Suur Timirjazevi panus fotosünteesi uurimisse. Enne K. A. Timirjazevi teoseid valitses arvamus, et fotosünteesi protsess kulgeb kõige kiiremini kollastes heledamates kiirtes. päikese spekter. Kollased kiired imenduvad aga klorofülli veidi ja säilitavad seetõttu oma loomupärase energia ka pärast taime lehe läbimist.

Fotosünteesi protsess valgusspektri erinevates osades

Idee suuremast fotosünteesi kiirusest kollastes kiirtes ei vastanud energia jäävuse seadusele. K. A. Timirjazev tõestas selle seisukoha ebaõigsust, määrates täpsemalt taimede fotosünteesi valgusspektri erinevates osades. Selleks lasi ta päikesevalguse läbi kitsa piluga prisma (mis võimaldas saada monokromaatilist valgust) ja viskas selle hortensialehele. monokromaatiline valgus. Selgus, et punase valgusega valgustatud lehe piirkonnas täheldati rohket tärklise moodustumist, palju oli tärklist ka spektri sini-violetses osas, st seal, kus on kõige intensiivsem neeldumine. toimub klorofülli valgus. See kogemus näitas, et energia jäävuse seadus kehtib ka fotosünteesi protsessis: mida intensiivsem on energia neeldumine, seda rohkem süsinikdioksiid. Füüsikute välja töötatud valguse kvantteooria selgitas fotosünteesi maksimaalset intensiivsust punastes kiirtes. Nüüdseks on kindlaks tehtud, et valgus levib energiakimpude – kvantidena. Kvanti suurus sõltub lainepikkusest: mida pikem on lainepikkus, seda väiksem on kvanti suurus. Pikalainelistel punastel kiirtel on kvante vähe, kuid nende arv on suurem kui lühilainelistel (sini-violetsete) kiirte puhul, mille kvantid on suuremad. Seega spektri punane osa, mis kannab suur number kvantid ajaühiku kohta pinnaühiku kohta, on fotokeemiliselt produktiivsemad kui mis tahes muu spektri osa. K. A. Timirjazevi uuringud näitasid ka, et kogu lehele langev energia ei neeldu sellel täielikult: osa sellest peegeldub või läbib lehte ilma neeldumiseta (spektri rohelised ja äärmiselt punased kiired). Peegelduva ja neeldumata läbilaskva valguse hulk on erinevates taimedes erinev.
Neeldunud ja peegeldunud valguse hulk on taimeti erinev. See sõltub valgustpeegeldava lehe küünenaha omadustest, lehe paksusest ja rohelise värvuse intensiivsusest, (veel:). Keskmiselt võib eeldada, et leht neelab umbes 85-90% sellele langevast energiast. Kuid mitte kogu klorofülli neeldunud energiat ei kasutata fotosünteesi protsessis täielikult ära. Suurem osa neeldunud energiast (kuni 90% või rohkem); muutub soojuseks, aidates kaasa vee üleminekule auru olekusse transpiratsiooni ajal või lehe temperatuuri tõstmisel. Kiirgusenergia kasutustegur orgaanilise aine moodustumisel on väike ja ulatub 1-5%-ni, ulatudes vaid erandjuhtudel 10%-ni.

K.A. Timirjazevit teatakse kui tulihingelist võitlejat materialistliku maailmavaate võidu nimel, kui säravat eksperimenteerijat ja vaprat demokraatlikku teadlast.

Kliment Arkadjevitš Timirjazev sündis 22. mail 1843 Peterburis õilsas, kuid demokraatlikult meelestatud perekonnas. 1860. aastal astus Timirjazev Peterburi ülikooli füüsika-matemaatikateaduskonna loodusteaduskonda.

Timirjazev pühendas palju aega ja tööd bioloogia kõige olulisema küsimuse väljatöötamisele: milline on päikesekiire roll rohelise taime poolt orgaanilise aine loomisel. Klorofülli rohelise pigmendi neeldumisspektri pika uurimise tulemusena leidis teadlane, et punased kiired neelduvad kõige intensiivsemalt ja sinakasvioletsed kiired on mõnevõrra nõrgemad. Lisaks leidis ta, et klorofüll mitte ainult ei neela valgust, vaid osaleb keemiliselt ka fotosünteesi protsessis endas. kaasaegne teadus lõpuks kinnitas teadlane neid järeldusi.

Timirjazevi peamine teaduslik eelis seisneb aga tõestamises, et suurim loodusseadus - energia jäävuse seadus - kehtib fotosünteesi protsessis ja seega ka elusloodus. Enamik nende aastate uurijaid, eriti saksa botaanikud J. Sachs ja W. Pfeffer, eitasid seda seost. K.A. Timirjazev näitas, et tema vastased tegid mitmeid katsevigu. Olles välja töötanud ebatavaliselt täpse uuringu tehnika, tegi Timirjazev kindlaks, et toimivad ainult taime poolt neelduvad kiired, s.t. teostada fotosünteesi. Näiteks klorofüll ei neela rohelisi kiiri ja fotosüntees ei toimu selles spektri osas. Lisaks märkis ta, et neeldunud valguskiirte hulga ja tehtud töö vahel on otsene proportsionaalsus. Teisisõnu, mida rohkem valgusenergiat klorofüll neelab, seda intensiivsem fotosüntees toimub. Klorofüll neelab kõige enam punaseid kiiri, mistõttu on punastes kiirtes fotosüntees intensiivsem kui sinises või violetses, mis neeldub vähem. Lõpuks tõestas Timirjazev, et fotosünteesiks ei kuluta mitte kogu neeldunud energiast, vaid ainult teatud protsent (1-3%). Alles pärast klassikalisi katseid K.A. Timirjazevi sõnul said meie teadmised fotosünteesist tugeva aluse.

Samuti avaldas Timirjazevi kirjutatud raamat "Põllumajandus ja taimefüsioloogia" tohutut mõju Venemaa agronoomiateaduse arengule. See traktaat pole meie ajal oma tähtsust kaotanud.

ATP resünteesi glükolüütiline rada
See resünteesirada, nagu kreatiinfosfaadi rada, kuulub ATP moodustumise anaeroobsete radade hulka. ATP resünteesiks vajalik energiaallikas on lihasglükogeen, mille kontsentratsioon sarkoplasmas varieerub ...

autonoomne närvisüsteem
Autonoomne (vegetatiivne) närvisüsteem tagab siseorganite reguleerimise, tugevdades või nõrgendades nende tegevust, täidab adaptiiv-troofilist funktsiooni, reguleerib ainevahetuse (ainevahetuse) taset elundites ja kudedes. Ah...

raku organellid
Seenerakkude tsütoplasmas on eristatavad ribosoomid, mitokondrid, Golgi aparaat ja tuumad. Seene protoplasti ümbritseb tsütoplasmaatiline membraan, plasmalemma. vahel raku sein ja tsütoplasmaatiline membraan on losoomid - mina...

Kliment Arkadjevitš Timirjazeva(rus. Kliment Arkadjevitš Timirjazev;* 22. mai (3. juuni) 1843 (18430603), Peterburi, Vene impeerium – 28. aprill 1920, Moskva, RFSR) – vene darvinistlik loodusteadlane, bioloog, füsioloog, üks Venemaa ja Nõukogude taimefüsioloogide koolkonna rajajaid. ; Venemaa Teaduste Akadeemia korrespondentliige (1917; Peterburi Teaduste Akadeemia korrespondentliige alates 1890).

Biograafia

Kliment Arkadjevitš Timirjazeva sündis 1843. aastal Peterburis. Algharidus kodus kätte saanud. 1866. aastal lõpetas ta vabaüliõpilasena Peterburi ülikooli (alates 1861. aastast arvati Timirjazev üliõpilasrahutustes osalemise eest ülikoolist välja).

Aastatel 1868-70 õppis ja töötas Timirjazev välismaal saksa keele laborites (K. Gierhof, G. Helmholtz, R. Bunsen, F. Hofmeister) ja prantsuse keel (P.Berthelot, J.Bussengo, C.Bernard) teadlased.

Venemaale naastes kaitses Timirjazeva väitekirja peal teema: "Klorofülli spektraalanalüüs", aastal ja 1871. aastal määrati ta professuuriks Petrovski Põllumajandusakadeemiasse Moskvasse.

Aastatel 1870-92 õpetas Timirjazeva Moskva Põllumajandusakadeemias botaanikat, alates 1875. aastast. - tavaline professor, aastast 1877 - Venemaa esimese taimede anatoomia ja füsioloogia osakonna juhataja, samal ajal aastast 1877 - Moskva ülikooli professor.

Aastal 1911 lahkus ta Moskva ülikoolist (protestiks reaktsioonilise ministri tegevuse vastu valgustus Casso)

Viimased 10 aastat on Timirjazeva tegelenud ainult teadusliku, kirjandusliku ja ajakirjandusliku tegevusega. Siiski on teada, et ta võttis soojalt vastu Oktoobrirevolutsioon(1917) ja surma-aastal (1920) valiti ta tööliste poolt isegi Moskva linnavolikogu saadikuks.

Timirjazevi teaduslik tegevus ja au

Timirjazevi teaduslikud seisukohad

esimene teaduslik töö 25-aastane K. A. Timiryazeva avaldas üks kord enne välislähetust - "Seade süsinikdioksiidi lagunemise uurimiseks" (vene k. Seade süsinikdioksiidi lagunemise uurimiseks, 1868).

Timirjazevi teadustööd, mis eristuvad nende harmoonilise struktuuri, selguse ja faktilise materjali esitamise järjepidevuse poolest, on pühendatud fotosünteesi probleemi eksperimentaalsele ja teoreetilisele arendamisele. Timiryazev tuvastas, et fotosüntees toimub vastavalt energia jäävuse seadusele; Fotosünteesi intensiivsus on tihedalt seotud valguse intensiivsusega. Timirjazeva avaldas arvamust, et klorofüll ei osale fotosünteesis mitte ainult füüsiliselt, vaid ka keemiliselt, aimates sellega kaasaegse teaduse arengut.

Timirjazevi fotosünteesi energiaseaduste uurimusel oli suur tähtsus elusa ja eluta aine ühtsuse ja seotuse doktriini põhjendamisel looduses ainete ja energia ringlemise protsessis. K. A. Timirjazeva tõstatas fotosünteesi evolutsiooni probleemi, mis on leidnud oma arengu kaasaegses teaduses.

Timirjazev töötas välja ka taimede veerežiimi ja mineraalse toitumise küsimused; taimefüsioloogia ja agrokeemia saavutuste juurutamisel põllumajanduspraktikasse nägi teadlane ratsionaalse põlluharimise aluseid.

Välja arvatud teoreetiline uurimus, Timirjazevi teened peaksid hõlmama praktilisi õnnestumisi - ta oli esimene, kes tutvustas Vene impeerium tehismuldadel taimede kasvatamise uurimine. Just sel eesmärgil ehitati Petrovski Põllumajandusakadeemiasse esimene kasvuhoone, mille korraldamise kogemuse omandas teadlane Saksamaal õppides.

Timirjazev oli Venemaal üks järjekindlamaid toetajaid, propagandiste ja teoreetikuid Darvinism. Teadlane selgitas paljude oma oluliste mõistete tähendust, kaitses avalikes loengutes ja trükistes Charles Darwini õpetusi.

Timirjazevi teoste valitud bibliograafia

Timirjazevi teosed avaldati nii eraldi väljaannetena kui ka teaduskogude osana:

• "Avalikud loengud ja kõned", M., 1888
• "Mõned põhiülesanded kaasaegne loodusteadus", M., 1895
• "Põllumajandus ja taimefüsioloogia" M., 1893
• "Charles Darwin ja tema õpetused", 4. number, M., 1898
• "Taime elu", M., 1898
• Teosed, kd 1-10, M., 1937-40
• Valitud teosed, kd 1-4., K.-Kh., 1949-50 (ukr.)
• Teadus ja demokraatia., M., 1963

Timirjazevi austamine

K. A. Timirjazev pälvis Teaduste Akadeemia korrespondentliikme, Peterburi Ülikooli auliikme ning paljude teaduslike ja ühiskondlike ühenduste ja organisatsioonide tiitli. Harkovi ülikoolist sai Timirjazevi ka auprofessor.

Nüüd on Timirjazevi nimi Vene riik põllumajandusülikool(endine põllumajandusakadeemia). Moskvas on Timirjazevi tänav, Timiryazevka linnaosa, Timirjazevi Moskva metroojaam (avati 1991. aastal).

Teadlase nimel moodustatud Ukrainas on populaarsed toponüümid Timiryazevo ja Timiryazevka. Ja K. A. Timirjazevi nimelised tänavad on Kiievis, Lvovis, Harkovis, Zaporožjes, Užgorodis, Vinnis, Luganskis, Kirovogradis ja paljudes teistes linnades.

1931. aastal lasti Timirjazeva mootorlaev vette 61 kommunaari järgi nimetatud Nikolajevi laevaehitustehases.

• 1920. aastal saatis K. A. Timirjazev Leninile oma teose "Teadus ja demokraatia" ühe esimesi eksemplare.
• Kriitilised ülevaated, mis tundsid üldist huvi K. A. Timirjazevi geneetika vastu, olid piisavaks põhjuseks, et T. D. Lõssenko toetajad 1930.–50. aastatel teadlase tööd hoolimatult kasutasid võitluses geneetikute vastu.
• Kui Timirjazevi nime kasutavate asulate nimed on populaarsed eranditult Krimmis ja Ukraina vasakkaldal, siis tänavate nimed Timirjasev on Lääne-Ukrainas sagedased; ja Kiievis, erinevalt enamikust riigi linnadest, on üldiselt ametlikult aktsepteeritud tänava nimi T ja mirjazevska.

Allikad, kirjandusviited

• ukrainlane nõukogude entsüklopeedia: 12 köites / toim. M. Bazhan. - 2. väljaanne - M .: Ure põhiväljaanne, 1974-1985. 11. köide. kn.1., K., 1984, lk 264-265
• Manorik A. V. K. A. Timiryazev - teadusliku põllumajanduse rajaja., K., 1962 (vene)
• Senchenkova E. M. K. A. Timirjazev ja fotosünteesi teadlased., M., 1961 (vene)
• Ložetško A. B. Kliment Timirjazev, M., 1964 (vene)
• K. A. Timirjazevi loeng I. Välis- ja sisemine struktuur taimed // ja veel 8 loengut ja mõned tööd saidil sinsam.kirsoft.com.ru "Iseorganiseerumine ja mittetasakaaluprotsessid füüsikas, keemias ja bioloogias" (vene k.)
• K. A. Timirjazevi tegevusest P. A. Kosheli artiklis “Fotosüntees” (vene)
• Timirjazevi elulugu
• Timirjazevi kohta "Lood bioloogidest" (vene)
• K. A. Timirjazev saidil "People.ru" (vene)
• K. A. Timirjazevi kohta saidil "Biography.ru" (vene keeles)

4.7 Bioloogia, botaanika, agronoomia

4.7.051 Timirjazevi fotosüntees

Loodusteadlane, botaanik, keemik, füsioloog, ajaloolane ja teaduse populariseerija; darvinismi propageerija, publitsist; Petrovski Põllumajandusakadeemia ja Moskva Ülikooli professor; Moskva Ülikooli taimeanatoomia ja füsioloogia osakonna juhataja; Venemaa taimefüsioloogide teaduskooli asutaja; Peterburi Teaduste Akadeemia (RAS) korrespondentliige; Genfi, Glasgow, Cambridge'i ülikoolide ja Londoni Kuningliku Seltsi auliige; loodusteaduste, antropoloogia ja etnograafia armastajate botaanikaseltsi esimees; Moskva nõukogu liige - Kliment Arkadjevitš Timirjazev (1843-1920) on fotosünteesi probleemi ja agronoomia bioloogiliste aluste uurimise alusepanija.

Timirjazev tema enda sõnul "töötas teaduse heaks ja kirjutas rahva heaks". Alates magistri- ja doktoritöödest "Klorofülli spektraalanalüüs" (1871) ja "Valguse assimilatsioonist taime poolt" (1875) uuris teadlane pool sajandit taimi, klorofülli ja fotosünteesi ning raamatu "Elu". taimest" (1878), tõlgitud paljudesse maailma keeltesse ja meelitab tänapäevani palju lugejaid.

Taimeelu teema on Timirjazevi loomingus kesksel kohal, teaduses laiemalt üks olulisemaid, kuna sellega on seotud elu olemasolu maa peal. Taime eluprotsessis "söövad" lehtede klorofülliterad õhus sisalduvat süsinikdioksiidi või pigem toituvad nad valguse toimel süsinikdioksiidist vabanevast süsinikust.

1877. aastal nimetas saksa botaanik W. Pfeffer seda taimede "õhu toitumist" "fotosünteesiks". Ahelas "taimed - loomad - inimesed" on taimed kõigi elusolendite aluseks, toiduahelad saavad alguse neist. Just taimed, kui päikeseenergia edasikandjad meie planeedile (muutes päikesevalguse energia süsivesikutesse salvestunud energiaks), tagavad elu säilimise maa peal.

Fotosünteesiga tegeleti 19. sajandil. paljud loodusteadlased - J. Priestley, J. Ingengauz, J. Senebier, N. Saussure, Y. Mayer, D.G. Stokes, Yu.Saks jt, kes uurisid fotosünteesi sõltuvust valgustusest, klorofülli sisaldust lehtedes, CO2 olemasolu atmosfääris, valgusenergia muundumist keemiliseks energiaks taimes, üksikute osade rolli. selle protsessi spektrist ...

1860. aastate lõpust. Timirjazev asus ka seda protsessi uurima.

Timirjazevi teose epigraafina võiks võtta füsioloogi enda poolt nii armastatud J. Swifti sõnu: „Kes suutis kasvatada kaks tera, kus üks kasvas, kaks rohuliblet, kus üks kasvas, vääriks kogu inimkonna tänu.” Kliment Arkadjevitš tegi maatükkide kallal suurepärast tööd, kasvatas viljakõrvu ja rohuliblesid ning andis inimestele õige retsepti saagikuse suurendamiseks.

Teadlane lõi külas asuvale katseväljale esimese katsejaama. Renevka, Simbirski kubermangus, kus uuris mineraalväetiste mõju põllukultuurile (1867); Petrovsky Põllumajandusakadeemia territooriumile ehitas ta esimese kasvuhoone - "taimemaja" (1872); korraldas esimese sellise majaga demonstratiivse katsejaama ülevenemaalisel näitusel Nižni Novgorodis (1896) jne.

Artiklites "Põllumajandus ja taimefüsioloogia", "Taimse lämmastiku päritolu" jne propageeris botaanik oma Venemaal ja Euroopas tunnustust pälvinud katsete põhjal uusimaid saavutusi agronoomilise keemia ja taimefüsioloogia alal, kunstlik kastmine ja süvakünd võitluses põuaga, mineraalväetiste andmine, ristiku külvikord, metsatuulemurrud, umbrohutõrje, põuakindlate teraviljasortide kasutamine külviks.

Botaanik rõhutas uute, võimsa juurestikuga või vähendatud transpiratsiooniga (vee aurustumise) sortide aretamise otstarbekust; mõjutas vegetatiivse meetodi kasutamist põllumajanduses; algatas taimede loomise salpeetri tootmiseks; pani aluse taimede kasvatamisele elektrivalgustuse all.

Timirjazevi jaoks oli tema loosung "Teadus peab muutma põllumehe töö tootlikumaks" ühtlasi ka peamiseks tegevusjuhiseks.

Teadlane tegi kõik oma soovitused fotosünteesi uuringu põhjal. Andes taimedele kosmilise rolli vahendajatena päikese ja elu vahel meie planeedil, leidis Timirjazev vastuse Saksa teadlaste Yu.R. Mayer ja G.L.F. Helmholtz, energia jäävuse seaduse rajajad – kas päike on elu allikas.

Teadlane alustas kõige keerulisemate ja peenemate katsete läbiviimisega (mida pole pärast seda ükski eksperimenteerija reprodutseerinud!) Ja tõestas, et süsinikdioksiidi lagunemise reaktsioon hapnikuks eraldub atmosfääri ja taimedele vajalik süsinik, s.o. Fotosüntees sõltub otseselt klorofüllist ja neeldunud kiirte energiast.

Enne Timirjazevit olid need argumendid ainult hüpoteesina. Nendel eesmärkidel kasutas füsioloog esmakordselt eriti tundlikke spektroskoope, valgusfiltreid, töötas välja gaasilõksud ja analüsaatorid, valgustust mõõtvad seadmed, täiustas gaasianalüüsi tehnikat, mis võimaldas analüüsida gaasi kogust hämmastava täpsusega. kaasaegsed teadlased.

Olles näidanud, et väheses valguses olev fotosüntees sõltub neeldunud energia hulgast ja tugevas valguses saavutab see valgusküllastuse, leidis teadlane eksperimentaalselt, et taime valguse neeldumisel on kaks maksimumi, mis asuvad taime punastes ja sinistes kiirtes. spekter; tõestas energia jäävuse seaduse rakendatavust fotosünteesi protsessis. (V.P. Liševski).

Timirjazevi sõnul andsid kõige soodsamad energiatingimused süsihappegaasi lagunemiseks punased kiired ja klorofüll ise oli kõige täiuslikum energia neelaja. Seda kõike kinnitas ka hilisem avastus kvantteooria ja teiste teadlaste fotosünteesi uuringud.

Olles esimest korda tõestanud, et klorofülli roheline värv on spetsiaalselt kohandatud süsihappegaasi lagundamiseks vajaliku päikeseenergia neelamiseks, avastas teadlane, et just see klorofülli “värv” võimaldab värvitu süsinikdioksiidil laguneda. - helistas. kloroplastid.

Timirjazev oli esimene botaanik, kes rääkis energia jäävuse seadusest, asendades sõna "valgus" väljendiga "kiirgusenergia", ja esimene, kes väljendas ideed, et "süsinikdioksiidi lagunemise protsess peaks sõltuma energiast päikesekiired ja mitte nende heledusest.

Vene teadlane võttis kokku oma 35-aastase uurimistöö tulemused (mille vahepealsed etapid avaldasid hiilgavaid publikatsioone) oma säravas Krooni loengus "Taime kosmiline roll", mis toimus 1903. aastal Londoni Kuninglikus Seltsis.

Maailma teadusringkond on saanud ammendavaid vastuseid küsimustele, kuidas toimub fotosüntees, milline on väidetavalt klorofülli keemiline koostis, milline on päikesevalguse kokkupuute mehhanism, kuidas see protsess sõltub erineva lainepikkusega kiirtest.

Üldiselt sõnastas Timirjazev esimesena ideed fotosünteesi kui päikeseenergia akumulatsiooni protsessi kohta.

Fotosünteesi teooriat üksikasjalikult arendades mõistis Timirjazev, et sajandivahetuse teadus ei suutnud seda protsessi veel täielikult kirjeldada.

Teadlane kirjutas sellest oma kirjutistes rohkem kui korra ja oli samal ajal täiesti kindel, et üsna pea "saavad füsioloogid kõige väiksemate üksikasjade kaupa välja selgitada klorofülliteras toimuvad nähtused; keemikud selgitavad ja reprodutseerivad väljaspool keha selle sünteesiprotsesse, mille tulemusena moodustuvad süsinikdioksiidist kõige keerulisemad orgaanilised kehad, süsivesikud ja valgud; füüsikud esitavad fotokeemiliste nähtuste teooria ja päikeseenergia kõige tulusama kasutamise. keemilised protsessid; ja kui kõik on tehtud, st. selgitas, siis ilmub välja leidlik leiutaja, kes pakub hämmastunud maailmale klorofülli tera imiteerivat aparaadi, mis saab ühest otsast vaba õhku ja päikesevalgust ning teisest serveerib küpsetatud leiba. Ja siis saab kõigile selgeks, et leidus inimesi, kes nii visalt pead murdsid sellise pealtnäha tühise küsimuse lahendamise üle: miks ja miks on taim roheline?

Sellest ajast on möödunud sada aastat - kuni sellist jahmunud maailma küpsetatud leivaga serveerivat aparaati pole tehtud, aga kas see pole veel maailmalõpp?

P.S. Lõpetuseks tsiteerigem Timirjazevit – tema tänased sõnad on omandanud veelgi sügavama tähenduse: „Teadusel pole õigust siseneda oma pühamusse, peituda rahvahulga eest, nõudes, et nad usuksid selle kasulikkust oma sõna peale. Teaduse esindajad, kui nad tahavad, et see naudiks ühiskonna toetust ja kaastunnet, ei tohiks unustada, et nad on selle ühiskonna teenijad, et nad peavad aeg-ajalt selle ühiskonna ette astuma nagu usaldusisiku ette, kellele nad võlgnevad.

Kliment Arkadjevitš Timirjazev sündis 25. mail (3. juunil) 1843. aastal Peterburis. isa oli pärilik aadlik, töötas Peterburi tolliringkonna juhina. Timirjazev sai kodus suurepärase hariduse ja 1860. aastal sai temast Peterburi ülikooli juuratudeng. Peaaegu kohe läks ta üle füüsika-matemaatikateaduskonna loodusosakonda. 1861. aastal heideti ta üliõpilasliikumises osalemise tõttu välja. Aasta hiljem lubati ta vabatahtlikuna koolitusele. 1866. aastal lõpetas ta ülikooli, sai Ph.D. Aastal 1868 algas teaduslik karjäär Timiryazev: ta avaldas oma esimese töö fotosünteesi uurimisel ja läks välismaale, kus töötas väljapaistvate füüsikute, keemikute ja botaanikute laborites. 1871. aastal kaitses ta magistritöö, sai tööle Moskva lähedale Petrovski Põllumajandusakadeemiasse. 1875. aastal sai temast botaanikadoktor, aastast 1877 pidas ta loenguid Moskva keiserlikus ülikoolis. Ta tegeles fotosünteesi probleemidega, rakendas aktiivselt teadussaavutusi praktikas. Temast sai Peterburi Teaduste Akadeemia korrespondentliige, oli paljude välismaa teadusseltside liige ja õppeasutused. 1911. aastal lahkus ta poliitilistel põhjustel ülikoolist. Timirjazev tervitas Oktoobrirevolutsiooni, kuna ta oli veendunud vabariiklane. Kliment Timirjazev suri 28. aprillil 1920 Moskvas.

19. sajandi alguses oli teadlastel mõnevõrra ähmane ettekujutus sellest, millised protsessid taimedes toimuvad. Algul saadi teada, et taimed eraldavad hapnikku, siis selgus, et hapnik vabaneb ainult siis, kui nad on valguse käes. Veidi hiljem leiti, et taimed moodustuvad orgaaniline aine, ja selle protsessi eest vastutab rohelistes lehtedes sisalduv spetsiaalne pigment klorofüll.

Ja millist rolli mängis fotosünteesi uurimisel vene teadlane Kliment Arkadjevitš Timirjazev? Üks olulisemaid – ta leidis, et just roheline pigment klorofüll on fotosünteesi protsessi põhilüli. Samuti tõestas ta, et fotosünteesi protsessi kiirus ja efektiivsus on erinev, kui taimi valgustada erineva spektraalse koostisega valgusega (punases ja sinises kiirtes kulgevad kõik reaktsioonid kõige kiiremini ja tõhusamalt ning kollases on fotosüntees palju halvem) ning et süsihappegaasi lagunemise reaktsioon toimub taimedes just valguse mõjul.

Timirjazev oli esimene, kes uuris klorofülli olulisemaid omadusi, koostist ja vastasmõju valguskiirtega ning tegi kindlaks, kuidas klorofülli abil toimuvad süsinikdioksiidi jagunemise reaktsioonid süsinikuks ja hapnikuks. Kuidas fotosünteesi reaktsioon üldiselt kulgeb? Nimest on selge (“foto” kreeka sõnast “valgus” ja “süntees” - “kombinatsioon”), et ainult valguse mõjul. Kui me räägime fotosünteesiprotsesside lokaliseerimisest, siis need esinevad taimeraku spetsiaalsetes organellides - kloroplastides, kus kogu klorofüll on koondunud. Süsinikdioksiid ja vesi sisenevad kloroplastidesse, lagunedes selle koostisosadeks (vesinik, süsinik, hapnik), millest sünteesitakse orgaanilisi aineid. Kõik need on meie planeedi kogu elu jaoks väga olulised, kuna need on kõigis toiduahelates esmased. Selle jaoks oluline roll fotosüntees ja vastavalt taimed osutas Timiryazev.

Kliment Timirjazev polnud mitte ainult teoreetiline teadlane, vaid ka suurepärane praktik ja väga mitmekülgne. Paljudes botaanikavaldkondades töötanud teadlane püüdis oma töö tulemusi praktikas rakendada, lõi tolle aja kohta ainulaadseid installatsioone ja seadmeid suure tundlikkuse ja täpsusega. Nende abiga tuvastas Timirjazev palju fakte fotosünteesi kohta.

Kliment Arkadjevitš tegeles kogu oma elu fotosünteesi probleemiga, pakkus välja uusi hüpoteese, kinnitas eksperimentaalselt teooriaid. Tema saavutusi selles valdkonnas kasutasid aktiivselt teadlased, kes töötasid palju hiljem. Maailmakuulsus jõudis teadlaseni tema eluajal ja tema töö tulemused on aluseks kaasaegsetele teadmistele hämmastava fotosünteesi protsessi kohta.

Timirjazevi teosed teenisid edasisi avastusi fotosünteesi valdkonnas. Niisiis õnnestus Ameerika biokeemikul Melvin Calvinil märgistatud süsinikuaatomitega süsinikdioksiidi abil välja selgitada süsinikdioksiidi assimilatsiooni keemia, nn Calvini tsükkel. See andis omakorda tõuke edasine areng Põllumajandus: muutuvad keskkonnatingimused võimaldavad reguleerida fotosünteesiproduktide vahekorda ja luua tingimused taimede optimaalseks arenguks.