Fotosintez va nafas olish hayotning asosini tashkil etuvchi ikkita jarayondir. Ularning ikkalasi ham hujayrada sodir bo'ladi. Birinchisi - o'simlik va ba'zi bakteriyalarda, ikkinchisi - hayvonlarda va o'simliklarda, zamburug'larda va bakterialda.
Hujayrali nafas olish va fotosintez qarama-qarshi jarayonlar deyish mumkin. Bu qisman to'g'ri, chunki birinchisi kislorodni o'zlashtiradi va karbonat angidridni chiqaradi, ikkinchisi esa aksincha. Biroq, bu ikki jarayonni solishtirish ham noto'g'ri, chunki ular turli moddalar yordamida turli organellalarda sodir bo'ladi. Ularning zarur bo'lgan maqsadlari ham har xil: ozuqa moddalarini olish uchun fotosintez, energiya ishlab chiqarish uchun esa hujayra nafas olish zarur.
Fotosintez: qayerda va qanday sodir bo'ladi?
Bu noorganik moddalardan organik moddalar olishga qaratilgan kimyoviy reaksiya. Fotosintez jarayonining asosiy sharti quyosh nurining mavjudligidir, chunki uning energiyasi katalizator rolini o'ynaydi.
O'simliklarning fotosintez xususiyatini quyidagi tenglama bilan ifodalash mumkin:
- 6CO2 + 6H2O=C6H 12 O6 +6O2.
Ya'ni quyosh nuri ta'sirida olti molekula karbonat angidrid va bir xil miqdordagi suv molekulasidan o'simlik bir molekula glyukoza va oltita kislorod olishi mumkin.
Bu fotosintezning eng oddiy misolidir. O'simliklar glyukozadan tashqari boshqa, murakkabroq uglevodlarni, shuningdek, boshqa sinflarga mansub organik moddalarni ham sintez qilishi mumkin.
Bu yerda noorganik birikmalardan aminokislota ishlab chiqarishga misol:
- 6SO2 + 4H2O + 2SO42 - + 2NO3- + 6H+=2C 3H7O2NS + 13O2.
Koʻrib turganingizdek, quyosh energiyasidan olti molekula karbonat angidrid, toʻrt molekula suv, ikkita sulfat ioni, ikkita nitrat ioni va oltita vodorod ioni, ikkita sistein molekulasi va oʻn uchta kislorod molekulasini olish mumkin.
Fotosintez jarayoni maxsus organellalar - xloroplastlarda sodir bo'ladi. Ular kimyoviy reaksiyalar uchun katalizator vazifasini bajaradigan xlorofil pigmentini o'z ichiga oladi. Bunday organoidlar faqat o'simlik hujayralarida uchraydi.
Xloroplast tuzilishi
Bu cho'zilgan to'p shakliga ega organoid. Xloroplastning o'lchami odatda 4-6 mikronni tashkil qiladi, lekin ba'zi suv o'tlari hujayralarida siz ulkan plastidlarni - xromatoforlarni uchratishingiz mumkin, ularning o'lchamlari 50 mikronga etadi.
Bu organoid ikki membranaga tegishli. U tashqi va ichki qobiqlar bilan o'ralgan. Ular bir-biridan membranalararo bo'shliq bilan ajratilgan.
Xloroplastning ichki muhiti "stroma" deb ataladi. Uning tarkibida tilakoidlar va lamellar mavjud.
Tilakoidlar xlorofillni o'z ichiga olgan tekis disk shaklidagi membrana qoplaridir. Bu erda fotosintez sodir bo'ladi. Tilakoidlar qoziqlarda to'planib, granani hosil qiladi. Granadagi tilakoidlar soni 3 tadan 50 tagacha oʻzgarishi mumkin.
Lamellalar membranalar tomonidan hosil qilingan tuzilmalardir. Ular tarmoqlangan kanallar tarmog'i bo'lib, ularning asosiy vazifasi donalar orasidagi aloqani ta'minlashdan iborat.
Xloroplastlar shuningdek, oqsillarni sintez qilish uchun zarur bo'lgan o'z ribosomalarini va o'zlarining DNK va RNKlarini o'z ichiga oladi. Bundan tashqari, zahiradagi ozuqaviy moddalar, asosan kraxmaldan tashkil topgan qo'shimchalar bo'lishi mumkin.
Hujayra nafasi
Bu jarayonning bir necha turlari mavjud. Anaerob va aerob hujayrali nafas olish mavjud. Birinchisi bakteriyalarga xosdir. Anaerob nafas olish bir necha xil: nitrat, sulfat, sulfat, temir, karbonat, fumarat. Bunday jarayonlar bakteriyalarga kislorod ishlatmasdan energiya olish imkonini beradi.
Aerob hujayrali nafas olish boshqa barcha organizmlar, jumladan, hayvonlar va o'simliklar uchun ham xarakterlidir. Bu kislorod ishtirokida sodir bo'ladi.
Hayvonot olami vakillarida hujayrali nafas olish maxsus organellalarda sodir bo`ladi. Ular mitoxondriyalar deb ataladi. O'simliklarda hujayrali nafas olish mitoxondriyalarda ham sodir bo'ladi.
Qadamlar
Hujayrali nafas olish uch bosqichda sodir bo'ladi:
- Tayyorgarlik bosqichi.
- Glikoliz(anaerob jarayon, kislorod talab qilmaydi).
- Oksidlanish (aerob bosqichi).
Tayyorgarlik bosqichi
Birinchi bosqich - ovqat hazm qilish tizimidagi murakkab moddalar oddiyroqlarga bo'linadi. Shunday qilib, aminokislotalar oqsillardan, yog 'kislotalari va glitserin lipidlardan, glyukoza esa murakkab uglevodlardan olinadi. Bu birikmalar hujayra ichiga, so'ngra to'g'ridan-to'g'ri mitoxondriyaga tashiladi.
Glikoliz
Bu fermentlar ta'sirida glyukozaning piruvik kislota va vodorod atomlariga parchalanishidadir. Bu ATP (adenozin trifosfor kislotasi) hosil qiladi. Bu jarayonni quyidagi tenglama bilan ifodalash mumkin:
- C6N12O6=2C3H3O3 + 4H + 2ATP.
Shunday qilib, glyukozaning bir molekulasidan glikoliz jarayonida organizm ikkita ATP molekulasini olishi mumkin.
Oksidlanish
Bu bosqichda glikoliz jarayonida hosil boʻlgan pirouzum kislota fermentlar taʼsirida kislorod bilan reaksiyaga kirishib, karbonat angidrid va vodorod atomlari hosil boʻladi. Keyin bu atomlar kristallarga ko'chiriladi va ular suv va 36 ATP molekulasini hosil qilish uchun oksidlanadi.
Demak, hujayrali nafas olish jarayonida jami 38 ta ATP molekulasi hosil boʻladi: ikkinchi bosqichda 2 ta, uchinchi bosqichda esa 36 ta. Adenozin trifosfor kislotasi mitoxondriyalarni hujayraga etkazib beradigan asosiy energiya manbai hisoblanadi.
Tuzilishimitoxondriya
Nafas olish sodir bo'ladigan organellalar hayvon, o'simlik va qo'ziqorin hujayralarida mavjud. Ular sharsimon shaklda va taxminan 1 mikron oʻlchamda.
Mitoxondriyalar, xloroplastlar singari, membranalararo bo'shliq bilan ajratilgan ikkita membranaga ega. Ushbu organoidning qobig'i ichida bo'lgan narsa matritsa deb ataladi. U ribosomalarni, mitoxondriyal DNKni (mtDNK) va mtRNKni o'z ichiga oladi. Matritsa glikoliz va oksidlanishning birinchi bosqichidan o'tadi.
Ichki membranadan taroqsimon burmalar hosil bo'ladi. Ular cristae deb ataladi. Bu erda hujayrali nafas olishning uchinchi bosqichining ikkinchi bosqichi sodir bo'ladi. Uning davomida ko'pchilik ATP molekulalari hosil bo'ladi.
Ikki membranali organellalarning kelib chiqishi
Olimlar fotosintez va nafas olishni ta'minlovchi tuzilmalar hujayrada simbiogenez orqali paydo bo'lganligini isbotladilar. Ya'ni, bir vaqtlar ular alohida organizmlar edi. Bu nima uchun mitoxondriya va xloroplastlarning o'z ribosomalari, DNK va RNKlariga ega ekanligini tushuntiradi.
