Ўсимликларда нафас олиш физилогияси

Ushbu bitiruv malakaviy ishi o'simliklarning nafas olish jarayonining fiziologik jihatlarini, jumladan, aerob va anaerob nafas olish mexanizmlarini, mitoxondriyada energiya hosil bo'lishini, nafas olishning turli omillarga bog'liqligini va uning ahamiyatini chuqur tahlil qiladi. Ishda nafas olishning pentozafosfat sikli, glioksalat sikli kabi yo'llari ham ko'rib chiqilgan. Shuningdek, nafas olish zanjiridagi komponentlar, ularning qaytarilish darajasi va oksidativ fosforlanishning turli gipotezalari yoritilgan.

Asosiy mavzular

Nafas olish jarayonining umumiy ma'lumot: O'simliklar hujayralarining asosiy oziqa moddasi bo'lgan organik moddalar tarkibidagi kimyoviy energiya nafas olish jarayonida ajralib chiqadi. Bu jarayon kislorod ishtirokida anorganik moddalarga (CO2 va H2O) parchalanishi va kimyoviy energiya ajralib chiqishi orqali amalga oshadi. Bu jarayonda mitoxondriyalarda fermentlar ishtirokida murakkab organik birikmalar oksidlanadi.
Nafas olish ximizimi: Nafas olishning sxematik tenglamasi bu murakkab fiziologik jarayonni to'la xarakterlamaydi, chunki juda ko'p oraliq reaksiyalar sodir bo'ladi. Bu jarayonning o'ziga xos xususiyatlarini aniqlashda A.N.Bax, V.I.Palladin va S.P.Kostichevlarning ishlari muhim ahamiyatga ega. V.I.Palladin nazariyasiga ko'ra, nafas olishda anaerob va aerob bosqichlar mavjud.
A. N. Baxning peroksid nazariyasi: Bu nazariyaga ko'ra, tirik organizmlardagi oksidlanish protsesslarida peroksid birikmalar muhim ahamiyatga ega. Molekulyar kislorod oksidlanuvchi moddalar bilan reaksiyaga kirishib, peroksidlar hosil qiladi. Bu peroksidlardagi faol kislorod boshqa moddalarni oksidlash uchun foydalanilishi mumkin.
V. I. Palladinning nafas olish nazariyasi: Palladin nazariyasiga ko'ra, xromogenlar molekulyar kislorodning oksidlanayotgan substratga ko'chishini ta'minlamaydi, balki substratdagi vodorodni o'ziga biriktirib oladi va keyinchalik ularni molekulyar kislorodga uzatadi. Bu jarayon anaerob va aerob bosqichlardan iborat.
Oksidlanishning mohiyati: Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari elektronlarning ko'chishi bilan bog'liq. Moddalar oksidlanganda elektron ajraladi, qaytarilganda esa elektron biriktirib oladi. Bu jarayonlar har doim bir-biri bilan chambarchas bog'liq.
Nafas olish koeffitsienti: O'simliklarning nafas olish jarayonida ajralib chiqqan karbonat angidridning yutilgan kislorodga nisbati nafas olish koeffitsienti (NK) deyiladi. U oksidlanayotgan moddaning turiga qarab o'zgaradi.
Nafas olish va bijg'ishning o'zaro aloqasi: Nafas olish va bijg'ish jarayonlari bir xil jarayonlar bilan shakarlarning parchalanishidan boshlanadi. Nafas olishda CO2 va suv, bijg'ishda esa CO2 va spirt hosil bo'ladi. Bu jarayonlar pirouzum kislota orqali bog'liqdir.
Fermentlar tizimi: Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarini boshqaruvchi fermentlarga oksidoreduktazalar deyiladi. Ular uch guruhga bo'linadi: anaerob degidrogenazalar, aerob degidrogenazalar va oksigenazalar.
Anaerob nafas olish: Bu jarayonda murakkab organik moddalar (uglevodlar) oddiy organik moddalarga (pirouzum kislotasiga) parchalanadi. Bunda energiya hosil bo'lishi bilan birga ATF ham hosil bo'ladi.
Aerob nafas olish: Bu jarayonda pirouzum kislota karbonat angidrid va suvga to'liq parchalanadi. Bu jarayonning ikki bosqichi mavjud: Krebs sikli va oksidlovchi fosforlanish.
Nafas olishning pentozafosfat sikli: Bu sikl glukoza-6-fosfatning oksidlanishi orqali pentozalarni hosil qiladi. Bu yo'l ayniqsa sintetik jarayonlar kuchli borayotgan hujayralarda faol xarakterga ega.
Glioksalat sikli: Bu sikl moyli o'simliklarning unayotgan urug'larida va zapas yog'lar, shakarlarga aylanishi kerak bo'lgan organlarida sodir bo'ladi. U Krebs siklining o'zgargan yo'lidir.
Mitoxondriyada nafas olish zanjiri: Nafas olish zanjiri mitoxondriyalarning ichki membranasida joylashgan fermentlar tizimidan iborat. U elektronlarning kislorodga uzatilishini ta'minlaydi va shu orqali ATF sintezlanadi.
Nafas olish zanjiridagi komponentlarning qaytarilish darajasi: Nafas olish zanjiri komponentlarining oksidlanish-qaytarilish darajasi ularning qaytarilgan va oksidlangan shakllarining nisbati bilan belgilanadi.
O'ksidlanish bilan bog'liq bo'lgan fosforlanishni ajratish: Ba'zi kimyoviy moddalar oksidlanish va fosforlanish protsesslarini bir-biridan ajratuvchi vosita bo'lib xizmat qiladi. Bular oksidativ fosforlanish mexanizmini o'rganishda foydalaniladi.
Oksidativ fosforlanish mexanizmi gipotezalari: Oksidlanish natijasida ajraladigan energiyaning ATFga aylanish mexanizmini tushuntirish uchun kimyoviy bog'lanish, konformatsion va xemiosmotik gipotezalar mavjud.
Nafas olish ekologiyasi: Nafas olish tezligi o'simlik turlariga, yoshiga, yashash sharoitiga, haroratga, kislorod va karbonat angidrid miqdoriga bog'liq bo'ladi.
Don, meva va sabzavotlarni saqlashda nafas olishning ahamiyati: Maxsulotlarni saqlashda nafas olish jadalligini nazorat qilish muhim ahamiyatga ega. Past harorat va kam namlikda nafas olish sekinlashadi, bu esa mahsulotlarning uzoq vaqt sifatli saqlanishini ta'minlaydi.