Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Сімдіктер физиологиясы» пәні бойынша мемлекеттік емтихан сұрақтары



 

1.Өсімдіктер клетканың физиологиясы

Өсімдіктер физиологиясы өсімдік организміндегі тіршілік құбылысына байланысты процестерді зерттейтін ғылым. Жер бетіндегі өсімдік әлемі төмен және жоғары сатыдағылыр болып бөлінеді. Төменгі сатыдағы өсімдіктер, көбінесе, бір клеткалы болса да, бүкіл тіршілік әрекеттерін дербес жүзеге асыра алады. Жоғары сатыдағы өсімдіктер болса көп клеткалы,белгілі тіршілік қызметін атқаратын, толып жатқан ұлпалардан, мүшелерден тұратын күрделі құрылымды организмдер болып есептеледі. Осыған байланысты өсімдіктер физиологиясы өзінің зерттеулерін жеке клеткададағы тіршілік әрекеттерінен бастайды. Содан кейін жеке мүшелердегі және тұтас өсімдіктердегі минералдық қоректену, фотосинтез, тыныс алу, сыртқы ортаның қолайсыз жағдайларына төзімділігінің, өсу мен дамуының физиологиялық негіздерін зерттейді. Сонымен қатар, осы процестердің өзара байланыстылығын зерттейді. Өсімдік тамырлары өте кең тарамдалып өсіп, олардың миллиондаған,тіпті миллиардтаған майда түкшелері үздіксіз қайтадан қалыптасып, топырақтың ұдайы жаңа бөліктерін, көлемін барынша көп қайтуға бейімделген. Өсімдіктер физиологиясының негізгі міндеті- өсімдік организмінің өміріндегі тіршілік әрекеттерінің ішкі тетіктерін- механизмдерін, заңдылықтарын, сыртқы орта жағдайларына байланыстылығының негіздерін ашып, оларды адам қоғамының игілігіне байланысты өзгертіп, игерудің әдістерін қалыптастыруға бағытталған. Өсімдіктер физиологиясының дамуы химия, физика және математика ғылымдарының жетістіктерімен тығыз байланысты. Барлық физиологиялық зерттеулерде аталған ғылымдардың әдістері кеңінен қолданылады. Қазіргі заманғы физиологиялық ғылыми зерттеулер төмендегі бағыттарда жүргізіледі. Биохимиялық бағыт-өсімдіктерде фотосинтез, тыныс алу процестерінде пайда болатын әр түрлі органикалық қосындылардың тіршіліктегімаңызын зерттеп, минералдық заттармен қоректенудің заңдылықтарын ашып, қарапайым минералдық қосындылардан күрделі күрделі органикалық қосындылардың пайда болу жолдарын зерттейді. Биофизикалық бағыт- клеткадағы энергетикалық процестерді, өсімдік электрофизиологиясын, су алмасудың, тамыр арқылы қоректенудің, өсудің, тітіркенудің, фотосинтезбен тыныс алудың физико-химиялық заңдылықтарын зерттейді. Онтогенездік бағыт- ішкі биохимиялық және биофизикалық процестерге тәуелді өсімдіктердің дамуының жасына байланысты заңдылықтарды, морфогенезді және өсімдіктердің дамуының жасына игерудің мүмкіндік жолдарын зерттейді. Экологиялық бағыт- өсімдік организміндегі ішкі процестердің сыртқы ортаға тәуелділігін зерттейді. Синтетикалық, немесе кибернетикалық бағыт- өсімдіктердің өсуі, фотосинтез, тыныс алу, қоректену және мүше қалыптасу процестерінің энергетикасы мен кинетикасының жалпы заңдылықтарын зерттейді. Өсімдіктер физиологиясының даму кезеңдері.Өсімдіктер немен қоректенеді,өзінің денесін қандай заттардан құрастырады және ол заттарды қайдан қабылдайды деген сұрақтар физиология ғылымы жаңа қалыптаса бастаған кездерде туындаған болатын. Барлық тірі организмдердің денесі майда тор тәріздес клеткалардан тұратындығы ерте заманнан,лупа мен микроскоп шыққан кезден,оларды тіршілік құбылыстарын зерттеуге пайдалана бастағаннан белгілі болған.Клетка-өсімдіктер мен хайуанаттардың өте майда негізгі құрылыстық және қызметтік бөлігі. Гольджи аспабын-Камило Гольджи ашқан клетканың бұл оргоноиды диктиосома,везикула және цистерна аралық түтікшелер сияқты құрылымдардың жиынтығы екендігі анықталды.Сыртқы плазмалық мембранамен генетикалық байланыста болатын,клетканың ішкі мембраналар жүйесін 1945 жылы Г.Палад ашып, К.Портер эндоплазмалық ретикулум немесе Эндоплазмалық тор деп атады.Өсімдік клеткаларында өте майда денешіктердің болатындығы 1958 ж. Л.Женебье, АюЛанг, және Р.Бюва зерттеулерінде анықталды.Батыс Еуропады 18ғ соңы мен 19ғ басында қоректенудің гумустық теориясы кең орын алды.Осы теорияның негізін жақтаушылардың бірі неміс ғалымы А.Тэер топырақтың құнарлығы қарашірікке байланысты,себебі ол сумен қатар өсімдік үшін негізгі қорек болып есептеледі деді.Өсімдіктің қоректенуі туралы ілімін дамуына атақты ғалым К.А.Тимирязев өте маңызды үлес қосты. А.Н.Энгельгардт, Д.И.Менделеев және П.А.Костычев сияқты ғалымдардың зерттеулерінің арқасында өсімдіктердің қоректенуі туралы ғылым-агрохимияның даму тарихы басталды. Өсімдіктердің жеке дамуының сатыларымен оларға байланысты ерекшк құрылымдар төмендегіше белгіленеді: эмбриондық – зиготаның қалыптасуы, жастық балауса-ұрықтың өнуі және негізгі өсу мүшелердің қалыптасуы, жетілу, толығу-гүл бастамаларының пайда болуы, көбею мүшелерінің қалыптасуы, көбею –тұқымдардың , жемістердің бір рет немесе бірнеше қайталанып қалыптасуы, қартаю- ыдырау процестерінің және ырықсыз құрылымдарының басылымдары. Әрбір жеке сатыда организмде жаңа құрылымдардың пайда болуы тиісті физиологиялық биохимиялық процестерден және өзгерістерден кейін басталады





Өсімдіктер физиологиясының мақсаты мен міндеттері. Өсімдіктер физиологиясы өсімдік организміндегі тіршілік құбылысына байланысты процестерді зерттейтін ғылым. Жер бетіндегі өсімдік әлемі төмен және жоғары сатыдағылыр болып бөлінеді. Төменгі сатыдағы өсімдіктер, көбінесе, бір клеткалы болса да, бүкіл тіршілік әрекеттерін дербес жүзеге асыра алады. Жоғары сатыдағы өсімдіктер болса көп клеткалы,белгілі тіршілік қызметін атқаратын, толып жатқан ұлпалардан, мүшелерден тұратын күрделі құрылымды организмдер болып есептеледі. Осыған байланысты өсімдіктер физиологиясы өзінің зерттеулерін жеке клеткададағы тіршілік әрекеттерінен бастайды. Содан кейін жеке мүшелердегі және тұтас өсімдіктердегі минералдық қоректену, фотосинтез, тыныс алу, сыртқы ортаның қолайсыз жағдайларына төзімділігінің, өсу мен дамуының физиологиялық негіздерін зерттейді. Сонымен қатар, осы процестердің өзара байланыстылығын зерттейді. Өсімдік тамырлары өте кең тарамдалып өсіп, олардың миллиондаған,тіпті миллиардтаған майда түкшелері үздіксіз қайтадан қалыптасып, топырақтың ұдайы жаңа бөліктерін, көлемін барынша көп қайтуға бейімделген. Өсімдіктер физиологиясының негізгі міндеті- өсімдік организмінің өміріндегі тіршілік әрекеттерінің ішкі тетіктерін- механизмдерін, заңдылықтарын, сыртқы орта жағдайларына байланыстылығының негіздерін ашып, оларды адам қоғамының игілігіне байланысты өзгертіп, игерудің әдістерін қалыптастыруға бағытталған. Өсімдіктер физиологиясының дамуы химия, физика және математика ғылымдарының жетістіктерімен тығыз байланысты. Барлық физиологиялық зерттеулерде аталған ғылымдардың әдістері кеңінен қолданылады. Қазіргі заманғы физиологиялық ғылыми зерттеулер төмендегі бағыттарда жүргізіледі. Биохимиялық бағыт-өсімдіктерде фотосинтез, тыныс алу процестерінде пайда болатын әр түрлі органикалық қосындылардың тіршіліктегімаңызын зерттеп, минералдық заттармен қоректенудің заңдылықтарын ашып, қарапайым минералдық қосындылардан күрделі күрделі органикалық қосындылардың пайда болу жолдарын зерттейді. Биофизикалық бағыт- клеткадағы энергетикалық процестерді, өсімдік электрофизиологиясын, су алмасудың, тамыр арқылы қоректенудің, өсудің, тітіркенудің, фотосинтезбен тыныс алудың физико-химиялық заңдылықтарын зерттейді. Онтогенездік бағыт- ішкі биохимиялық және биофизикалық процестерге тәуелді өсімдіктердің дамуының жасына байланысты заңдылықтарды, морфогенезді және өсімдіктердің дамуының жасына игерудің мүмкіндік жолдарын зерттейді. Экологиялық бағыт- өсімдік организміндегі ішкі процестердің сыртқы ортаға тәуелділігін зерттейді. Синтетикалық, немесе кибернетикалық бағыт- өсімдіктердің өсуі, фотосинтез, тыныс алу, қоректену және мүше қалыптасу процестерінің энергетикасы мен кинетикасының жалпы заңдылықтарын зерттейді.

Өсімдіктер физиологиясының тіршілік процестерін зерттеудегі негізгі жолдары. Қазіргі заманғы физиологиялық ғылыми зерттеулер төмендегі бағыттарда жүргізіледі. Биохимиялық бағыт-өсімдіктерде фотосинтез, тыныс алу процестерінде пайда болатын әр түрлі органикалық қосындылардың тіршіліктегімаңызын зерттеп, минералдық заттармен қоректенудің заңдылықтарын ашып, қарапайым минералдық қосындылардан күрделі күрделі органикалық қосындылардың пайда болу жолдарын зерттейді. Минералдық заттардың коллоидтар мен катализатордың күйлерін реттеушілік ж/е клеткадағы электрлік құбылыстардың орталығы ретіндегі маңызын айқындайды.Биофизикалық бағыт- клеткадағы энергетикалық процестерді, өсімдік электрофизиологиясын, су алмасудың, тамыр арқылы қоректенудің, өсудің, тітіркенудің, фотосинтезбен тыныс алудың физико-химиялық заңдылықтарын зерттейді. Онтогенездік бағыт- ішкі биохимиялық және биофизикалық процестерге тәуелді өсімдіктердің дамуының жасына байланысты заңдылықтарды, морфогенезді және өсімдіктердің дамуының жасына игерудің мүмкіндік жолдарын зерттейді. Экологиялық бағыт- өсімдік организміндегі ішкі процестердің сыртқы ортаға тәуелділігін зерттейді.Бұл бағыттың міндеті-өсімдіктерді өсіріп дамытудың ауыл шаруашылығында пайдалануға болатын тиімді әдістерін сұрыптау. Синтетикалық, немесекибернетикалық бағыт- өсімдіктердің өсуі, фотосинтез, тыныс алу, қоректену және мүше қалыптасу процестерінің энергетикасы мен кинетикасының жалпы заңдылықтарын зерттейді. Эволюциялық немесе салыстырмалы бағыт-белгілі түрдің,өкілдің филогенездік,сыртқы ортаның белгілі жағдайларында жеке өсімдік дамуының ерекшеліктерін ашып,генотип функциясы ретінде онтогенезді зерттейді.

Өсімдік клетка құрылысының ерекшелігі. Клетка қабығының түзілуі. Жалпы клетка қабығының күрделілігіне қарамастан клетка қабығының қалыңдығы 0,1 ден ондаған микрон аралығында болады. Меристеманың бөлінетін және созылып өсетін клеткаларын қоршаған алғашқы қабық біртіндеп қалыңдап, қайталама қабыққа айналады. Көрші екі клетканың алғашқы қабықтарының арасында табақша деп аталатын аморфты үшінші қабықша пайда болады. Онда, ең алдымен целлюлоза молекулалары өзара сутекті байланыспен жалғасып жіңішке жіпшумактарға бірігеді. Оларға гемицеллюлозалар да сутек арқылы экстенсин молекулалары өзара коваленттік байланыс арқылы тұтасады. Пектинді полисахарид- ксилоглюканың бір тізбегі целлюлозаның бірнеше тізбегімен байланысса, целлюлозаның бір тізбегі ксилоглюкан арқылы бірнеше пектинді полимерлермен байланысады. Сөйтіп қабықтың құрылысына өзара айқасқан коваленттік байланыстар жүйесі пайда болады. Ұлпалардың және мүшелердегі клетка қабықтары өзара ұштасып апопласт деп аталатын біртұтас жүйе құрайды. Осы жүйе арқылы клетка аралығында, сондай-ақ өсімдіктің жалпы денесіне еріген заттар оңай, кедергісіз тасымалданады. Өсімдік клеткаларының пішінін, көлемін анықтайтын және оларды бір-бірінен ажырататын, сыртын қоршаған, негізінен полисахаридтерден құралған,тығыз қабығы болады. Клетка қабығының қалыптасуы полимерлердің пайда болуынан басталып, клетка және өсімдік өмірінің кезеңдерінде түрлі өзгерістерге ұшырап, күрделі құрылымға айналуымен аяқталады. Бұл процеске клетка ядросы, рибосомалар, эндоплазмалық тор, гольджи аппараты, плазмалеммалар қатысады.

2.Биологиялық мембраналар және олардың атқаратын қызметтері. Биологиялық мембрана — жасушаның және жасуша ішіндегі бөлшектердің ( ядро, митохондрия, хлоропластар, пластидтер) бетінде орналасқан молекулалық мөлшердегі (қалыңдығы 5 — 10 нм), ақуызды-липидтік құрылымды жұқа қабықша. Биологиялық мембрана өткізгіштік қасиетіне байланысты жасушада тұздардың, қанттың, амин қышқылдарының, иондардың, т.б. заттардың алмасу өнімдерінің концентрациясын, олардың тасымалын және алмасуын реттейді. Клетканың протоплазмасын қоршап тұрған биологиялық мембрана жасушалық мембрана деп аталады. Клеткалық мембрана қос қабатты ақуызды-липидті молекулалардан тұрады. Биологиялық мембрананың құрылымы мен ерекшелігі туралы нақты ғылыми мәліметтер 20 ғасырдың басында белгілі болды.

· 1902 ж. неміс ғалымы Э.Овертон мембрананың құрамында май тектес заттар болады деген пікір айтты.

· 1926 ж. америкалық биологтар Э. Гортер мен Ф.Грендел адам эритроцитінің қабықшасынан сол затты бөліп шығарды.

· Ал 1935 ж. ағылшын ғалымдары Л.Даниелли мен Г.Даусон және америкалық биолог Дж.Робертсон биологиялық мембрананың құрылымдық моделін ұсынды. Кейін электрондық микроскоп және рентгендік анықтау әдістерін қолдану нәтижесінде жасушаның барлық бөліктеріндегі биологиялық мембрана табиғатының ұқсас болатыны анықталды. Биологиялық мембрана — аса күрделі құрылымды зат. Оның құрамында ферменттік белоктар, ерекше рецепторлар, электрондарды тасымалдаушы, энергияны өңдеуші құрылымдар сонымен қатар гликопротеиндер мен гликолипидтер болады. Мембраналық белоктардың көпшілігі мембрананы тесіп өтіп орналасса, ал кейбірі оған жартылай ғана еніп немесе жанасып жатады. Мембраналық белоктар түрлі қызмет (мысалы, гликопротеиндер антиген рөлін) атқарады. Кейбір химиялық реакциялар (мысалы, хлоропластарда жүретін фотосинтездің жарық реакциялары немесе митохондриидағы тотыға фосфорлану процесі) биологиялық мембрананың өзінде жүреді. Сондай-ақ, биологиялық мембрана жасушаны қоршап, сыртқы ортадан оқшаулауы арқылы жасушаның морфологиялық тұтастығын сақтайды. Биологиялық мембраналардың неғұрлым толық құрылысын 1972 ж. Г. Никольсон мен С. Сингердің ұсынған сұйықтық-мозаикалық моделі бейнелейді. Мембрана липидтері амфибильді молекуларларының екі қабатынан тұрады, мембрана липидтерінің молекулалары бір-біріне паралель орналасады, оны билипидті қабат немесе биқабат деп атайды. Осындай билипидті қабатқа ақуыз молекулалары батып тұрады. Ақуыз молекулалары тұтас қабат түзбейді, олардың кейбіреуі липидті бағана беткейінің екі жағын ала бір бөлігінің арасында, қалғаны мембранада гидрофильді поралар түзіп, бағана қабаттарына ене орналасады. Егер ақуыздар липидті бағаналарды қақ жарып орналасып, ақуыз молекуласы толығымен батып, пора түзсе, оны интегральды немесе трансмембраналы ақуыздар деп атайды. Шеткейлік ақуыздар сыртқы мембрананың ішкі немесе сыртқы моноқабаттарында жартылай батып орналасады. Кейбір ақуыздар фосфолипид қабаттарының ортасында орналасады. Ақуыз молекулаларының мембрана маңылық кеңістікке қараған ұштары, осы кеңістіктегі әр түрлі заттармен қосылыстар түзулері мүмкін. Сондықтан интегральды ақуыздар трансмембрана үрдістерінде маңызды роль атқарады. Жартылай интегральды ақуыздармен сыртқы ортадан сигналдар қабылдайтын (молекулярлы рецепторлар) немесе мембранадан сыртқы ортаға сигналдар өткізетін молекулалар байланыста болады. Биологиялық мембрана құрамында ферменттік белоктар, ерекше рецепторлар, электрондарды тасымалдаушы, энергияны өңдеуші құрылымдар сонымен қатар гликопротеиндер мен гликолипидтер болады. Мембраналық белоктар түрлі қызмет (мысалы, гликопротеиндер антиген рөлін) атқарады. Барлық мембраналарға тән қасиет – олардың тұтастығы, тұйықтылығы. Фосфолипидті қос қабатты (биқабатты) мембрананың негізгі қасиеттерін қарастырайык. Бұл мембрана майысқақтық және қаттылық қасиет көрсетеді. Ол арқылы су және гидрофильді заттар өтпейді, ал гидрофобты заттар оңай өтеді. Биомембрананың фосфолипидті мембранадан ерекшелігі — фосфолипидті мембранада сигналдарды қабылдау және заттарды тасымалдау қызметін атқаратын ерекше ақуыздардың болуына байланысты. Мембрананың сыртқы бетінде жеке органоидтер мен ұлпаларды белгілеу қызметін атқаратын әр түрлі ақуыздар мен көмірсулар орналасады. Биомембрананың арқасында жасушаның беткі жағы аса төзімді және серпімділік қасиетке ие болып, жеңіл жарақаттан оңай жазылып, тез қалпына келеді.Биологиялық мембраналардың негізгі қасиеттерінің бірі – олардың жартылай өткізгіштігі. Кейбір заттар олардан өте баяу, ал кейбіреулері ерітіндінің қоюлығына қарамастан жеңіл өтеді. Сонымен, мембраналар суда жақсы еритін заттардың көпшілігінің жасушаға еркін өтуіне кедергі жасайды. Сөйтіп, цитоплазманың және оның органеллаларының химиялық құрамын сақтайды. Мембраналар жеке ферменттердің және олардың кешендерінің цитоплазмада қалыптасып, жасушаның тіршілігіне қажетті ең негізгі үрдіс – химиялық реакциялардың ретімен жүруін қамтамасыз етеді.Беттік кешен жасушаның сыртқы ортамен қарым-қатынасын қамтамасыз етеді. Ол барьерлік, тасымалдау, рецепторлық, сондай-ақ рецепторлардың қабылдаған ақпараттарды цитоплазманың терең қабаттарына тасымалдаушы қызметтерін атқарады. Беттік кешеннің негізі жасушаның сыртқы мембранасы немесе плазмалемма деп аталатын биологиялық мембрана болып табылады. Плазмалемма қалыңдығы шамамен 7-10 нм, тығыз орналасқан ақуыз бен липидтер молекулаларынан түзілген үлбіршек, жарық микроскобынан көрінбейді. Ол – цитоплазманың сыртқы мембранасы. Плазмалемманың негізгі атқаратын қызметі – жасушаны сыртқы ортадан шектеу, сондай-ақ тасымалдау, рецепторлық қызметтерді де атқарады. Ол жасушаның беттік қасиеттеріне жауап береді, сыртқы ортамен зат алмасу үрдісін реттейтіндіктен, ол суда еріген әр түрлі заттарды жартылай өткізеді. Плазмалемманың қатпарлары әсіресе заттарды қарқынды тасымалдауды іске асыратын жасушаларда жақсы жетілген. Заттардың жасушаға өтуін және одан бөлінуін реттеумен қатар, плазмалемма өсімдіктердегі синтездеу қызметін де атқарады. Плазмалеммада орналасқан ферменттердің қатысуымен жасуша қабықшасында целлюлозалы микрофибрилдерінің түзілуі жүріп жатады. Сол сияқты ол тітіркену және гормондық стимулдарды қабылдайды. Жасушаның ішкі мембраналарына қарағанда плазмалемма холестеридке бай. Плазмалемманың бір ерекшелігі оның сыртында көмірсулардан тұратын гликокаликс қабаты орналасады. Бұл қабаттың қалындығы 3—4 нм-дей болады. Плазмалемма негізгі атқаратын қызметі: қорғаныштық, өткізгіштік және тасымалдаушы. Тасымалдаушы плазмалемма сулардың, иондардың және молекулалардың сыртқы ортадан жасушаға өтуін және кері өтуін реттеп отырады. Зат алмасу процесінде жасушада пайда болған қорытылған заттар да осы плазмалемма арқылы сыртқа шығарылып отырады. Плазмалемманың сыртқы бетіне рецепторлық ферменттер орналасады, олар жасушаның күйін басқа көрші жасушаларға жеткізіп тұрады. Плазмалемма жасушаның бөліну процесінде маңызды рөл атқарады. Оның сыртында микротүтікшелер, талшықтар сияқты әр түрлі өсінділер болады. Гликокаликс. Плазмалемманың сыртқы бетін гликокаликс қаптайды. Гликокаликстің қалыңдығы жасушаның әр бетінде 7,5-тен 200 нм аралығында ауытқиды. Гликокаликс – мембрана ақуыздарымен байланысқан молекулалар жиынтығы. Бұл молекулалар құрамы жағынан полисахаридтер, гликолипидтер және гликопротеиндер тізбектері болып келеді. Гликокаликсте арнайы рецепторлар неғұрлым көп болса, жасуша арнайы сигналды заттарға соғұрлым белсенді жауап қайтарады. Егер гликокаликсте сыртқы заттармен байланыстыратын арнайы молекулалар болмаса, жасуша ешқандай реакция бермейді. Сонымен, гликокаликс плазмалеммамен қатар, беттік кешеннің барьер қызметін де атқарады.Сонымен, биологиялық мембраналар жасушаны тек қана сыртқа ортадан бөліп қоймай, сондай-ақ, өздерінің құрылымдары мен қызметтік ерекшеліктері бар, жеке-жеке аймақтарға – компартменттерге бөледі. Гликокаликс ластанған кезде энтероцит беткейін тазарту үшін ол ажырайды. Патология кезінде жасуша гликокаликстен ұзақ уақыт ажарып, қабырғалық асқорыту үрдісі бұзылады. Гликокаликс молекулалық елеуіш және ионалмастырғыш қызметін атқарады. Гликокаликсте электр зарядтары (катиондар мен аниондар) болғандықтан, олар ион алмастырғыш болып табылады. Бір сөзбен айтқанда, энтероциттің мембрананың бетінде орналасқан орта үшін гликокаликс талғамды өткізгіш пен стерильділікті қамтамасыз етеді. Заттардың тасымалдануы. Жасушаның құрамындағы заттар сыртқы ортадан биомембрана арқылы бөлінеді. Жасушаның барлық ірі органоидтері де биомембраналары арқылы цитоплазмадан бөлініп тұрады. Биомембрана жасуша және органоидтардың ішіне және сыртқа қарай заттардың өтуін реттеп отырады. Кейбір заттар биомембраналардан өте алмайды. Мұндай заттардың биомембраналардан өтуін ерекше түтіктер жүзеге асырады, олар заттарды қатаң бір бағытта тасымалдайды. Кей заттар биомембранадан оңай өтеді. Биомембрана жасушаның ерекше іргетасы болып есептеледі. Онда белгілі бір реттілікпен ақуыздар орналасқан. Соның арқасында бір-бірімен тығыз байланысқан күрделі биохимиялық процестер — тынысалу және фотосинтез жүзеге асады. Мембраналар сигналдарды өткізуде үлкен рөл атқарады. Мысалы, жүйке тітіркеністерін және әр түрлі химиялық сигналдарды өткізуде. Сыртқы жасушалық биомембрана жасушаның жылжымалы бетін құрайды. Оның өсінділері мен ойыстары болады. Жасушаның биомембранасы әр түрлі ерекше ақуыз-қабылдағыштармен қапталған. Олар сигнал тасымалдайтын молекулалармен байланысып, сол сигналдарды жасушаның ішіне тасымалдау қызметін атқарады. Осындай жолмен жасуша сыртқы ортамен байланысты жүзеге асырып және түскен сигналдың түріне қарай жасушаішілік процестерді реттеп отырады. Заттардың белсенді тасымалдануы, иондар мен молекулалардың жасушаға биомембрана арқылы өтуі энергияның жұмсалуы арқылы жүреді. Оны арнайы тасымалдаушы ақуыздар жүзеге асырады. Сыртқы ортамен салыстырғанда, жасушадағы калий иондарының концентрациясы әрдайым жоғары болады. Ал натрийдің мөлшері жасушадағыға қарағанда жасушааралық сұйықтыкта әр уақытта жоғары болады. Жасуша мембранасының осындай таңдамалы өткізгіштігі жартылай өткізгіштік деп аталады.Кейбір жағдайларда макромолекулалар немесе ірі түйіршіктер жасушаға эндоцитоз процесі арқылы өтуі мүмкін. Эндоцитозды фагоцитоз жәме пиноцитоз деп екі түрге бөлуге болады: фагоцитоз процесі дегеніміз жасушалардың ірі түйіршіктерді қабылдап цитоплазмасына өткізуі. Бұл процесті бірінші рет зерттеген орыс ғалымы — И. И. Мечников. Пиноцитоз процесінде жасуша цитоплазмасына ерітінділерді қабылдайды. Плазмалемма арқылы ішінде сұйық заттары бар көпіршіктердің жасушаға өтуі пиноцинтоз деп аталады. Жасушаға түскен түйіршікті заттар лизосомадағы гидролаза ферменттер арқылы қорытылады. Пиноцитоз процесін көптеген жасушалардан, яғни өзіне қоректік заттарды сіңіретін, мысалы ішек жасушаларынан (энтероциттер) байқауға болады. Энтороциттердің жоғарғы (апикальді) бөлімінде пиноцитоз көпіршіктері орналасады, олар жасушаға ыдырап майларды, көмірсуларды т. б. өткізіп отырады.Цитоплазмалық мембрананың тағы бір атқаратын қызметі: ол жасушалы организмдер ұлпаларындағы жасушааралық байланыстарды қамтамасыз етеді. Ал ол көптеген қатпарлар мен өсінділер түзу жолымен және жасушааралық кеңістікті толтырып тұратын тығыз цементтеуші заттардың белінуімен жүзеге асады.Бұл ақуыздар унипорт (бір заттың мембрана арқылы тасымалы) немесе котранспорт (екі заттың тасымалы) принципі арқылы қызмет ете алады. Котранспорт (екі затты тасымалдау) симпорт (екі затты бір бағытта тасымалдау) және антипорт (екі затты қарама-қарсы екі жаққа тасымалдау) түрінде болады. Тасымалдау кезінде екінші зат болып Н жүреді. Прокариот жасушасының тіршілігіне қажетті заттардың негізгі бөлігі унипорт пен симпорт тәсілдері арқылы тасымалданады.Тасымалдаудың екі түрі бар: белсенді және сылбыр. Сылбыр тасымалдау энергия жұмсауды қажет етпейді, ал керісінше, белсенді түрі энергияға тәуелді. Диффузия (лат. diffusio – тарау, өту) деп мембрана арқылы броун қозғалысының әсерінен заттардың жоғары концентрациялы зонасынан иондар мен молекулалардың концентрациясы төмен зонасына қарай, екі жақтың концентрациясы теңелгенге дейін өтуін атайды. Диффузияның жай және жеңілдетілген түрлері болады.Жай диффузия кезінде зарядталмаған заттар липид молекулаларының арасынан немесе ақуыздар жасайтын каналдар арқылы өтеді, ал жеңілдетілген диффузия кезінде арнайы тасымалдағыш ақуыздар заттарды косып алып, оларды мембрана арқылы өткізеді. Жеңілдетілген диффузия нейтральдыға қарағанда жылдам жүреді. Жасушаға су осмос (грек. osmos – қысым) жолымен түседі. Белсенді тасымалдау арнайы өткізгіш-ақуыздардың көмегімен жүреді. Бұл жағдайда АТФ гидролизі немесе протон потенциалынан пайда болған энергия жұмсалады. Белсенді тасымалдау концентрация градиентіне қарсы болады.

 

3.Фотосинтез. Фотосинтездің жарықтағы сатысы. Фотофосфорлану.

Фотосинтездің қараңғы және жарық сатылары.Фотосинтез процесі 18 ғасырда ашылды.Бірақ фотосинтез деген термин ғылымға 1877 жылы ғана енді. Оны бірінші болып өсімдіктердің көмірқышқыл газының ассмиляциялануын баламалау үшін неміс профессоры Пфеффер қолданды. Жер жүзіндегі тіршіліктің барлық түрлері фотосинтез процесіне байланысты. Фотосинтез күннің электромагниттік энергиясының атмосферадағы көміртегі қос тотығының өсімдікте тотықсыздануынан пайда болған органикалық заттардың химиялық энергиясына айналуы. Жалпы фотосинтез процесінің маңызын төмендегідей көрсеткіштермен сипаттауға болады. Жер бетінде құрлықта мұхиттар мен теңіздерде тіршілік ететін өсімдіктерде күн энергиясын пайдаланып,көмірқышқыл газын тотықсыздандыруды яғни фотосинтез нәтежесінде жылына 175 млрд СО 2 байланысқан күйге немесе органикалық заттарға айналады.Фотосинтез процесінің қалыптасуынан бастап миллиондаған жылдар бойы жерде есепсіз көп органикалық заттардың қоры жиналады. Қазіргі замандағы адам қоғамы өз игілігіне пайдаланып жатқан қазба байлықтар тас, көмір, мұнай,газ және т.б ұзақ геологиялық дәуірлердегі фотосинтездің нәтижесі.Фотосинтезге қабілетсіз гетеротрофты бактериялар және саңырауқұлақтар азот және күкірттің тотыққан иондарын фотосинтез нәтижесінде пайда болған органикалық заттардың химиялық энергиясын пайдалану арқылы тотықсыздандырады. Фотосинтез процесінің арқасында топырақтағы минералдық элементтердің табиғи айналымы да жүзеге асады.Профессор А.А.Ничипорович қазіргі кездегі атмосферадағы оттегінің бәрі фотосинтез нәтижесі,сондықтан осы замандағы тіршілік түрлерінің бәріне мүмкіншілік туғызатын осы процесс деп тұжырым жасады.Фотосинтездің қараңғы сатысы .Фотосинтездің жарық сатысында синиезделген НАДФН және АТФ молекулалары қараңғылық жағдайда да жүзеге асатын көмірқышқыл газының көмірсуларға айналу реакцияларында пайдаланылады. Өсімдіктер физиологиясының қазіргі жетістіктеріне сәйкес фотосиетездің қараңғы сатысындағы реакциялары үш бағытта жүреді. Олардың ішіндегі негізгісі көмірқышқыл газының тотықсызданып көмірсуларға айналу реакциялары болып есептеледі. Осы реакциялардың немен басталып немен аяқталғандығын яғни бірізділігін жете зерттеп қалыптастырған Америка ғалымы Мельвин Кальвин болатын. Сол кісінің құрметіне бұл реакциялар Кальвин циклі,кейінгі кезде оны қосымша фотосинтездің С 3 жолы деп те атады.Фотосинтезді тек осы бағытпен жүзеге асыратын өсімдіктер әдетте қоңыржай аймақтарда өсіп өнеді.Фотосинтездің С 4 жолы деп аталатын бағыт тропикалық аймақтарда өсіп өнетін өсімдіктерге тән.ЖОҚМ өсімдіктердің устьицаларының саны оншн көп болмайды диффузиялық кедергісі жоғары.Фотосинтездің жарық сатысы фотосинтездік жүйелер құрамындағы пигменттердің жарық квантын(фотон) сіңіруінен басталады.Пигменттің фотонды сіңіруінен оның молекуласындағы электрондардың орналасуы өзгеріп ырықтанған күйге ауысады. Мысалы қызыл сауле квантын сіңірген хлорофилл молекуласы қозған синтглеттік S 1 күйге көшеді.Энергиясы молырақ сәуле кванты сіңгенде электрон одан жоғары қозған деңгейде S 2 көтеріледі.Хлорофилдің қозған энергетикалық деңгейі жоғарылаған молекуласы бірнеше жолмен бұрынғы қалпына қайта келеді.Осы күйдегі энерграияның біраз бөлігін жылу түрінде бөліп шығаратып хлорофилл млекуласы ұзын толқынды жарық квантын сәулелендіруі мүмкін.Бұл құбылыс флуоресценсия деп аталады.Энергияның ендігі бөлігі молекула синглеттік қозған күйден тұрақтылау триплеттік Т күйне ауысқанда бөлінеді.Осы күйдегі молекула одан да ұзын толқынды жарық квантын сәулелендіріп негізгі күйіне қайтып келеді.Ең соңында қозған молекуладағы энергия фотохимиялық реакцияларға жұмсалады.

Жапырақ - фотосинтез жүретін мүше. Суды буландыратын негізгі мүше-жапырақ.Транспирацияны судың буға айналып,оның қоршаған ортаға ірігуін жүзеге асыратын физикалық процесс деп қарауға болады.Бірақ ол өсімдік организміндегі физиологиялық процестермен тығыз байланысты қажетті құбылыс болғандықтан, оны физиологиялық процесс деп қараған жөн.Өсімдіктерді ауа ылғалы мол жерлерде, жылыжайларда өсіргенде судың булануы азаяды. Су жапырақ бетінен ж/е устьица арқылы буланады. Буланудың нәтижесінде жапырақ клеткаларындағы су азайып,олардың су потенциалы төмендеп,сорғыштық күші жоғарылайды. Сондықтан жапырақ жүйкелерінің ксилемасынан клеткалардың суды соруы күшейіп,тамырдан түтіктер жүйесі арқылы судың өрлеу ағыны күшейеді. Сабақтан су жапыраққа сабақша немесе жапырақ қынабы арқылы,содан соң жүйкелер арқылы жылжиды.Әрбір жүйкедегі өткізгіш шоқтардың өлшемі,олар бұтақтанған сайын азая береді. Кейбір өсімдіктердің,әсіресе С4-фотосинтезділердің жапырақтарында өткізгіш шоқтары тығыз орналасқан паренхималық клеткалардың бір қабатымен қоршалған.Олар өткізгіш шоқтары қоршауын қалыптастырып, сонымен бірге механикалық ұлпа қызметін де атқарады.Жапырақтың тыс жағында жалаң қабат клеткалардан құрылған эпидерма ұлпасы орналасқан.Оның клеткаларының тысқы қабықтары кутикуламен ж/е балауыз қабықшасымен жабылады.Эпидермис пен кутикула судың жылжуына елеулі кедергі жасайды.Көп жағдайда жапырақтардың эпидермасында түкшелер,қабыршақтар пайда болады.Олар жапырақтың бетінен ауаның жылжуын ж/е судың булануын нашарлатады.Жапырақтың белгілі ауданынан белгілі уақыттың ішінде буланған судың мөлшерін транспирацияның қарқындылығы д/а.Ал бір кг су буланғанда пайда болған құрғақ затттың мөлшерін транспирацияның өнімділігі д/а.Өсімдіктердегі транспирациялық коэффициент-125-1000, орташа-300-ге тең,демек 1т түсімге 300т су жұмсалады.Жапырақтың белгілі ауданынан белгілі уақыттың ішінде буланған су мөлшеріне қатынасын,салыстырмалы транспирация д/а.Кейбір өсімдіктерде бұл көрсеткіш 0,9-ға,ал орташа 0,4-0,5-ке яғни,жапырақ транспирациясы ашық су бетінен буланған судың жартысына тең болады.Судың тікелей жапырақ бетінен булануы кутикулалық транспирация д/а.

Жоғары сатыдағы жасыл өсімдіктер мен балдырлардың көпшілігінде C3 және C4 фотосинтезімен қатар жарықта тыныс алу оттегі сіңіп, көмірқышқыл газының бөліну процесі де орын алады. Ең алдымен хлоропласта рибулоза-1,5 дифосфаттың ыдырауынан фосфоглицерин және және фосфогликол қышқылдары пайда болады. Бұл реакция оксигенезалық әсер ететін РуДФ карбоксилаза-оксигеназа ферментімен катилзденеді. Одан соң фосфогликол қышқылы ерекше фосфотаза ферментінің әсерінен фосфорсызданып, гликол қышқылына айналып, пероксисомаға ауысады. Бұнда ФМН флавопротейнгликолатоксидазаның әсерінен тотығып, глиоксил қышқылына өзгереді. Бұл фермент оттегінің бір молекуласын пайдаланып, тотыққан гликол қышқылының әр молекуласынан H2O2-нің бір молекуласын бөліп шығарады. Каталаза ферментінің әсерінен H2O2 су молекуласына және O2 ге ыдырайды. Глиоксил қышқылы тиісті аминотрансфераза ферментінің қатысуымен, глутамин қышқылының есесінен аминденіп глицинге айналады. Глицин митохондрияға ауысады да, оның екі молекуласынан сериннің бір молекуласы CO2және NH3 пайда болады. Бұл процесс екі сатыдан тұрады.Бірінші сатысында глицинсинтазаның әсерінен глициннің бір молекуласы ыдырап,карбоксил тобы-СО2,амин тобы-NH3 күйінде бөлінеді де,көміртек атомы тетрагидрофолий қышқылына қосылып, оның метилтетрагидрофолий күйге ауысуына себепкер болады.Бұл рекцияға тотықтырғыш ретінде НАД қатысады.Пайда болған НАДН-тың митохондрияда тотығуынан АТФ синтезделеді.Екінші сатысында серингидроксиметилтрансфераза құрамына енген көміртектен ж/е глициннің екінші молкуласынан сериннің синтезделуін катализдейді.Бірінші сатыда пайда болған аммиак глутамин қышқылының құрамына еніп,қор күйіне айналуы мүмкін.

 


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2018 год. Все права принадлежат их авторам!