Дем алуу организмди кычкылтек менен камсыз кылуучу системаларды камтыйт. Өсүмдүктөрдө ал жаныбарга окшош. Бул процесс күнү-түнү ишке ашат. Өсүмдүктөрдүн дем алуусу жалбырактардын, сабактардын жана тамырлардын бүт бетинде жайгашкан органдардын клеткаларында болот. Ал дененин бардык клеткалары менен өз ара аракеттенет. Эгерде флоранын өкүлү клеткалардын тыгыны болсо, анда көмүр кычкыл газынын агымы токтойт. Мындай учурда өсүмдүк өлүшү мүмкүн.
Тарыхый маалымат
Өсүмдүктөр дем алуу учурунда кычкылтек бөлүп чыгара тургандыгы А. Л. Lavoisier. 1773-1783-жылдары эксперименттерди жүргүзгөн. Анын ишинин натыйжасы күйүү жана дем алуу учурунда көп сандагы кычкылтек сиңирин ачкан. Бул көмүр кычкыл газын жана жылуулукту бөлүп чыгарат.
Окумуштуу өзүнүн эмгегине таянып, дем алуу тирүү организмдеги азык заттардын күйүшү экенин аныктаган. Кийинчерээк бул ишмердүүлүктү Ж. Ингенгаус уланткан. Ал караңгыда да, күн нурунда да бар экенин далилдедикөмүр кычкыл газын алуу жана кычкылтек чыгаруу. Бул дем алуу учурунда өсүмдүктөрдүн CO2 жана O2 экөөнү тең иштете аларын билдирет, бул процесске жарык катышканына же катышпаганына жараша.
Ушундай изилдөөлөрдү H. F. Шеинбайн жана А. Н. Бах. 1897-жылы биологиялык кычкылдануу теориясы ачылган. Ошол эле жылы ушундай эле эмгектер К. Энглер тарабынан сунушталган. 1955-жылы О Хайиши жана Г. Мейсон эксперименттер аркылуу кычкылтек органикалык кошулмалардагы маанилүү элемент экенин тастыктады.
Өсүмдүктөрдүн дем алуусунун өзгөчөлүгү
Дем алуу универсалдуу процесс деп аталат. Ал бардык тирүү организмдердин ажырагыс бөлүгү болуп эсептелет. Өсүмдүктөрдүн дем алуусу органдын жана ткандардын клеткаларында ишке ашат, алар аркылуу газ алмашуу жүрөт. Мындай система жашоо менен, ал эми дем алуунун токтошу бардык тирүү жандыктардын өлүшү менен байланыштуу.
Турмуштук активдүүлүктүн көрүнүшү энергияны сарптоо менен ажырагыс байланышта. Бул учурда өнүгүү, көбөйүү, өсүү, клетканын бөлүнүшү пайда болот. Азык заттар, суу, ар кандай синтездер жана процесстер кыймылдашат жана сиңишет. Өсүмдүктөрдүн дем алуу органдары татаал көп звенолуу система. Кошулган кычкылдануу процесстери органикалык кошулмалардын химиялык курамын өзгөртөт.
Клеткалык дем алуу
Бул дем алуу кычкылдануу процесси. Ал кычкылтекти жана маанилүү азыктардын ыдырашын камтыйт. Энергиянын чыгышы жана активдүү метаболиттердин пайда болушу бар. Алар клеткаларжашоонун зарыл процесстерин калыптандыруу үчүн колдонулат. Мында өсүмдүктөрдүн дем алуусу органдардын клеткаларында пайда болот жана кыскача теңдеменин жардамы менен эсептелет:
С6Н12О6 + 602 > 6С02 + 6Н20 + 2875 кДж/моль.
Алынган энергия толук чыгарыла элек. Энергиянын бир бөлүгү аденозин трифосфатында сакталат. Синтезден кийин мембранада электрдик заряддардын айырмачылыктары пайда болот. Бул кубулуштун алдында мембрананын эки тарабында пайда болгон суутек иондорунун концентрацияларынын айырмасы болот. Өсүмдүктөрдүн дем алуусу жана азыктанышы протондук градиенттин жардамы менен ишке ашат. Бул клеткада болуп жаткан тымызын процесстер үчүн зарыл болгон энергиянын негизги материалы. Мындай процесстер сууну жана азык заттарды синтездөөдө, кабыл алууда, кыймылда колдонулат. Химиялык түзүлүштө чөйрө менен цитоплазманын ортосунда потенциалдык айырма түзүлөт. Протон градиентинде топтолбогон энергия жарык болуп чачылат.
Дем алуунун каталитикалык процесстери
Субстраттардын кычкылданышы ферменттердин жардамы менен жүрөт. Алар белок катализатору деп аталат. Ферменттер кээ бир өзгөчөлүктөргө ээ:
- абдан жогорку жөндөмдүүлүк;
- кайра активдүүлүк;
- субстраттын өзгөчөлүгү.
Өсүмдүктөрдүн дем алуусу жана азыктанышы ички жана тышкы факторлордун таасири астында өзгөрүп турган мейкиндик багытынан көз каранды. Метаболизм жөнгө салынат. электрондор түшүнүгү менен байланышкан бир нече жолдору бар.кычкылдануу. кычкылдануу реакцияларынын түрлөрү:
- электрондук артка кайтуу;
- кычкылтектин кошулуусу;
- сутектин алынышы;
- гидратталган кошулманын көрүнүшү;
- протондорду жана эки электронду алып салуу.
Заттын кычкылданышы акцептордун кыскарышы менен байланышкан. Мындай ферменттер оксидоредуктазалар деп эсептелет. Бул учурда протондор менен электрондор ажырайт. Алар кабыл алуучу тарабынан кабыл алынат. Фермент өткөрүп берүү реакциясын түзөт. Бул процесстерге аэробдук жана анаэробдук дем алуу кирет.
Аэробдук дем алуу
Бул дем алуу системасы кычкылдануу процессин билдирет. Дем алуу учурунда өсүмдүк кычкылтек бөлүп чыгаруу менен көмүр кычкыл газын өзүнө алат. субстрат органикалык эмес заттардын энергияга ажырайт. Өсүмдүктөрдүн дем алуусунун негизги субстраты болуп углеводдор саналат. Аларга кошумча белок жана майлар керектелиши мүмкүн.
Мындай дем алуу эки негизги этапты камтыйт:
- Кычкылтексиз процесс. Анда субстраттардын жай, акырындык менен ажыроосу, суутек атомдорунун бөлүнүп чыгышы жана процесстин коферменттер менен байланышы пайда болот.
- Кычкылтек процесси. Бул жерде суутек атомдорунун кийинки бөлүнүшү байкалат. Алар дем алуу субстратынан алыстап, акырындык менен кычкылданышат. Натыйжада электрондор кычкылтекке өтөт.
Анаэробдук дем алуу
Өсүмдүктөрдүн мындай дем алуусу өсүмдүктүн клеткаларында жашаган микроорганизмдердин жардамы менен ишке ашат. Алар заттарды кычкылдандыруу үчүн молекулалык кычкылтекти колдонушпайт. Аларга азот тузу, кемур жана кукурт кереккислота, ал узак процесстерде редукцияланган бирикмелерге айланат. Керектүү энергия органикалык заттардын татаал молекулаларын эң жөнөкөй молекулаларга бөлүү аркылуу жетишилет. Акыркы электрон акцепторлору карбонаттар, сульфаттар жана нитриттер. Азот тузу, күкүрт кислотасы жана көмүр кислотасы калыбына келтирүүчү кошулмаларга айланат.
Тамыр системасы
Процесстин ажырагыс бөлүгү - бул өсүмдүк тамырларынын дем алуусу. Активдүү өсүш үчүн, флоранын өкүлдөрү тамыр системасына кирген таза аба керек. Мындай дем алуу чоң тешикчелерде айлануучу кычкылтектин жардамы менен ишке ашырылат.
Узакка созулган нөшөр учурунда капиллярдык эмес көзөнөктүүлүк же казандагы нымдуулуктун көп болушу менен топурак нымдуулукка толуп калат. Бул мезгилде тамыр системасы асфиксияга дуушар болот. Өсүмдүктөрдүн кээ бир түрчөлөрү нымдуулукта эриген кычкылтектин аркасында дем ала алышат. Бул учурда суунун агымы айланып же агып турушу керек. Нымдуулуктун токтоп калышы менен флоранын өкүлдөрүнүн тамырлары керектүү кычкылтекти албайт.
Алгылыктуу шарттарда, дем алууда өсүмдүк көмүр кычкыл газын өзүнө алат. Бирок токтоп турган режимде ал толук кандуу газ алмашууну жүргүзө албайт. Өсүш кыйла басаңдайт. Азотко карата кычкылтектин деңгээли 21% га төмөндөйт. Кыртыштын минералдык ресурстарын пайдалануу токтотулат. Өсүмдүк жалбырактарынан, сабагынан жана кабыгынан келген абаны өзүнө алат.
Демдин мааниси
Өсүмдүктөрдүн дем алуусу жылы болоторгандардын клеткалары жана зат алмашуунун негизги процесси. Дем алуу учурунда бөлүнүп чыккан энергия флоранын өкүлдөрүнүн өсүшүнө жана активдүүлүгүнө жумшалат.
Өсүмдүктөрдүн дем алуусу фотосинтез менен салыштырылат. Процесс бир нече этаптан өтөт. Органикалык бирикмелер орто этапта түзүлөт. Алар зат алмашуу реакцияларында колдонулат. Аларга пентозалар жана респиратордук ажыроодо пайда болгон органикалык кислоталар кирет. Демек, дем алуу метаболиттердин булагы болуп эсептелет.
Дем алуу системасы NADPH жана ATP энергия эквиваленттеринин берүүчүсү болуп эсептелет. Өсүмдүктөр дем алганда кычкылтек бөлүп чыгарышат. Бул процессте флоранын өкүлдөрү сууну түзөт. Өсүмдүк суусузданганда аны өлүмдөн коргойт.
Кээде дем алуу энергиясы жылуулук катары бөлүнүп чыгышы мүмкүн. Бул учурда, дем алуу жараяны кургак заттардын керексиз керектөөсүнө алып келет. Өсүмдүктүн өзү үчүн дем алуу процессин күчөтүү бардык учурларда пайдалуу эмес.
