Nafas olish organizmni kislorod bilan ta'minlaydigan tizimlarni o'z ichiga oladi. O'simliklarda u hayvon bilan bir xil. Bu jarayon kechayu kunduz sodir bo'ladi. O'simliklarda nafas olish barglar, poya va ildizlarning butun yuzasida joylashgan organlar hujayralarida sodir bo'ladi. U tananing barcha hujayralari bilan o'zaro ta'sir qiladi. Agar floraning vakili hujayralar tiqilib qolsa, u holda karbonat angidrid oqimi to'xtaydi. Bunday holda, o'simlik nobud bo'lishi mumkin.
Tarixiy ma'lumot
O'simliklar nafas olish jarayonida kislorodni ajratib chiqarishi A. L.ning ilmiy ishlarida yozilgan. Lavuazye. 1773-1783 yillarda u tajribalar o'tkazdi. Uning ishining natijasi yonish va nafas olish jarayonida ko'p miqdorda kislorod so'rilishini kashf qilish edi. Bu karbonat angidrid va issiqlikni chiqaradi.
O’z ishiga asoslanib, olim nafas olish tirik organizmdagi ozuqa moddalarining yonishi ekanligini aniqladi. Keyinchalik bu faoliyatni J. Ingengaus davom ettirdi. U qorong'uda ham, quyosh nurida ham borligini isbotladikarbonat angidridni qabul qilish va kislorodni chiqarish. Bu shuni anglatadiki, nafas olish jarayonida o'simliklar yorug'likning bu jarayonda ishtirok etishi yoki yo'qligiga qarab CO2 va O2 ni ham qayta ishlashi mumkin.
Shunga oʻxshash tadqiqotlar H. F. Sheinbain va A. N. Bax. 1897 yilda biologik oksidlanish nazariyasi ochildi. Xuddi shu yili xuddi shunday asarlar K. Engler tomonidan taqdim etilgan. 1955 yilda O. Xayishi va G. S. Meyson tajribalar orqali kislorod organik birikmalarning muhim elementi ekanligini tasdiqladi.
O'simliklarda nafas olishning o'ziga xosligi
Nafas olish universal jarayon deb ataladi. U barcha tirik organizmlarning ajralmas qismi hisoblanadi. O'simliklarda nafas olish gaz almashinuvi sodir bo'lgan organlar va to'qimalar hujayralarida sodir bo'lishi odatda qabul qilinadi. Bunday tizim hayot bilan bog'liq, nafas olishning to'xtashi esa barcha tirik mavjudotlarning o'limi bilan bog'liq.
Hayotiy faoliyatning namoyon boʻlishi energiya sarfi bilan uzviy bogʻliqdir. Bunday holda, rivojlanish, ko'payish, o'sish, hujayra bo'linishi sodir bo'ladi. Oziq moddalar, suv, turli sintez va jarayonlar harakatlanadi va so'riladi. O'simliklarning nafas olish organlari murakkab ko'p bo'g'inli tizimdir. Birlashtirilgan oksidlanish jarayonlari organik birikmalarning kimyoviy tarkibini o'zgartiradi.
Hujayra nafasi
Bu nafas olish oksidlanish jarayonidir. Bu kislorod va muhim oziq moddalarning parchalanishini o'z ichiga oladi. Energiyaning chiqishi va faol metabolitlarning shakllanishi mavjud. Ular hujayralardirhayotning zaruriy jarayonlarini shakllantirish uchun ishlatiladi. Bunday holda, o'simliklarning nafas olishi organlar hujayralarida sodir bo'ladi va umumiy tenglama yordamida hisoblanadi:
S6N12O6 + 602 > 6S02 + 6N20 + 2875 kJ/mol.
Qabul qilingan energiya toʻliq chiqarilmagan. Energiyaning bir qismi adenozin trifosfatda saqlanadi. Sintezdan keyin membranada elektr zaryadlarining farqlari hosil bo'ladi. Ushbu hodisadan oldin membrananing ikki tomonida hosil bo'lgan vodorod ionlari kontsentratsiyasining farqi mavjud. O'simliklarning nafas olishi va oziqlanishi proton gradienti yordamida sodir bo'ladi. Bu hujayrada sodir bo'ladigan nozik jarayonlar uchun zarur bo'lgan asosiy energiya materialidir. Bunday jarayonlar suv va ozuqa moddalarining sintezi, olinishi, harakatlanishida qo'llaniladi. Kimyoviy tuzilishda atrof-muhit va sitoplazma o'rtasida potentsial farq hosil bo'ladi. Proton gradientida to'plana olmagan energiya yorug'lik shaklida tarqaladi.
Nafas olishning katalitik jarayonlari
Substratlarning oksidlanishi fermentlar yordamida sodir bo'ladi. Ular oqsil katalizatorlari deb ataladi. Fermentlar o'ziga xos xususiyatlarga ega:
- juda yuqori labillik;
- faollik ortdi;
- ajoyib substrat oʻziga xosligi.
O'simliklarning nafas olishi va oziqlanishi fazoviy orientatsiyaga bog'liq bo'lib, u ichki va tashqi omillar ta'sirida o'zgaradi. Metabolizm tartibga solinadi. Elektron tushunchasi bilan bog'liq bir necha usullar mavjud.oksidlanish. Oksidlanish reaksiyalarining turlari:
- elektron orqaga qaytish;
- kislorodning kirishi;
- vodorodni tortib olish;
- gidratlangan birikmaning koʻrinishi;
- proton va ikkita elektronni tortib olish.
Moddaning oksidlanishi akseptorning qisqarishi bilan bog’liq. Bunday fermentlar oksidoreduktazalar deb hisoblanadi. Bunday holda, protonlar va elektronlar ajralib chiqadi. Ular qabul qiluvchi tomonidan qabul qilinadi. Ferment transfer reaktsiyasini hosil qiladi. Bu jarayonlarga aerob va anaerob nafas kiradi.
Aerob nafas olish
Bu nafas olish tizimi oksidlanish jarayoniga ishora qiladi. Nafas olish jarayonida o'simlik kislorodni chiqaradigan karbonat angidridni o'zlashtiradi. Substrat noorganik moddalarning energiyalariga parchalanadi. O'simliklarning nafas olishining asosiy substratlari uglevodlardir. Ularga qo'shimcha ravishda oqsillar va yog'lar ta'minoti iste'mol qilinishi mumkin.
Bunday nafas olish ikki asosiy bosqichni o'z ichiga oladi:
- Kislorodsiz jarayon. Unda substratlarning asta-sekin parchalanishi, vodorod atomlarining ajralib chiqishi va jarayonning kofermentlar bilan bog'lanishi sodir bo'ladi.
- Kislorod jarayoni. Bu erda vodorod atomlarining keyingi bo'linishi kuzatiladi. Ular nafas olish substratidan uzoqlashadi va asta-sekin oksidlanadi. Natijada elektronlar kislorodga o'tadi.
Anaerob nafas
O'simliklarning bunday nafas olishi o'simlik hujayralarida yashovchi mikroorganizmlar yordamida sodir bo'ladi. Ular moddalarni oksidlash uchun molekulyar kisloroddan foydalanmaydi. Ularga azot tuzi, ko'mir va oltingugurt kerakkislota, uzoq jarayonlar davomida qaytarilgan birikmalarga aylanadi. Kerakli energiya organik moddalarning murakkab molekulalarini eng oddiylariga bo'lish orqali erishiladi. Yakuniy elektron qabul qiluvchilar karbonatlar, sulfatlar va nitritlardir. Azot tuzi, sulfat kislota va karbonat kislota qaytaruvchi birikmalarga aylanadi.
Ildiz tizimi
Jarayonning ajralmas qismi o'simlik ildizlarining nafas olishidir. Faol o'sish uchun flora vakillari ildiz tizimiga kiradigan toza havoga muhtoj. Bunday nafas olish katta teshiklarda aylanib yuradigan kislorod yordamida amalga oshiriladi.
Uzoq muddatli yomg'ir paytida kapillyar bo'lmagan g'ovaklik yoki idishdagi namlikning ko'pligi bilan tuproq namlik bilan to'yingan. Bu davrda ildiz tizimi asfiksiyani boshdan kechiradi. O'simliklarning ba'zi kichik turlari namlikda erigan kislorod tufayli nafas olishi mumkin. Bunday holda, suv oqimi aylanishi yoki oqishi kerak. Turg'un namlik bilan flora vakillarining ildizlari kerakli kislorodni olmaydilar.
Qabul qilinadigan sharoitlarda, nafas olayotganda, o'simlik karbonat angidridni o'zlashtiradi. Ammo turg'un rejimda u to'liq gaz almashinuvini amalga oshira olmaydi. O'sish sezilarli darajada sekinlashadi. Azotga nisbatan kislorod darajasi 21% ga kamayadi. Tuproqning mineral resurslaridan foydalanish to'xtatiladi. O'simlik o'simlikning barglari, poyasi va po'stlog'idan keladigan havoni ushlaydi.
Nafas ma'nosi
O'simliklarda nafas olish yili sodir bo'ladiorganlar hujayralari va metabolizmning asosiy jarayonidir. Nafas olish jarayonida ajralib chiqadigan energiya flora vakillarining o'sishi va faolligiga sarflanadi.
O’simliklarning nafas olishi fotosintez bilan solishtiriladi. Jarayon bir necha bosqichlardan o'tadi. Organik birikmalar oraliq bosqichlarda hosil bo'ladi. Ular metabolik reaktsiyalarda qo'llaniladi. Bularga pentozalar va organik kislotalar kiradi, ular nafas olishning parchalanishi paytida hosil bo'ladi. Shuning uchun nafas olish metabolitlarning manbai hisoblanadi.
Nafas olish tizimi NADPH va ATP energiya ekvivalentlarini yetkazib beruvchi hisoblanadi. O'simliklar nafas olayotganda kislorod chiqaradi. Bu jarayonda flora vakillari suv hosil qiladi. O'simlik suvsizlanganda uni o'limdan himoya qiladi.
Ba'zida nafas energiyasi issiqlik sifatida ajralib chiqishi mumkin. Bunday holda, nafas olish jarayoni quruq moddalarni keraksiz iste'mol qilishga olib keladi. O'simlikning o'zi uchun nafas olish jarayonini kuchaytirish barcha holatlarda foydali bo'lmaydi.
