Өсімдік клеткасының структурасы және атқаратын қызметі
жүктеу/скачать 0,98 Mb.
|
Дәріс 2 Өсімд клеткас физиологиясы
- Бұл бет үшін навигация:
- 1.2. ӨСІМДІК КЛЕТКАСЫНЫҢ СТРУКТУРАСЫ ЖӘНЕ
| 39
1.1.6. БИОЭНЕРГЕТИКА Физикалық жағдай тұрғысынан алып қарағанда организм қоршаған ортамен зат және энергия алмасуы арқылы өзара байланысқан ашық система ретінде сипатталады. Өсімдіктер сыртқы ортадан үнемі әр түрлі заттар мен энергияны қабылдайды және оған мұндай заттар мен энергияны өзі де бөліп шығарады. Өсімдіктердің құрамына кіретін алуан түрлі химиялық заттар онда үздіксіз өзгеріп, жаңа қосылыстарға айналады, әр түрлі реакцияның көптеген түріне қатысып, зат айналымын жүзеге асырады. Өсімдіктерде заттардың химиялық өзгеруімен қоса, олардың энергетикалық жағдайы да үнемі және қатарласа өзгеріп отырады. Биохимиялық реакциялар химиялық термодинамиканың заңдары мен принциптеріне бағынады. Термодинамиканың бірінші заңы бойынша энергияның бір түрі оның екінші түріне айналғанда тұйық система энергиясының жалпы мөлшері өзгерместен, тұрақты шама күйінде қалады. Термодинамиканың екінші заңы мынаны білдіреді: энергияның бір түрі әздігінен оның екінші түріне өткенде бос энергияның қоры әрқашан да кемиді. Белгілі бір жұмысты атқару үшін системадан алуға болатын энергияны бос энергия деп атайды. Химиялық тұрғыдан алып қарағанда бос энергия дегеніміз реакцияны басқаратын химиялық энергия болып саналады. А. және Б. Пюльмандар керсеткендей, кез келген түйық системанын, температурасы Т кезіндегі оның бос энергиясын мынадай теңдеу Мұндағы Н — системаның жалпы жылу құрамы; S — оның энтро-пиясы. шамасы заттық химиялық немесе физикалық өзгеріске ұшырауға потенциалдық қабілеті жөнінде сандық түсінік береді. Температура мен қысым тұрақты болған жағдайда, егер теріс таңбалы болса, реакция қоршаған ортадан энергияны сіңірместен, өздігінен жүруі мүмкін. Мысалы, бос энергиясының үлкен қоры бар крахмал бос энергиясының қоры аз глюкозаға айналатын болса, онда бұл реакция өздігінен жүре алады. Бұл реакция барысында бос энергия жұмсалады, сондықтан оның шамасы теріс таңбалы болады. Егер шамасы оң таңбалы болса, онда бұл реакция сырттан келетін энергия есебінен ғана ете алады деген сөз. Мысалы, фотосинтез реакцияларында күн сәулесінің энергиясын сіңіру есебінен энергиясының қоры аз жай заттардан энергиясының қоры мол күрделі органикалық заттар түзіледі. Бос энергияны кеміте отырып жүретін реакцияларды экзоэр-гиялық, ал бос энергияны арттыра отырып жүретін реакцияларды эндоэргиялық реакциялар деп атайды. Тірі организмде күрделі қосылыстардың жай қосылыстарға ыдырауы жүзеге асатын барлық катаболизм процестері экзоэргия-лық процестер болып табылады. Бұл реакциялардың шамасы теріс таңбалы болады. Синтездік реакциялар жүретін анаболизм процесінің өтуі үшін сырттан келетін энергия қажет. 40 Б. Пюльман және А. Пюльман “Кванттық биохимия” (1965)' деген монографиясында көптеген эксперименталды материалдарды қорыта келе, организмде өтетін реакциялардың энергетикасы жөнінде былай деді: Биологиялық системаларда анаболизм про-цестері экзоэргиялық процестермен уштасудың арқасында өтеді. Бұл жағдайда экзоэргиялық реакцияларда онымен ұштасқан эндо-эргиялық реакцияға қажетті шамадан гөрі едәуір көп энергия босап шығуы керек, осының нәтижесінде энергияның жиынтық өзгерісі экзоэргиялық болуы тиіс, Тірі организмдерде бос энергияны жинауға, сақтау мен тасы-иалдауға қабілетті көптеген органикалық заттар қалыптасқан. Бұл энергия олардан гидролиз кезінде босап шығады. Ф. Липманның (1961) үсынысы бойынша бұл заттар такроэргиялық заттар деп аталады, олардың құрамында энергияға бай байланыстар болады, бұл байланыстар ~ белгісімен таңбаланады. А. Ленинджер көрсеткендей, аденозинтрифосфат (АТР) неғұр-лым кең таралған макроэргиялық қосылыс болып табылады. Ол көптеген реакцияларға қатысады, оның молекуласының құрылысын мына схема бейнелейді. Аденозинтрифосфат немесе АТР дегеніміз жеке нуклеотид. Ол аде-нил қышқылына макроэргиялық байланыс арқылы тағы да фосфор қышқылының екі қалдығы қосылған аденозинмонофосфат болып табылады. Ақырғы фосфат қалдықтарын біртіндеп белу кезінде аденозинтрифосфат (АТР) аденозиндифосфатка (АDР), одан соң денозинмонофосфатқа айналады: АDР және АТР нуклеотидтерінен басқа, құрамында қант бол- атын UDР-Глюкоза нуклеотидтері, UТР және А-коферментінің гиоэфирлері де макроэргиялық қосылыс болып табылады. АТР универсалдылығы және зат алмасу реакцияларына кеңінен қатысуы оның ақырғы фосфат қалдығын тасымалдай отырып, қосып алу реакцияларына бейімділігіне байланысты. Бұл жағдайда сондай-ақ энергия да тасымалданады. Б. және А. Пюльман келтірген мысалда глюкозаны фосфорлау реакциясы энергияның жұмсалуын қажет етеді: 41 глюкоза + Н3РО4—>м\люкоза-6 фосфат; =+3 ккал/моль. АТР қатысқан жағдайда бұл реакция энергия бөліп шығара отырып жүреді, өйткені реакция АТР гидролизімен ілесе жүреді де, осы кезде бөлініп шығатын энергияны пайдаланады: 1. АТР + Н2О—>-АВР + Н3РО4; = - 8 ккал/моль. 2. глюкоза + Н3РО4—ктгакоза-6 фосфат; =+3 ккал/моль. Системаның бос энергиясының жиынтық өзгерісі — 5 ккал/моль болады: 3. АТР + глюкоза—>- АDР + глюкоза-6 фосфат; =—5 ккал/моль. Тірі организмдерде энергияның жұмсалуын қажет ететін реак-циялар энергия бөліп шығара отырып өтетін реакциялармен ілесе жүреді. Бұл процестерде АТР энергияны жинақтаушы және тасы-малдаушы ролін атқарды. 1.2. ӨСІМДІК КЛЕТКАСЫНЫҢ СТРУКТУРАСЫ ЖӘНЕ жүктеу/скачать 0,98 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|