Abdulla qodiriy nomidagi jizzax davlat pedagogika instituti tabiiy fanlar fakulteti

1.2.Fotosintezning kashf etilishi tarixi

XVII asr boshlarida. Flamand shifokori Van Helmont tuproqli idishda daraxt o'stirgan va uni faqat yomg'ir suvi bilan sug'organ. U besh yil o'tgach, daraxt katta hajmga ega bo'lganini payqadi, garchi idishdagi tuproq miqdori deyarli kamaymagan. Van Helmont tabiiy ravishda daraxt hosil bo'lgan material sug'orish uchun ishlatiladigan suvdan kelib chiqqan degan xulosaga keldi. 1777- yilda ingliz botanigi Stiven Xeyls kitob nashr etdi, unda o'simliklar o'sishi uchun ozuqa sifatida havodan foydalanishi haqida xabar berilgan. Xuddi shu davrda mashhur ingliz kimyogari Jozef Pristli (u kislorodni kashf etganlardan biri edi) yonish va nafas olish bo'yicha bir qator tajribalar o'tkazdi va yashil o'simliklarda mavjud bo'lgan barcha nafas olish jarayonlarini amalga oshirishga qodir degan xulosaga keldi. Pristli yopiq havo hajmida shamni yoqib yubordi va natijada paydo bo'lgan havo endi yonishni qo'llab-quvvatlay olmasligini aniqladi. Bunday idishga solingan sichqon o'ladi. Biroq, yalpiz novdasi haftalar davomida havoda yashashni davom ettiradi. Xulosa qilib aytganda, Pristli yalpiz novdasi bilan tiklangan havoda sham yana yona boshlaganini, sichqonni nafas olishini aniqladi. Endi bilamizki, sham yonib ketganda, u yopiq havo hajmidan kislorod iste'mol qilgan, ammo keyin yalpizning chap shoxchasida sodir bo'lgan fotosintez tufayli havo yana kislorod bilan to'yingan.

Bir necha yil o'tgach gollandiyalik shifokor Ingenhaus o'simliklar faqat quyosh nurida kislorodni oksidlashini va faqat yashil qismlari kislorod bilan ta'minlashini aniqladi. Vazir bo'lib ishlagan Jan Senebe Ingenhausning xulosalarini tasdiqladi va tadqiqotni davom ettirdi va o'simliklar ozuqa sifatida suvda erigan karbonat angidriddan foydalanishini ko'rsatdi. XIX asr boshilarida boshqa bir shvetsariyalik tadqiqotchi de Saucedy bir tomondan o'simlik tomonidan so'rilgan karbonat angidrid va boshqa tomondan organik moddalar va kislorod sintezi o'rtasidagi miqdoriy bog'liqlikni o'rgangan. O‘tkazgan tajribalari natijasida u CO₂ ni assimilyatsiya qilish jarayonida o‘simlik tomonidan suv ham iste’mol qilinadi, degan xulosaga keldi. 1817- yilda ikki fransuz kimyogari Peltier va Kavantu barglardan yashil moddani ajratib olib, uni xlorofill deb nomladilar. Fotosintezni o'rganish tarixidagi navbatdagi muhim bosqich 1845- yilda nemis fizigi Robert Mayerning yashil o'simliklar energiya, quyosh nurini kimyoviy energiyaga aylantirishi haqidagi bayonoti bo'ldi. O'tgan asrning o'rtalarida paydo bo'lgan fotosintez tushunchasini quyidagi munosabatlar bilan ifodalash mumkin:

6CO₂ + 18ATF + 12 organik birikma H₂  C₆H₁₂O₆ + 6H₂O + 18ADF +

+ 18H₃PO₄ + organik birikma.

Fotosintez jarayonida so‘rilgan CO₂ miqdorining ajralib chiqqan O₂ miqdoriga nisbati fransuz o‘simlik fiziologi Busengo tomonidan aniq o‘lchangan. 1864- yilda u fotosintetik munosabatni, ya'ni chiqarilgan O₂ hajmining so'rilgan CO₂ hajmiga nisbati deyarli birlikka teng. Xuddi shu yili nemis botanigi Saks (u o'simliklarda nafas olishni ham kashf etgan) fotosintez jarayonida kraxmal donalarining hosil bo'lishini ko'rsatdi. Saks yashil barglarni bir necha soat davomida qorong'i joyga qo'ydi, shunda ular ularda to'plangan kraxmalni ishlatishadi. Keyin u barglarni yorug'likka olib keldi, lekin ayni paytda har bir bargning faqat yarmini yoritib, bargning ikkinchi yarmini qorong'ilikda qoldirdi. Biroz vaqt o'tgach, butun barg yod bug'i bilan ishlov berildi. Natijada, bargning yoritilgan qismi to'q binafsha rangga aylandi, bu yod bilan kraxmal kompleksi hosil bo'lganligini ko'rsatdi, bargning ikkinchi yarmining rangi o'zgarmadi. 1880- yilda Engelman yashil barglardagi kislorod va xloroplastlarning ajralib chiqishi, shuningdek, fotosintez ta'sir spektrining xloroplastlar tomonidan so'rilganlar spektriga mos kelishi o'rtasida to'g'ridan-to'g'ri bog'liqlikni o'rnatdi. U ip shaklida joylashtirdi yashil suv o'tlari spiral qiyshiq xloroplastlarga ega, shisha slaydda, uni tor va keng oq yorug'lik nurlari bilan yoritadi. Yo’sinlar bilan birga kislorod kontsentratsiyasiga sezgir bo'lgan harakatchan bakteriyalar hujayralarining suspenziyasi shisha slaydga qo'llanilgan. Slayd havosiz kameraga joylashtirildi va yoritilgan. Bunday sharoitda harakatlanuvchi bakteriyalar O₂ kontsentratsiyasi yuqori bo'lgan qismga o'tishi kerak edi. Biroz vaqt o'tgach, namuna mikroskop ostida tekshirildi va bakteriopopulyatsiyaning tarqalishi hisoblab chiqildi. Aniqlanishicha, bakteriyalar filamentsimon yo’sinlardagi yashil chiziqlar atrofida to‘plangan. Engelman boshqa bir qator tajribalarda yo’sinlarni turli spektral tarkibdagi nurlar bilan yoritib, yorug'lik manbai va mikroskop bosqichi orasiga prizma qo'ydi. Bunday holda, eng ko'p bakteriyalar spektrning ko'k va qizil hududlari bilan yoritilgan suv o'tlari joylari atrofida to'plangan. Suv o'tlarida joylashgan xlorofillar ko'k va qizil nurni yutadi. O'sha vaqtga qadar yorug'likning yutilishi fotosintez uchun zarur ekanligi ma'lum bo'lganligi sababli, Engelman xlorofillar faol fotoretseptorlar bo'lgan pigmentlar sifatida sintezda ishtirok etadi degan xulosaga keldi. Bizning asr boshlarida fotosintez haqidagi bilim darajasini quyidagicha ifodalash mumkin.

CO₂ + H₂O + Yorug’lik –> O₂ + Kraxmal + Kimyoviy energiya

Shunday qilib, bizning asrimizning boshlarida kumulyativ reaksiya fotosintez allaqachon ma'lum bo'lgan. Biroq, biokimyo karbonat angidridni uglevodlarga qaytarish mexanizmlarini to'liq ochib berish uchun unchalik yuqori darajada emas edi. Afsuski, tan olish kerakki, hozir ham fotosintezning ba'zi jihatlari hali ham yaxshi o'rganilmagan. Uzoq vaqt davomida yorug'lik intensivligi, harorat, karbonat angidrid konsentratsiyasi va boshqalarning ta'sirini o'rganishga urinishlar qilingan. Fotosintezning umumiy rentabelligi bo'yicha garchi bu tadqiqotlar turli xil turdagi o'simliklarni o'rgangan bo'lsa-da, aksariyat o'lchovlar bir hujayrali yashil suv o'tlari va bir hujayrali bayroqli suv o'tlari evglena ustida o'tkazildi. Bir hujayrali organizmlar sifatli tadqiqotlar uchun qulayroqdir, chunki ular barcha laboratoriyalarda juda standart sharoitlarda o'stirilishi mumkin. Ular bir tekis to'xtatilishi mumkin, ya'ni suvli bufer eritmalarida to'xtatilishi mumkin va bunday suspenziya yoki suspenziyaning kerakli hajmi, xuddi an'anaviy o'simliklar bilan ishlashda bo'lgani kabi, bunday dozada olinishi mumkin. Tajribalar uchun xloroplastlar eng yaxshi yuqori o'simliklarning barglaridan ajratiladi. Ismaloq eng ko'p ishlatiladi, chunki uni yetishtirish oson va yangi barglar tadqiqot uchun qulaydir; ba'zan no'xat va salat barglari ishlatiladi.