Hujayraning oziqlanishi

Mavzular

Avtotrof va geterotrof hujayralar

Barcha tirik organizmlar hujayralarining oziqlanish usuliga qarab ikkita katta guruhga: avtotrof va geterotroflarga ajratiladi.

Avtotrof hujayralar. Bu guruh hujayralari organik moddalarni anorganik birikmalardan (CO2, H2O va h.k.) sintezlay oladi. Energiyasi kam shu moddalardan hujayralar glukoza, aminokislotalarni keyin esa murakkabroq birikmalarni: murakkab uglevodlar, oqsil kabi moddalarni sintezlaydi. Organik birikmalarni anorganik birikmalardan sintez qila oladigan hujayralarni avtotrof hujayralar yoki to‘g‘ridan to‘g‘ri avtotroflar deb ataladi. Yer yuzidagi asosiy avtotroflar yashil o‘simliklarning hujayralaridir. Mikroorganizmlarning ma’lum bir guruhi ham avtotrof yo‘l bilan oziqlanadi.

Geterotrof hujayralar. Geterotrof hujayralar anorganik moddalardan organik moddalarni sintezlay olmaydi. Bunday hujayralar tayyor organik moddalarga ehtiyoj sezadigan hujayralar geterotrof hujayralar yoki geterotroflar deb ataladi.

Fotosintez tushunchasi

Fotosintez. Quyosh nuri ta’sirida o‘simliklarning yashil barglarida karbonat angidrid bilan suvdan murakkab organik birikmalar hosil bo‘lishi fotosintez deb ataladi. O‘simliklarning fotosintez jarayoni yer yuzida quyosh energiyasini organik birikmalarning kimyoviy energiyasiga aylantiruvchi birdan-bir vosita hisoblanadi. O‘simliklarning kosmik ahamiyati ham ana shundadir. Bu jarayonda hosil bo‘ladigan organik birikmalar tirik organizmlar uchun ozuqa va energiya manbai bo‘lib xizmat qiladi. Shu bilan birga fotosintez jarayoni atmosferani erkin kislorod bilan ham boyitadi. Fotosintez jarayonini o‘rganish qishloq xo‘jalik ekinlaridan mo‘l hosil olishga ham imkon yaratadi.

Yashil o‘simliklar fototrof organizmlar hisoblanadi. Ular hujayradagi xloroplastlarda to‘plangan xlorofill pigmenti yordamida yorug‘lik energiyasini kimyoviy energiyaga aylantiruvchi fotosintez jarayonini amalga oshiradi. Fotosintezning umumiy reaksiya tenglamasi quyidagicha:

6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6O2.

Bu jarayon davomida anorganik moddalar – uglerod (IV)-oksid va suvdan energiyaga boy modda – glukoza (C6H12O6) hosil bo‘ladi. Fotosintez yorug‘lik va qorong‘ilik bosqichlariga ajratiladi.

Yorug‘lik bosqichi va fotoliz

Fotosintezning yorug‘lik bosqichi. Fotosintez ko‘p bosqichli murakkab jarayondir. Fotosintez xloroplastning ko‘rinadigan yorug‘lik nuri bilan yoritilishidan boshlanadi. Foton xlorofill molekulasiga tushib, uni qo‘zg‘algan holatga keltiradi, uning elektronlari yuqori orbitalarga sakrab o‘tadi. Shunga ko‘ra, elektronlarning molekulalardan uzilishi osonlashadi. Qo‘zg‘algan elektronlarni biri tashuvchi molekulaga o‘tadi va bu molekula uni olib, membrananing ikkinchi tomoniga olib o‘tadi. Xlorofill molekulasi suv molekulasidan elektron olib, o‘zining yo‘qotgan elektroni o‘rnini to‘ldiradi.

Elektronlarni yo‘qotishi natijasida suv molekulalari protonlar va kislorod atomlariga parchalanadi. Yorug‘lik ta’sirida suv dissotsialanishi fotoliz deb ataladi. Fotoliz natijasida hosil bo‘lgan vodorod atomi organik birikmalar bilan kuchsiz bog‘ hosil qilib birikadi. Gidroksil ionlar, ya’ni OH- esa o‘zining elektronini boshqa molekulalarga beradi va erkin radikalga aylanadi. OH- radikallar o‘zaro bir-biri bilan reaksiyaga kirishib suv va molekula holatdagi O2 ni hosil qiladi (23-rasm).

4OH → O2 + 2H2O.

Yorug‘lik bosqichi natijalari

Fotosintez jarayonida ajralib chiqadigan kislorod manbai suv hisoblanadi. Yorug‘lik energiyasi fotolizdan tashqari ADF va fosfatdan kislorod ishtirokisiz ATF sintezi uchun ham foydalaniladi. Bu jarayon juda samarali bo‘lib, shu o‘simlik mitoxondriyalarda sintezlanadigan ATFga nisbatan xloroplastlarda 30 barobar ko‘p ATF sintezlanadi. Shunday yo‘llar bilan fotosintezning qorong‘ulik bosqichida kechadigan reaksiyalar uchun zarur bo‘lgan energiya to‘planadi.

Fotosintezning yorug‘lik bosqichida uchta muhim jarayon amalga oshadi:

• suv fotolizi natijasida molekular kislorodning hosil bo‘lishi
• atomar vodorodning hosil bo‘lishi
• ATF sintezi

Qorong‘ulik bosqichi

Fotosintezning qorong‘ulik bosqichi. Fotosintezning keyingi reaksiyalari uglevodlar hosil bo‘lishi bilan bog‘liq:

6CO2 + 24H → C6H12O6 + 6H2O.

Bu jarayon yorug‘da ham, qorong‘uda ham amalga oshganligi uchun uni qorong‘ulik bosqichi deyiladi. Fotosintezning qorong‘ulik bosqichi ketma-ket keladigan bir qancha reaksiyalar yig‘indisidan iborat. Bu reaksiyalar natijasida CO2 va atomar vodoroddan uglevodlar hosil bo‘ladi.

Fotosintezning qorong‘ulik reaksiyalari uchun xloroplastga dastlabki moddalar va energiya to‘xtovsiz kelib turadi. Uglerod (IV)-oksid barg hujayralariga atmosfera havosidan o‘tib turadi, vodorod atomi esa suvning fotolizi natijasida hosil bo‘ladi. Fotosintezning yorug‘lik bosqichida sintezlanadigan ATF uglevodlar sintezi uchun energiya manbai bo‘lib xizmat qiladi. Ana shu moddalar ta’sirida xloroplastda uglevodlar sintezi amalga oshadi.

Shunday qilib, fotosintez natijasida yorug‘lik energiyasi organik birikmalar tarkibidagi kimyoviy bog‘lar energiyasiga aylanadi.

Fotosintezning ahamiyati

Fotosintezning ahamiyati. Fotosintez organik birikmalar va kislorodni yetkazib beradigan birdan-bir manbadir. Fotosintezning umumiy mahsuldorligi nihoyatda yuqori bo‘lib, Yer yuzidagi o‘simliklar har yili juda ko‘p uglerodni o‘zlashtiradi. Natijada har yili bir necha milliard tonna organik moddalar sintezlanadi.

O‘simliklarning yashil barglari ularga tushadigan quyosh energiyasining 1 foizini fotosintez uchun sarflaydi. Fotosintezning mahsuldorligi barglarning 1 m2 maydoniga soatiga taxminan 1 g organik moddani tashkil etadi. 1 m2 barg yozda bir kecha-kunduzda taxminan 15–16 g organik moddani hosil qiladi. O‘simliklarni issiqxonalarda sun’iy yoritish, suv bilan ta’minlanishi va boshqa sharoitlarni yaxshilash orqali fotosintez mahsuldorligini oshirish mumkin.

O‘simlik hujayralari ham kecha-kunduz nafas olib, tashqi muhitga karbonat angidrid gazini ajratib turadi. Lekin fotosintez natijasida o‘simlik hujayrasidan ajralib chiqadigan kislorod miqdori bir vaqtda davom etadigan nafas olish jarayonida olinadigan kisloroddan 20–30 baravar ko‘p bo‘ladi. Bu esa atmosfera havosi tarkibidagi kislorodning doimo muvozanatda bo‘lishini ta’minlaydi.

Bilimingizni sinang