Фотосинтез ба эсийн амьсгалын гол ялгаа нь фотосинтез нь нүүрстөрөгчийн давхар исэл, усыг ашиглан глюкоз, хүчилтөрөгч үүсгэдэг бол эсийн амьсгал нь глюкоз, хүчилтөрөгчийг ашиглан эрчим хүч, нүүрстөрөгчийн давхар исэл, ус үйлдвэрлэдэг.
Фотосинтез ба эсийн амьсгал нь энерги үүсгэхийн тулд организмд явагддаг эсийн хоёр үйл явц юм. Фотосинтез нь хүчилтөрөгчийг нэмэлт бүтээгдэхүүн болгон ялгаруулж нарны гэрлийн энергийг сахарын химийн энерги болгон хувиргадаг. Нөгөөтэйгүүр, эсийн амьсгал нь хүнсний молекулуудын химийн холбооноос эс энерги олж авдаг биохимийн процесс юм. Фотосинтез ба эсийн амьсгал нь амьдралын гол үйл явц юм. Энэ нийтлэл нь фотосинтез ба эсийн амьсгалын ялгааг онцолсон болно.
Фотосинтез гэж юу вэ?
Фотосинтез нь фотоавтотрофуудын гүйцэтгэдэг процесс юм. Фотоавтотрофууд энэ үйл явцаар хоол хүнсээ үйлдвэрлэдэг. Ургамал, замаг, цианобактери нь фотоавтотрофуудын үндсэн бүлгүүд юм. Фотосинтезийн явцад нарны гэрлийн энергийг ашиглан нүүрстөрөгчийн давхар исэл, ус нь фотосинтезийн пигментүүд байх үед глюкоз, хүчилтөрөгч болж хувирдаг. Бүх амьд биетүүдэд чухал ач холбогдолтой хүчилтөрөгч нь фотосинтезийн дайвар бүтээгдэхүүн болж агаар мандалд ордог. Фотосинтез бол дэлхий дээрх амьдрал үргэлжлэх боломжийг олгодог маш чухал үйл явц юм. Фотосинтезийн явцад үүссэн хүчилтөрөгч нь дэлхий дээрх ихэнх амьд амьтдын амьсгалын үйл явцад зайлшгүй шаардлагатай. Фотосинтезийн үр дүнд үүссэн нүүрс ус нь амьд организмын боловсруулж эрчим хүч олж авах боломжтой хүнсний хамгийн энгийн хэлбэр юм.
Зураг 01: Фотосинтез
Дараах тэгшитгэл нь фотосинтезийг нэгтгэн дүгнэх хамгийн түгээмэл хэлбэр юм:
Нүүрстөрөгчийн давхар исэл (6CO2) + Ус (6H2O) --гэрлийн энергийн тусламжтайгаар хувирдаг -→ Глюкоз (C6H12O6) + Хүчилтөрөгч (6 O2)
Фотосинтезийг гэрлээс хамааралтай (гэрлийн урвал) ба гэрлээс хамааралгүй (харанхуй урвал) гэсэн хоёр үндсэн процесст хувааж болно. Гэрэлээс хамааралтай фотосинтез нь урвалд орохын тулд нарны бодит гэрэл шаарддаг бол харанхуй урвалд зөвхөн гэрлийн урвалын бүтээгдэхүүн л хэрэгтэй. Гэрлийн урвал нь ATP болон NADPH үйлдвэрлэхэд хүргэдэг хүчилтөрөгчийг ялгаруулахын тулд фотон, ус шаарддаг. NADPH нь устөрөгчийн молекулыг бууруулж чаддаг бууруулагч бодис юм.
Кальвины мөчлөг гэж нэрлэгддэг харанхуй урвалын фотосинтез нь нүүрстөрөгчийн давхар исэл болон шинээр үүссэн NADPH-ийг ашиглан фосфогильцерид үүсгэдэг; гурван нүүрстөрөгчийн сахар дараа нь элсэн чихэр, цардуул үүсгэхийн тулд нэгдэж болно. Ургамал нь эдгээр үйлдвэрлэсэн элсэн чихэр, цардуулыг ирээдүйд хэрэглэх зорилгоор жимс, сараалж гэх мэт хэлбэрээр хадгалдаг. Бусад амьд организмын ихэнх нь фотосинтезийн явцад ургамлаас гаргаж авсан эдгээр нүүрс уснаас хамаардаг. Тиймээс фотоавтотрофууд нь экосистемийн бараг бүх хүнсний сүлжээнд үндсэн үйлдвэрлэгч болдог.
Эсийн амьсгал гэж юу вэ?
Эсийн амьсгал гэдэг нь эсүүд макромолекулуудын химийн энергийг АТФ хэлбэрээр энерги болгон хувиргах биохимийн процесс юм. Эсийн амьсгал нь нүүрс ус, өөх тос, уураг зэргийг түлш болгон ашигладаг. Глюкоз нь эсийн амьсгалын үйл ажиллагаанд хамгийн их ашиглагддаг эрчим хүчний эх үүсвэр юм. Бүх амьд организмууд амьсгалыг гүйцэтгэдэг: хүчилтөрөгч байгаа үед аэробик амьсгал, хүчилтөрөгч байхгүй үед агааргүй амьсгал. Прокариот эсүүд цитоплазмд эсийн амьсгалыг гүйцэтгэдэг бол эукариот эсүүд эсийн амьсгалыг ихэвчлэн эсийн митохондри дотор явуулдаг. Аэробик амьсгалын үед нэг глюкоз молекул нь ATP-ийн 36-38 молекулыг үүсгэж чаддаг бол агааргүй амьсгалахад (гликолиз ба исгэх замаар) зөвхөн 2 ATP молекулыг гаргаж авах боломжтой.
Зураг 02: Эсийн амьсгал
Түүгээр ч зогсохгүй эсийн амьсгалыг гликолиз, Кребсийн мөчлөг, электрон тээвэрлэх гинж гэсэн гурван бодисын солилцооны процесст хувааж болно. Гликолиз нь цитозолд, харин Кребсийн мөчлөг нь митохондрийн матрицад явагддаг. Электрон тээвэрлэлтийн гинж нь дотоод митохондрийн мембран дээр үүсдэг. Хэрэв хүчилтөрөгч байхгүй бол амьсгал нь гликолиз ба исгэх замаар цитозол дахь бодисын солилцооны хоёр замаар явагдана.
Фотосинтез ба эсийн амьсгалын хооронд ямар төстэй зүйл байдаг вэ?
- Фотосинтез ба эсийн амьсгал нь амьд организмын амин чухал үйл явц юм.
- Цаашилбал, хоёр процесс нь бие биенээсээ хамаардаг.
- Тэд бие биенээ нөхдөг.
Фотосинтез ба эсийн амьсгалын хооронд ямар ялгаа байдаг вэ?
Фотосинтез нь нарны гэрэл болон хлорофиллуудын нөлөөгөөр гэрлийн энергийг нүүрс усны химийн энерги болгон хувиргах үйл явц юм. Харин эсийн амьсгал нь амьд организмд тохиолддог бүх үйл ажиллагаанд ашиглахын тулд органик нэгдлүүдийн химийн энергийг ATP (энергийн валют) болгон хувиргах үйл явц юм. Энэ бол фотосинтез ба эсийн амьсгалын хоорондох гол ялгаа юм. Цаашилбал, зөвхөн фотоавтотрофууд фотосинтез хийдэг бол бүх амьд организмууд эсийн амьсгалыг гүйцэтгэдэг. Тиймээс энэ нь фотосинтез ба эсийн амьсгалын хоорондох ялгаа юм.
Түүнээс гадна фотосинтез ба эсийн амьсгалын өөр нэг ялгаа нь фотосинтез нь нүүрстөрөгчийн давхар исэл, усыг ашиглаж, глюкоз, хүчилтөрөгч үүсгэдэг бол эсийн амьсгал нь глюкоз, хүчилтөрөгчийг ашиглаж, нүүрстөрөгчийн давхар исэл, ус, энерги үүсгэдэг. Нэмж дурдахад фотосинтез нь гэрлийн урвал ба харанхуй урвал гэсэн хоёр үе шаттайгаар явагддаг. Үүний эсрэгээр эсийн амьсгал нь гликолиз, Кребсын мөчлөг, электрон тээвэрлэх гинж гэсэн гурван үе шатаар явагддаг. Нэмж дурдахад фотосинтезийн газар нь хлоропласт, эсийн амьсгалын цэг нь цитоплазм ба митохондри юм. Тиймээс бид үүнийг фотосинтез ба эсийн амьсгалын ялгаа гэж үзэж болно.
Хураангуй – Фотосинтез ба эсийн амьсгал
Товчхондоо фотосинтез ба эсийн амьсгал нь амьд организмд эрчим хүч олж авах чухал үйл явц юм. Гэсэн хэдий ч фотосинтез нь нарны гэрлийн энергийг элсэн чихэр, цардуулын молекулуудад химийн энерги хэлбэрээр хадгалдаг бол эсийн амьсгал нь элсэн чихэр, цардуул зэрэг органик нэгдлүүдийг задалж, ATP (энергийн валют) хэлбэрээр энерги үүсгэдэг. Эдгээр үйл явц хоёулаа бие биенээсээ хамааралтай байдаг; амьтад ургамлын гаралтай жимсээр хооллодог бөгөөд эсийн амьсгалын замын органик нэгдлүүдийг олж авдаг; Тэд агаарт ялгарах хүчилтөрөгчийг амьсгалахад ашигладаг бол ургамал нь фотосинтезийн үйл явцад амьтдын агаарт гаргаж буй нүүрстөрөгчийн давхар ислээс хамаардаг. Нэг нь байхгүй бол нөгөөгийнхөө амьд үлдэх боломж эрс мууддаг. Ийнхүү фотосинтез ба эсийн амьсгалын ялгааг нэгтгэн дүгнэж байна.
