Ургамал амьтдаас ялгаатай нь фотосинтез гэж нэрлэгддэг процессоор дамжуулан хоол хүнсээ үйлдвэрлэж чаддаг. Тэд мөн амьд үлдэх, өсч хөгжихөд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг амьсгал ба транспирацийг хийдэг. Энэ хичээл нь эдгээр үндсэн процессуудыг судалж, тэдгээр нь хэрхэн ажилладаг, ургамлын амьдрал дахь ач холбогдлын талаархи ойлголтыг өгөх болно.
Фотосинтез гэдэг нь ногоон ургамал нарны гэрлийн энергийг ашиглан нүүрстөрөгчийн давхар исэл, усыг глюкоз, хүчилтөрөгч болгон хувиргах үйл явц юм. Энэхүү гайхамшигтай үйл явц нь ургамлын өөрийн хоол тэжээлийн үндэс суурь болж зогсохгүй дэлхий дээрх ихэнх амьд организмын оршин тогтноход зайлшгүй шаардлагатай хүчилтөрөгчийг үүсгэдэг.
Фотосинтезийн ерөнхий тэгшитгэл нь дараах байдалтай байна.
\(6CO_2 + 6H_2O + light \, energy \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6O_2\)
Энэ тэгшитгэл нь нүүрстөрөгчийн давхар ислийн зургаан молекул, усны зургаан молекул гэрлийн энергид өртөхөд нэг молекул глюкоз, зургаан молекул хүчилтөрөгч үүсгэдэг болохыг харуулж байна.
Фотосинтез нь гэрлээс хамааралтай урвал ба гэрлээс хамааралгүй урвал (Калвины мөчлөг) гэсэн хоёр үндсэн үе шатанд явагддаг.
Ургамлын амьсгал нь амьтдын амьсгалтай маш төстэй байдаг. Энэ нь янз бүрийн эсийн үйл ажиллагаанд зарцуулагддаг энергийг ялгаруулахын тулд глюкозыг задлах үйл явц юм. Энэ үйл явц нь хүчилтөрөгч байгаа (аэробик амьсгал) ба байхгүй (анаэроб амьсгал) аль алинд нь тохиолдож болно.
Аэробик амьсгалын ерөнхий тэгшитгэл нь:
\(C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O + energy\)
Энэ тэгшитгэлээс харахад нэг молекул глюкоз нь хүчилтөрөгчийн зургаан молекултай нийлснээр зургаан молекул нүүрстөрөгчийн давхар исэл, зургаан молекул ус үүсгэж, энерги ялгаруулдаг.
Аэробик амьсгал нь эсийн митохондрид тохиолддог бөгөөд гликолиз, Кребсийн мөчлөг, исэлдэлтийн фосфоржилт гэсэн гурван үе шатаас бүрдэнэ.
Агааргүй амьсгал буюу исгэх нь хүчилтөрөгч байхгүй үед үүсдэг ба аэробик амьсгалтай харьцуулахад бага энерги үүсгэдэг.
Транспирация гэдэг нь ус ургамлаар дамжин өнгөрч, навч, иш, цэцэг зэрэг агаарын хэсгүүдээс уурших үйл явц юм. Энэ процесс нь ургамлыг хөргөөд зогсохгүй эрдэс бодис, усыг ургамлын үндэснээс дээд хэсэгт шилжүүлэхэд тусалдаг.
Ус нь хөрсний үндсээр шингэж, ксилем гэж нэрлэгддэг судасны эдүүдийн сүлжээгээр ургамлаар дамжин дээшээ хөдөлдөг. Ус навчинд хүрэх үед стомат гэж нэрлэгддэг жижиг нүхээр уур хэлбэрээр агаар мандалд ордог.
Транспирацийн хурд нь хүрээлэн буй орчны хэд хэдэн хүчин зүйлээс хамаардаг, үүнд:
Транспираци нь ургамлын усны ерөнхий менежмент, шим тэжээлийг тээвэрлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Ургамлаар дамжин өнгөрөх усны хөдөлгөөн нь эдгээр үйл явцыг үр дүнтэй явуулахад шаардлагатай нөхцлийг бүрдүүлэхэд тусалдаг тул энэ нь фотосинтез ба амьсгалын үйл ажиллагаатай нягт холбоотой юм.
Фотосинтез, амьсгал, транспираци нь ургамлын системийн нарийн төвөгтэй байдал, үр ашгийг харуулсан үндсэн үйл явц юм. Фотосинтезийн тусламжтайгаар ургамал гэрлийн энергийг химийн энерги болгон хувиргаж, зөвхөн өөрсдөдөө төдийгүй бусад организмын хоолыг бий болгодог. Амьсгал нь ургамалд энэхүү химийн энергийг задалж, эсийн үйл ажиллагаагаа эрчимжүүлэх боломжийг олгодог. Эцэст нь транспираци нь хөргөх механизм болж, шим тэжээл, усны тээвэрлэлтэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Эдгээр үйл явцыг ойлгох нь ургамлын биологийн үйл ажиллагааны талаархи ойлголтыг өгч, дэлхий дээрх амьдралыг дэмжихэд чухал ач холбогдолтой болохыг харуулж байна. Эдгээр үйл явцын механикийг судалснаар бид байгалийн нарийн тэнцвэрт байдал, түүний доторх ургамлын чухал үүрэг ролийг илүү гүн гүнзгий үнэлдэг.
