ալիքի երկարության լույսը:

02:23.000 --> 02:28.000
Այս հատուկ քլորոֆիլ Ա պիգմենտը նշվում է ալիքի երկարությամբ, որով այն կլանում է լույսի ճառագայթները:

02:28.000 --> 02:33.000
Գիտնականները տարբեր նոմենկլատուրա են օգտագործում՝ քլորոֆիլ A-ն այլ պիգմենտներից տարբերելու համար։

02:33.000 --> 02:38.000
Ռեակցիայի կենտրոնի քլորոֆիլ A-ին լրացվում է P-ն և լույսի ալիքի երկարության թիվը, որը այն կլանում է:

02:39.000 --> 02:53.000
Բույսերն ունեն երկու ֆոտոհամակարգ՝ PS1, որն ունի քլորոֆիլ A P700, և կլանում է լույսը 700 նմ, և ֆոտոհամակարգ 2, որն ունի քլորոֆիլ A P680 և կլանում է լույսը 680 նմ:

02:54.000 --> 02:59.000
Այս երկու ֆոտոհամակարգերը մի քանի այլ սպիտակուցների հետ միասին աշխատում են արևի էներգիան օգտագործելու համար:

03:00.000 --> 03:08.000
Երբ լույսը հարվածում է ֆոտոհամակարգ 2-ին, ջուրը բաժանվում է թթվածնի և երկու պրոտոնի և ֆոտոհամակարգին տալիս է էներգիայով հագեցած էլեկտրոն:

03:08.000 --> 03:14.000
Ֆոտոհամակարգ 2-ը էլեկտրոնից վերցնում է էներգիա և փոխանցում այն ​​մեկ այլ սպիտակուցային համալիր, որը կոչվում է ցիտոքրոմ BF համալիր:

03:15.000 --> 03:20.000
Cytochrome BF-ն էլեկտրոնը տեղափոխում է մյուս ֆոտոհամակարգ՝ ֆոտոհամակարգ 1:

03:20.000 --> 03:29.000
Լույսի էներգիան, որը կլանված է քլորոֆիլ AP700-ով ֆոտոհամակարգ 1-ում, նորից էներգիա է հաղորդում էլեկտրոնին, ինչը թույլ է տալիս PS1-ին օգտագործել այդ էներգիան:

03:29.000 --> 03:33.000
Այս գործընթացում կարևոր է, որ ֆոտոհամակարգերը համալրեն իրենց էլեկտրոնները:

03:33.000 --> 03:35.000
Սա ձեռք է բերվում ջրի միջոցով:

03:35.000 --> 03:40.000
Առանց ռեակցիայի կենտրոնի էլեկտրոնը համալրելու, ողջ գործընթացը կանգ կառնի:

03:40.000 --> 03:51.000
2-րդ ֆոտոհամակարգը և BF ցիտոքրոմը էներգիայի հետ կատարում են պրոտոններ թիլաոիդից դրսից դեպի թիլաոիդ լույս՝ երկու թիլաոիդ թաղանթների միջև ընկած տարածությունը:

03:51.000 --> 03:59.000
Սա ստեղծում է տարբերություն մեմբրանների միջև պրոտոնների քիմիական կոնցենտրացիայի մեջ, և քանի որ պրոտոնը լիցքավորված է, առաջանում է նաև էլեկտրական տարբերություն։

04:00.000 --> 04:04.000
Գործարանը օգտագործում է այս էլեկտրաքիմիական գրադիենտը ATP մոլեկուլներ ստեղծելու համար:

04:04.000 --> 04:13.000
Թիլաոիդների թաղանթում առկա է հատուկ սպիտակուցային բարդույթ, որը կոչվում է ATP սինթազ, որը դուռ է բացում պրոտոնների համար, որպեսզի դուրս գան թիլաոիդ լույսից:

04:13.000 --> 04:18.000
Երբ պրոտոնները հեռանում են ATP սինթազով, նրանք ապահովում են ATP արտադրությունը:

04:18.000 --> 04:22.000
Այս կերպ լույսը սնուցում է սննդամթերք արտադրող գործարանի գործարանը:

04:22.000 --> 04:28.000
Քանի որ այս բոլոր գործընթացները պահանջում են լույս, դրանք կոչվում են լույսից կախված ռեակցիաներ կամ պարզապես լույսի ռեակցիաներ։

04:29.000 --> 04:33.000
Այժմ, երբ էներգիան հասանելի է, մեքենաները կարող են սկսել սննդամթերքի կառուցումը:

04:33.000 --> 04:40.000
Այս մեքենաները կոչվում են ֆերմենտներ և կարևոր տարրեր են կյանքի բոլոր ձևերում, քանի որ դրանք օգնում են տարբեր քիմիական ռեակցիաներ իրականացնել բջջում:

04:40.000 --> 04:44.000
Բույսերը օգտագործում են մի շարք տարբեր ֆերմենտներ՝ օգնելու իրենց սննդի արտադրությանը:

04:44.000 --> 04:49.000
Սա մեզ բերում է քլորոպլաստների ստրոմային, որտեղ հայտնաբերված են սննդամթերք պատրաստող ֆերմենտները:

04:50.000 --> 04:54.000
Ածխածնի երկօքսիդը մտնում է բույսերի բջիջներ՝ տերևների բացվածքների միջոցով, որոնք կոչվում են ստոմատներ:

04:54.000 --> 05:00.000
Երբ գտնվում է քլորոպլաստի ստրոմայում, ածխաթթու գազը մտնում է հավաքման գիծ՝ վերածվելու սննդի:

05:01.000 --> 05:08.000
Սա սկսվում է ֆերմենտից, որը կոչվում է ribulose 15 bisphosphate carboxylase, կամ հակիրճ ռուբիսկո:

05:08.000 --> 05:22.000
Այս ֆերմենտը վերցնում է սկզբնական նյութը, որը կոչվում է ռիբուլոզա 15 բիսֆֆոսֆատ, 5-ածխածնային շաքար, և միացնում է ածխաթթու գազը դրան, այնուհետև ստացված 6-ածխածնային մոլեկուլը կտրատում է երկու 3-ածխածնային մոլեկուլների, որոնք կոչվում են 3-ֆոսֆոգգլիցերատ:

05:23.000 --> 05:29.000
Այս մոլեկուլը հետագայում վերածվում է գլիցերալդեհիդ 3-ֆոսֆատի երկու փուլով, որոնք ներառում են երկու տարբեր ֆերմենտներ:

05:30.000 --> 05:35.000
Այդ երկու քայլերը պահանջում են երկու ATP մոլեկուլ և երկու NADPH մոլեկուլ:

05:35.000 --> 05:42.000
Երկու գլիցերալդեհիդ-3 ֆոսֆատներն այժմ կարող են միանալ իրար՝ ստեղծելով շաքարներ, ինչպիսիք են գլյուկոզա, ֆրուկտոզա և այլն:

05:42.000 --> 05:53.000
Այս շաքարները կարող են օգտագործվել այլ մոլեկուլներ ստեղծելու համար, ինչպիսիք են օսլան, որը բուսական սնունդ է, ցելյուլոզա, որը կազմում է բույսերի բջջային պատը, շաքարներ՝ ԴՆԹ և ՌՆԹ, ինչպես նաև ճարպեր և սպիտակուցներ ստեղծելու համար:

05:53.000 --> 05:57.000
Մենք օգտագործում ենք այս նույն շաքարները մեր մարմնի քիմիական ռեակցիաները խթանելու համար:

05:57.000 --> 06:03.000
Նույնիսկ բույսերում առկա սպիտակուցներն ու ճարպերը կարող են ստացվել քիմիական ռեակցիաների միջոցով՝ օգտագործելով այս հիմնական շաքարները:

06:03.000 --> 06:10.000
Այլ ֆոտոսինթետիկ օրգանիզմներ, ինչպիսիք են բակտերիաները, ջրիմուռները և պրոտիստները, գոյատևելու համար նմանատիպ ռեակցիաներ են կատարում։

06:10.000 --> 06:16.000
Առանց բնական ճարտարագիտության այս հնարամիտ կտորի, կյանքը կարող էր չընդլայնվել իր չափերով և բարդությամբ, ինչպես դա արվեց:

06:16.000 --> 06:19.000
Այս ցիկլը նաև հավասարակշռում է CO2-ի քանակը մթնոլորտում:

06:20.000 --> 06:28.000
Երբ կյանքը զարգացրեց ֆոտոսինթեզելու ունակությունը, այս օրգանիզմները հեռացրին CO2-ը և մեծ քանակությամբ O2 մղեցին մթնոլորտ։

06:28.000 --> 06:31.000
Սա հնարավոր դարձրեց, որ կյանքը զարգանա այնպես, ինչպես մենք գիտենք:

06:31.000 --> 06:37.000
Քանի որ անտառները շարունակում են այրվել, ամբողջ ածխաթթու գազը, որը նրանք կուտակում են իրենց բուսական նյութերում, հետ է թողնվում օդ:

06:37.000 --> 06:44.000
Կանաչ ծածկույթի նվազումով, հնարավոր է, որ բավարար բույսեր չլինեն՝ հեռացնելու ամբողջ CO2-ը, որը մենք անզգուշորեն մղում ենք մթնոլորտ:

06:44.000 --> 06:49.000
Այն փաստը, որ կյանքը զարգացել է նման բարդ, բայց էլեգանտ գործընթացներ, իսկապես հիասքանչ է:

06:49.000 --> 06:58.000
Կյանքի կենսաքիմիան սովորելն իր հիմքում ընկած է բնության կողմից մշակված նրբագեղ լուծումների դիտարկմամբ, լուծումներ, որոնց մարդկային ճարտարագիտության ոչ մի սխրանք դեռ պետք է մրցակցի: