Mavzu: kirish. O'Simliklar fiziologiyasining o’rganilish tarixi reja

HUJAYRANING ENERGETIK SIKLI, ENERGIYANING QAYTA O'ZGARTIRISHI VA ADENILAT SISTEMASI

Barcha tirik organizmlar, energiya manbalariga qarab avtotrof va geterotrof deb ikki guruhga bo'linadi.

Avtotroflar (yashil o'simliklar) anorganik moddalar: CO_2, H₂O va quyosh energiyasidan foydalanib, fotosintez jarayonida, glyukoza sintezlaydi. So'ngra avtotroflar glyukoza energiyasi evaziga turli xil murakkab organik moddalar hosil qiladi.
Geterotroflar (hayvonlar) esa energiyani avtotrof organizmlarda sintezlangan har xil oziqa moddalardan (uglevodlar, oqsillar, yog'lar) oladi. Geterotrof organizmlarda organik moddalar tarkibidagi energiya, asosan, aerob nafas jarayonida ajralib chiqadi va mazkur energetik sikl H₂O va CO₂ hosil bo'lishi bilan o'z yakuniga etadi.
Yashil o'simliklar ham o'ziga zarur energiyani o'z xloroplastlarida sintezlangan oziqa moddalarini nafas zanjirida sarflash yo'li bilan ajratib oladi.
Ko'rinib turibdiki, o'simlik hujayralarida avtotrof va geterotrof jarayonlari birgalikda kechadi.
Tabiatda shunday bakteriyalar mavjudki, ular anorganik moddalarni oksidlab, ajralgan energiya hisobiga, organik moddalar sintezlaydi. Bu jarayon xemosintez deb ataladi.
Energiyaning qayta o'zgartirilishi. Ma'lumki, oziqa moddalarining kimyoviy potensiali (energiyasi) molekulalar va atomlar o'rtasida mavjud kovalent va makroergik bog'larda jamlangan. Masalan, oqsillar tarkibidagi peptid bog'lari yoki efir bog'lari gidrolizlanganda bir molekula modda hisobiga ~3000 kal energiya ajralib chiqadi. Glyukoza tarkibidagi C, H va O atomlari o'rtasidagi bog'larda esa, bir molekula hisobiga, 686000 kal potentsial energiya mujassamlangan bo'lib, u glyukozaning oksidlanish jarayonida ajralib chiqadi:
Ushbu energiya o'simlik hujayralarida ham, hayvon hujayralaridagi kabi, birdaniga emas, balki, pog'onoma-pog'ona amalga oshadigan, oksidoreduktazalar ishtirokida kechadigan, fermentativ reaktsiyalar davomida ajralib chiqadi.
Oziqa moddalarining oksidlanishi natijasida (ekzergonik reaktsiyalarda) ajralib chiqadigan energiyaning faqat bir qismigina issiqlik tarzida ajraladi, qolgan qismi esa, yangidan sintezlangan moddalar tarkibiga o'tib kimyoviy energiyasiga aylanadi. Bu energiya hisobiga, hujayra bir qator ishlarni bajaradi:
a) kimyoviy ish-yangi molekularning (oqsil, uglevod va yog'lar) sintezi;
b) mexanik ish -(hujayraning bo'linishi, muskul qisqarishi);
v) osmotik ish-moddalarning osmotik yoki ion gradientiga qarshi yo'nalishda faol tashilishi;
g) elektr ish-membrana elektr potentsiallari farqining hosil qilinishi va ushlab turilishi;
d) sekretsiya-har xil hujayra shiralarining ajratilishi;
e) biolyuminestsentsiya-sovuq yorug'lik nurining tarqatilishi;
Yuqorida sanab o'tilganlardan faqat, “a” tip reaksiyalarda, oziqa moddalar energiyasi kimyoviy bog'lar energiyasiga aylanadi, qolganlari esa, energiyaning boshqa turlariga aylanadi.
Tirik organizmlarda amalga oshadigan energiya almashinish jarayonlarida adenilat sistemasi markaziy o'rin egallaydi. ATF-termodinamik beqaror birikma bo'lib, u, ADF yoki AMF hosil qilish yo'li bilan gidrolizlanadi.
ATF molekulasidagi pirofosfat bog'lari (fosfoangidrid), ADF bilan N₃PO₄ birikishi natijasida hosil bo'ladi. Bu xil fosforillanish reaktsiyasi xloroplastlar, mitoxondriyalarning ichki membranalarida va ba'zi bir bakteriyalar tsitoplazmatik membranalarida amalga oshadi.
AMF ni ADF ga aylanishi, fosforil -P-O- guruhining ATF dan AMF ga ko'chirilishi yo'li bilan amalga oshadi. Bu reaksiyani barcha hujayralarda uchrovchi, adenilatkinaza fermenti katalizlaydi. Metsler sxemasiga ko'ra AMF ning ATF ga aylanishi qo'yidagicha tasvirlanadi.