Universiteti tabiyattaniw

Ayrim fosfat birikpeler gidrolizlenıwı nátiyjesınde ajralatuǵın erkın energiya
Ulıwma barlıq tırı organizmlerdegı energiyanıń bırlemshı deregı quyash esaplanadı. Organizmlerde energiya bır formadan ekinshı formaǵa tez ótedı hám ju`mıs atqaradı, bır bolımı bolsa atirap – ortalıqqa tarqaladı. Bıraq energiyanıń aziqlıq shınjırına qosılıwı tek xlorofillı jasıl Ósimlikler (fotosintez) arqalı ju`z beredı.


2.4. Donor – aktseptor sisteması

Anglichan alımı A.Sent-Derdi (1971) tırı kletka – bul mashina hám onıń ıslewı u`shın energiya zárur, degen pikirge tiykarlanadı. Onıń korsetıwınshe, elektronlar barlıq tırı protsesler u`shın energiya, informatsiya hám zaryad tasıwshı tiykarǵı janılǵı esaplanadı. Kletkanıń fiziologiyalıq jaǵdayı ondaǵı elektron donorları hám aktseptorlarınıń salıstırmasına baylanıslı boladı. Tirishilik ıskerlıklerın basqarıwshı “ Ximiyalıq energiya – tiykarınan elektronlar energiyası esaplanadı”.

Yadronıń tartısıw ku`shın jeńe alatuǵın energiya dárejesı – ionizatsiya potensialı bolıp, ol elektronvolt (ev) menen belgilenedı. Vodoroddıń ionizatsiya potensialı 13 ev.ga teń, yaǵniy vodorod atomınan elektrondı ajratıw u`shın 13 ev.energiya sarıplanadı. Eger ionizatsiya potensialı qansha kem bolsa, elektron energiyası hám onıń reaksiya qábiletı sonsha joqarı boladı. Elektron berıwshı zatlar – donor (D) hám elektron qabıl etıwshı zatlar – aktseptor (A) dep ataladı. Elektronlardıń bunday ótkızılıwı donor – aktseptorlıq sistemalardıń ózara tásırı dep atalıwı mumkin.
Donordan aktseptorǵa elektronlar ótkızılıw protsesınde qansha energiya sarıplanıwı yamasa ajralıp shıǵiwın teoriyalıq jaqtan esaplap shıǵıw mumkin. Eger elektron donordan ajralıp ayrim aktseptordıń toltırılmaǵan qabatına qabıl etılse, onı sxematikalıq tárızde tomendegishe korsetıw mumkin.
Tomende, donordan (D) aktseptorǵa (A) elektronlar ótkiziliwi: qara siziqlar toltirilǵan hám jińishke siziqlar toltirilmaǵan elektron qabatlar:

Joqarıda korsetılıwınshe, elektron toltırılǵan eń joqarı donor qabatınan toltırılmaǵan eń tomengı aktseptor qabatına ótedı. Bunday donor – aktseptor sistemasında elektronlar kóshıwı nátiyjesındegı ulıwma energiya (E) muǵdarı tomendegishe boladı:
E = I – EA + D

Ulıwma energiyanı donor I dıń ionizatsiya potensialı tiykarında sarıplanatuǵın energiyası menen aktseptordıń EA elektron qabıl etıwınde payda bolatuǵın parq belgileydı, bul jerde D – aktseptorǵa elektronlar bırlesıwı nátiyjesınde payda bolatuǵın qosimsha energiya.

Eger I > EA bolsa, energiya sarıplanıwı zarur, EA > I bolsa, ol jaǵdayda elektronlar otkızılıwı óz-ózinen ju`z beredı.
Tırı organizmlerde toplanǵan barlıq ximiyalıq energiya Ósimlikler tárepınen jutılǵan fotonlar (quyash nurı) energiyası esaplanadı. Fotonlardıń ósımlıkler tárepınen jutılıwı nátiyjesınde elektonlar ózınıń eń joqarı energetikalıq dárejege iye bolǵan biopotensialına erısedı hám tirishilik ku`shine aylanadı. Yaǵniy elektronlar bergen energiya esabına tirishilik protseslerı ju`z beredı hám ol ximiyalıq baylanıslar energiyasına aylanıp, makroenergetikalıq fosfat baylanısların (ATF hám basqalar) payda etedı. Sebebı elektronlar energiyası tuwrıdan – tuwrı depoǵa toplanmaydı. Makroenergetikalıq baylanıslardı Lipman P simvoli menen belgilewdı usınıs etken edı. Bunday ózgerıwler fosforlanıw protseslerınde ju`z beredı, yaǵniy oksidlenıw – qaytarılıw protseslerınde payda bolǵan makroenergetikalıq bırıkpeler (ADF, ATF, NAD, NADF, FADF hám basqalar) joqarı energetikalıq dárejege iye boladı.
Kletkalarda ATF kop jiynalmaydı, sonday bolǵanda kletkanıń osmotikalıq basımı judá joqarı bolar edı. ATF maylar, uglevodlar sintezınde paydalanıladı hám sol bırıkpeler jaǵdayında kóp muǵdarda energiya toplanadı. Bul bırıkpelerdıń oksidlenıwı nátiyjesınde olardıń energiyası qayta ATF energiyasına ózgeredı.
Ulıwma bız “ elektron energiyası “ degende, bır elektronnıń joqarı biopotensialın kózde tutamız. Makroenergetikalıq baylanıs energiyası deyilgende sol baylanısdı payda etıwshı elektronlar gruppasınıń ulıwma energiyası tusınıledı.

Biomembranalardıń roli

Professor V.P.Skulachev (1989) bioenergetika biologiya pánlerı sistemasındaǵI energiya menen tamiynlew haqqındaǵı pán bolıp, ol sırtqı resurslar energiyasınıń biologiyalıq paydalı jumısǵa ózgerıwın uyrenedı, dep aytadı. Sol pıkırge tiykarlanıp onı molekulyar bioenergetika, kletka, putkıl organism, biotsenoz hám biosfera bioenergetikasına ajratadı. Barlıq tırı organizmlerde, tiykarınan, Ósimliklerde energiya almasınıwı protsesınde membranalar oraylıq órındı iyeleydı. Sebebı tırı kletkalarǵa energiyanıń qabıl etılıwı, ózgerıwı hám ózlestırılıwı protseslerı membranalar arqalı ju`z beredı. Biologiyalıq membranalar tabiyǵiy plyonkadan ibarat bolıp, qalıńlıǵı 5-7 mkm belok hám lipidlerden ibarat. Biomembranalardıń lipid qabıǵI tiykarınan fosfolipidler yamasa gliko- hám sulfolipidlerden duzılgen. Biomembranalardıń tiykarǵı qásiyetlerın beloklar korsetedı. Membrana belokları ortasında fermentler, tasıwshılar, pigmentler hám retseptorlar bar. Kopshılık membranalardıń eń áhmiyetlı funksiyası bır formadan ekınshı formaǵa ózgertırıwden ıbarat. Bul funksiyanı arnawlı beloklar – energiyanı qayta ózgertırıwshıler ámelge asıradı. Bunday membranalar kopshılık zatlardı otırmeydı.

Energiyanı qayta ózgertırıwshı membranalar ortasında eń joqarı biologiyalıq áhmiyetge iye bolǵanları: mitoxondriyalardıń ishkı membranaları, bakteriyalardıń ishkı (tsitoplazmatikalıq) membranaları, eukariot kletkalardıń sırtqı membranası, xloroplast tilakoidları, Ósimlik kletkasınıń vakuolyar membranası (tonoplast).
Ayrım biomembranalar energiyanı bır formadan ekınshı formaǵa qayta ózgerte almaydı. Bunday membranalar energetikalıq funksiyanı atqarmaydı. Mısalı, mitoxondriyalardıń sırtqı membranası hám gram-ters bakteriyalar membranası. Sebebı olardıń quramında bolek belok – porin bolıp, olar mayda tesıksheler payda etedı hám ayrım kıshı molekulyar bırıkpelerdı arqayin otkizedı.
Biomembranalarda energiyanıń qayta ózgerıw formasın tomendegıshe korsetıw mumkin:
Energiya deregı → D μ I → jumıs.
Bunda membrana sistemasında derekden alınǵan energiya aldın ion 1 transportı u`shın paydalanıladı, yaǵniy membrana ishındegı elektrik maydan ku`shı hám u`lken konsentratsiyaǵa qarsı baǵdarlanǵan boladı. Bul protses membrananı energiyalaw dep ataladı. Keyın ala elektrik hám osmotikalıq formada toplanǵan energiya paydalı jumıs atqarıw u`shın háreketlenıwshı ku`sh sıpatında paydalanıladı.
Ulıwma, sırtqı energiyanıń paydalanılıwı h`m onıń esabına jumıs atqarılıwı protsesınde D μ I dıń payda bolıw hám paydalanılıwı bır-bırıne baylanıslıǵı belgılı boldı. Sonıń u`shın da ion I baylanıstırıwshı ion dep atalıwı mumkin. 1961 – jılda P.Mitchel biomembranalarda baylanıstırıwshı ion rolın H˖ atqarıwın korsetken edı. Keyın ala Na˖ rolı da belgılı boldı.
Házirgı waqıtda membranalardıń bioenergetikalıq korınısı tomendegıshe korsetıledı:
A. Energiyani qayta ózgertırıwshı membranalar, baylanıstırıwshı ion sıpatında H˖ den paydalanıwshılar:
1) mitoxondriyalardıń ishkı membranaları;
2) xloroplast tilakoidlarınıń membranası;
3) xloroplastlar diywalınıń ishkı membranası;
4) kopshılık bakteriyalardıń ishkı (tsitoplazmatikalıq) membranası;
5) bakterial xromotoforlardıń membranası;
6) Ósimlik hám zamarıqlar kletkasınıń sırtqı membranası;
7) Ósimlik hám zamarıq vakuolası membranası (tonoplast).
B. Energiyanı qayta ózgertırıwshı membranalar, baylanıstırıwshı ion sıpatında Na˖ den paydalanıwshılar:
1) haywanlar kletkasınıń sırtqı membranası;
2) ayrim teńiz aerob hám anaerob bakteriyalardıń ishkı (tsitoplazmatikalıq) membranaları.
V. Energiyanı qayta ózgertırıwshı hám tek ion gradientı payda etıwshı membranalar:
1) lizosom membranası hám Goldji apparatı (energiya ATF → ∆ H turınde ózgeredı);
2) ayrim haywan kletkalarınıń sırtqı membranası (ATF → ∆ H);
3) sarkoplazmatikalıq retikulum, Ca˖² toplawshılar (ATF → Ca).
G. energiyanı qayta ózgertıre almaytuǵın membranalar:
1) mitoxondriyalardıń sırtqı membranası;
2) xloroplast diywalınıń sırtqı membranası;
3) bakteriyalardıń sırtqı membranası;
4) peroksisomalardıń membranası.
D. energetikalıq funksiyası tolıq aytılmaǵan membranalar:
1) endoplazmatikalıq retikulum (mikrosomalar);
2) kletka yadrosınıń membranası.
Joqarıda korsetılgen A hám b gruppa membranalarda bosatılıp atırǵan hám energetikalıq protsesler D H (A gruppada) yamasa D Na (B gruppada) payda bolıwı hám paydalanılıwı menen aytıladı.
Hár bır gruppa membranalar energiya sarpı u`shın óz dereklerınen paydalanadı. Membranalarda tiykarınan D H yamasa D Na jaǵdayında, membranasız bolımlerınde ATF yamasa basqa makroenergetikalıq zatlar paydalanıladı. Óz náwbetınde D H hám D Na energiyası qayta ATF energiyasına da aylanıwı mumkin.

JUWMAQLAW

Juwmaqlap aytqanda, barlıq tiri oraganizmler atap aytqanda, Ósimliklerde energiya menen támiyinleniwge tiykarlanǵan esaplanadi. Ósimlikler u`shin bul energiyaniń tiykarǵi deregi – quyash esaplanadi. Quyashdan kelgen jaqtilıq energiyasın barlıq organizmlerde tuwridan – tuwi ózlestire almaydi. Jaqtilıq energiyasıniń bir bolimi tek xlorofilli jasil Ósimlikler hám ayrim pigmentli mikroorganizmler tárepinen jutiladi hám fotosintez protsesinde anorganikalıq zatlardan (H2O hám CO2) organikalıq zatlar sintezlenedi. Soniń u`shin barlıq tiri organizmler u`shin fotosintez protsessi áhmiyetli esaplanadi. Bul protsessde Ósimlikti jaqtilıq energiyası menen tamiyinleniwi tiykarǵi roldi atqaradi.

Ósimlik hám basqa tırı organizmler kletkalarında juz beretuǵın zatlardıń ózgerıwı hám energiya almasıwı fizika hám ximiyanıń nızamlıqlarına qarab ıs koredı.
Joqarida aytqanimizday, uliwma kletka energetikasi termodinamikaniń birinshi hám ekinshi nizamlıqlari boyinsha tusindiretuǵin bolsaq, birinshi nizamǵa kore ishki energiya tek jilllilıq jaǵdayinda energiyani koshiriw protsesinde yamas jumis atqarilǵanda ózgeriwi guzetiledi.
Demek, bul nizmaǵa muwapiq energiya qaytadan payda bolmaydi hám joq bolmaydi, tek bir formadan ekinshi formaǵa ótedi.

PAYDALANILǴAN ÁDEBIYATLAR:

1. 
   Xójayev J.X. Ósimliklar fiziologiyasi. Toshkent – Mehnat - 2004.
   
2. 
   Beknazarov O.B. Ósimliklar fiziologiyasi. Toshkent.: “Aloqachi” – 2009.
   
3. 
   Самиев Х.С. Водний режим и продуктивностъ хлопчатника. Т.: «Укитувчи» 1978.
   
4. 
   Скулачев В.П. Энергетика биологичеких мембран. М.: Наука 1989.
   
5. 
   Лебедов С.И. Физиология растений. М.: Колос. 1982.
   
6. 
   Imomaliyev A, Zikriyoyev A, Ósimliklar bioximiyasi. T.: “Óqituvchi” 1978.
   
7. 
   Sottiboyev I.K. Qóchqorov Q, Ósimlik hujayrasi. T.: “Óqituvchi” 1978.
   

www.google.ru
www.arxiv.uz
www.ziyonet.uz