Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги алишер навоий номидаги

2. БИОЭНЕРГЕТИКАНИНГ АСОСИЙ ТУШУНЧАЛАРИ 
 
2.1 БИОЛОГИК ТИЗИМЛАРДАГИ ЭНЕРГИЯ МАНБАЛАРИ 
Ердаги барча тирик организмлар (микроорганизмлардан бошлаб – 
одамларгача) жумладан ўсимликлар ҳам энергия билан таъминланишга 
асосланган. Бу энергияинг асосий ва амалий жиҳатда ягона манбаи Қуёш нури 
энергиясидир. Организмларнинг энергиядан фойдаланиш хусусиятлари ва ҳаёт 
фаолияти жараёнида энергия ўзгаришларини “Биоэнергетика” ўрганади. Яъни 
у биологик тизимларда энергиянинг қайта ўзгариш жараёнларини ўрганишга 
қаратилган биологик бўлим ҳисобланади.
Ҳужайранинг энергетик жараёнларини ўрганиш 20-асрнинг 30-йилларида 
бошланди, очиш жараёнларида анорганик фосфорнинг Пери фиксацияси 
(Г.Эмбден, О.Мейргоф, 1933), нафас олиш жараёнида фосфорланиш 
(В.А.Энгельгард, 1931, В.А.Белицер, Г.Калькар, 1937-1941). АТФ ва 
креатинфосфат ажратилган эди. Бунга О.Варбург, А.Леннинджер ва П.Митчелл 
ҳам ўз ҳиссаларини қўшди.
“Биоэнергетика” ҳақидаги дастлабки тушунчалар инглиз олими Альберт 
Сент-Дьердьи томонидан умумлаштирилган эди. У ўзининг нафас олиш 
биохимияси ва витаминология соҳасидаги тадқиқотлари учун 1937 йилда 
Нобель мукофотига сазовор бўлган олим. Кейинги ишлари мускуллар 
қисқаришининг 
химизми 
ва 
биологик 
жараёнларнинг 
энергетикаси 
муаммолларига бағишланган бўлиб, тирик организмлардаги биохимик-
физиологик жараёларга алоҳида эътибор қаратди. 1957 йилда унинг “ 
Биоэнергетика” китоби чоп этилди. Аммо унинг китобида биологик жараёнлар 
энергетикаси ҳақидаги маълумотлар жуда тор доирада берилган бўлиб, маълум 
бир систематик тизимда изоҳланмайди. А.Сент-Дъердьиинг асосий фарази 
бўйича тирик организмлардаги энергия икки хил бўлиб, бир-биридан фарқ 
қилади. Биринчиси “ҳаракатсиз” валент боғлар энергияси, органик моддалар-
кимёвий бирикмалар энергияси. Иккинчиси “ ҳаракатчан” узатиладиган, 
биохимик жараёнларда кўчиб ўтадиган энергиядир. Бу энергия электронлар 
қўзғалишига ва ҳаракатланишига асосланган бўлиб, оқсиллар , нуклеин 
кислоталар ва тирик органоидларнинг бошқа компонентлари таркибига кириши 
кўрсатилган. 
Ҳозирги замон назарий-амалий биохимия ва физиология ютуқлари жуда 
юқори даражада ривожланган бўлиб, биологик жараёнларда энергиянинг 
тўпланиши ва миграциясини жуда чуқур таҳлил қилишга йўналтирилган бўлиб, 
термодинамика 
қонунлари 
ёрдамида 
аасосланган 
тушунчалар 
билан 
чегараланмайди. Айниқса молекуляр тузилиш ва энергиянинг ўзгариши каби 
жараёнларни ўрганишда физика ва химиянинг замонавий усулларидан 
фойдаланиш 
катта 
аҳамиятга 
эга. 
Организмларнинг 
биоэнергетик 
муаммоларини, 
жумладан, 
химиявий 
энергиянинг 
ишга 
айланиш 
механизмларини ўрганиш бу жараёнларни субмолекуляр доирада кўриб 
чиқишни талаб этади, бунда квант физикаси ва химия қонунлари кучга киради. 
Яъни биоэнергетика биологик вазифаларни ҳал қилиш учун замонавий физик-
кимёвий усуллардан фойдаланиб иш кўради. Биоэнергетика соҳасидаги барча 

---

35
тадқиқотлар ҳаёт ҳодисаларига физика ва кимё қонунларини, организмда 
энергия ўзгаришларига эса термодинамиканинг асосий қонунларини тадбиқ 
қилса бўлади деган илмий нуқтаи назарга асосланади. 
Биоэнергетиканинг 
кейинги 
йилларда 
қўлга 
киритган 
асосий 
ютуқларидан бири барча тирик мавжудотларда - микроорганизмлардан тортиб, 
то 
одамгача–энергетик 
жараёнларнинг 
моҳият 
эътибори 
билан 
бир 
хиллигининг аниқланганидир. Энергияинг ҳаракатчан шаклда, биологик 
жиҳатдан ўзлаштириладиган шаклда тўплайдиган моддалар ва шу хилда 
энергия тўпланишига олиб келадиган жараёнлар ҳам бутун ўсимлик ва 
ҳайвонот олами учун умумий, бир хил эканлиги аниқланди. 
Биосферада барча тирик организмларнинг мавжудлиги умуман қуёш 
энергияси билан узлукиз равишда таъминланишга асосланган. Аммо ёруғлик 
энергияини ҳамма организмлар ҳам тўғридан-тўғри ўзлаштираолмайди. 
Ёруғлик энергиясининг бир қисми фақат хлорофилли яшил ўсимликлар ва 
айрим пигментли микроорганизмлар томонидан ютилади ва фотосинтез 
жараёнида анорганик моддалардан (Н
2
О ва СО
2
)органик моддалар 
тайёрланади. Натижада ёруғлик энергияси ўсимлилар томонидан органик 
моддаларнинг 
тарибидаги 
асосий 
кимёвий 
энергия 
ва 
қисман 
аденозинтрифосфат (АТФ) шаклида тўпланади. 
ёруғлик 
пАДФ + пН
3
РО
4
пАТФ 
энергияси 
Тўпланган углеводлар, сўнгра липидлар (ёғлар), оқсиллар ва ҳужайранинг 
бошқа компонентлари синтезининг барча кейинги жараёни органик бирималар 
энергияси ҳисобига ферметатив реакциялар циклида амалга ошади. 
Айрим организмлар - баъзи бактериялар эса органик моддаларни 
тайёрлашда кимёвий жараён (хемосинтез) да юзага келган энергиядан 
фойдаланади. Умуман анорганик моддадан органик моддаларни тайёрлаш 
қобилиятига эга бўлган организмлар - автотроф организмлар дейилади. 
Энергияни органик моддаларнинг (углевод, ёғ, оқсиллар) оксидланиши 
ҳисобига оладиган организмлар – гетеротроф организмлар дейилади. Бу 
организмларда органик моддалар СО
2
ва Н
2
О гача оксидланади ва ажралган 
энергия ҳисобига АТФ ва макроэргик боғларга эга бўлган бошқа бирикмалар 
синтезланади. Энергиянинг қолган қисми эса иссиқлик шалида тарқалади. 
Хемосинтез жараёнлларида ҳам қайтарилган анорганик бирикмаларнинг 
оксидланиши ҳисобига маълум миқдор энергия тўпланади, аммо бу 
жараёнларнинг биосфера энергетикасига қўшадиган ҳиссаси кам. 
Юқорида кўрсатилган маълумотлар асосида, яъни организмларни энергия 
ўзлаштириш хусусиятлари бўйича, қуйидаги гуруҳларга бўлиб ўрганиш 
мумкин: 
1. Автотрофлар – буларга яшил ўсимликлар, айрим пигментли 
мироорганизмлар ва хемосинтетиклар киради. 
2. Гетеротрофлар – буларга паразитлик қилиб яшовчи айрим юксак 
ўсимликлар, замбуруғлар, кўпчилик микроорганизмлар, ҳамма ҳайвонлар ва 
одам киради.

---

36
Ҳужайралардаги 
моддалар 
алмашинуви 
(метаболизм) 
мураккаб 
моддаларнинг узлуксиз равишда содда модаларга парчаланиб туришидан ва 
мураккаб моддаларнинг синтезланишидан иборат. Ўсимлик ва бошқа тирик 
организмлар ҳужайраларида содир бўлувчи моддалар ўзгариши ва энергия 
алмашинуви физика ва кимёнинг қонунларига бўйсунади, шунинг учун тирик 
тизимларга бу қонун ва принципларни қўллаш мумкинлиги эътироф этилади.. 
Умумий жараёнларнинг моҳиятини термодинамиканинг биринчи ва иккинчи 
қонунлари асосида тушунтирилади,
Термодинамиканинг биринчи қоунига кўра ички энергия (Е) фақат 
иссиқлик ҳолида энергияни кўчириш жараёнида ёки иш бажарилганда 
ўзгариши кузатилади. Бошқача қилиб айтганда энергияни яратиш ва йўқ қилиш 
мумкин эмас. 
Е= Е (маҳсулотларни) Е(реагентларни)=Q+W 
Q – иссиқлик,ташқаридан олинган; 
W – система бажарган иш. 
Бажарилган иш механик, электрик ёки кимёвий (синтез) бўлиши мумкин. 
Ажратиб олинган системалар учун уларнинг ички энергиясининг ўзгариши 
қуйидаги формулар бўйича аниқланади. Е=Q+W, яъни системанинг ички 
энергиясини кўпайиши унга берилган иссиқлик ва ташқи муҳитнинг система 
устида бажарган ишни йиғиндисига тенгдир. 
Демак бу қонунга кўра энергия қайтадан ҳосил бўлмайди ва йўқолмайди 
фақат бир формадан иккинчи формага ўтади. Ажратиб олинган система 
энергиясини умумий миқдори доимий бўлиб қолади. Биринчи қонун тирик 
системаларга қўлланилиши мумкин. 
Ўсимлик ҳужайраларида ферментлар иштирокида экзергоник реакциялар 
ўз-ўзидан кетиши мумкин, улар кимёвий потенциалнинг манфий ўзгариши 
билан характерланади. Шу билан бирга ҳужайраларда эндергоник жараёнлар 
содир бўлади, яъни оддий моддалардан мураккаб моддаларнинг синтези, унда 
энергия талаб қилинади ва у энергияни бир-бирига боғланган экзергоник 
жараёнлардан олади. 
Организмлардаги ҳар бир тирик ҳужайра мураккаб тизимлардан иборат. 
Унинг таркиби узлуксиз фаолликда бўлади: моддаларнинг ҳужайрага кириши 
ва ташқарига чиқиши доимий характерга эга. Ҳужайрада содир бўладиган 
ҳамма реакцияларни икки гуруҳга ажратиш мумкин. Анаболитик реакциялар-
кичик ва оддий молекулалардан йирик молекулаларнинг синтез қилиниш 
реакциялари; бу жараёнлар учун энергия сарфланади-яъни эндергоник 
жараёнлар: 
А + В АВ [+ G] 
(бу ерда ΔG реакция жараёнида эркин энергиянинг ўзгариши). 

---

37
Катаболитик реакциялар – йирик молекулаларнинг кичик ва оддий 
молекулаларга парчаланиш реакциялари; бу жараёнларда энергия ажралади – 
экзергоник жараёнлар : 
АВ А + В [-  G] 
Ўз навбатида ҳосил бўлган оддий молекулалар қайта биосинтезда 
фойдаланиши мумкин. 
Ҳужайрада содир бўлаётган катаболитик ва анаболитик реакциялар 
йиғиндиси биргаликда ҳужайранинг метаболизмини ташкил этади: 
Катаболизм + Анаболизм =метаболизм 
Ҳужайрага 
кираётган 
органик 
моддалар, 
янги 
ҳужайравий 
компонентларнинг биосинтези ва кимёвий энергия манбаси сифатида хизмат 
қилади. Органик моддаларнинг парчаланиши натижасида ҳосил бўлган энергия 
нинг кўпчилик қисми ҳужайранинг ҳаётий жараёнлари учун фойдаланилади. 
Энергия ҳужайранинг турли қисмларига тарқалади ва бир шаклдан иккинчи 
шаклга ўтади. Натижада энергиянинг ҳар бир шакли ҳужайрадаги маълум бир 
ишни бажариш учун хизмат қилади. Булар биосинтез, ҳужайранинг бўлиниши , 
кўпайиши, фаол транспорт (сув, минерал ва органик моддалар), осмос ва 
бошқалар бўлиши мумкин. Тирик ҳужайралар учун энг зарури кимёвий 
энергия бўлиб, у ҳужайра қисмларига ва ҳужайрадан - ҳужайрага тез 
ўтказилади ва самарали фойдаланилади. 
Айрим фосфат бирикмалар гидролизланиши натижасида 
ажраладиган эркин энергия