1-mavzu: O‘simlik hujayrasi fiziologiyasi. Reja

Protoplazmada xilma-xil organik va anorganik birikmalar uchraydi. Tirik protoplazmaning 80-85 % suvdan iborat. Masalan karam bargi misolida, oqsillar-60%, yog‘lar-20%, uglevodlar-10% va mineral moddalar-6%ni tashkil qiladi. Tirik protoplazma doimo harakatda bo‘ladi, yosh hujayra sitoplazmasi aylanma va oqimsimon harakatlanadi. Undagi organoidlar ham birga qo‘shilib passiv harakatda bo‘ladi. Plazmolemma va tonoplast tinch turadi. Aylanma (rotatsion) harakat ham kuzatiladi, bunda protoplazma hujayra po‘stiga yakin joylashadi. Okimsimon (sirkulyasion harakatda) protoplazma ingichka-ingichka oqimlar xolida har tomonga yo‘nalgan. Protoplazmaning harakati birlamchi va ikkilamchi bo‘lishi mumkin. Birlamchi harakat normal sharoitda, ikkilamchi harakat nokulay sharoitda amalga oshadi.
Qovushqoqlik hujayraning eng muxim xususiyatlaridir, uning faolligini ko‘rsatadi. Qovushqoqlik sitoplazmaning strukturasini va kolloid zarrachalarini tortishuv kuchini belgilaydi.⁵
Elastiklik ham muhim xususiyatlardan biri. Tirik protoplazmaning mexanik ta’siri natijasida o‘zining avvalgi xolatiga qaytish xususiyati elastik deb ataladi. Protoplazmaning ma’lum strukturalari uning elastikligiga sabab bo‘ladi.


4. Bioenergetikaning asosiy tushunchalari
Ma’lumki o‘simlik organizmlarining hayot foliyati energiyani doimiy iste’mol qilinishida sodir bo‘ladi. Quyosh radiatsiyasi o‘simliklar tomonidan organik moddalarni kimyoviy energiyasiga aylanadi. Organik moddalarning oksidlanishini ekzergonik jarayonlari, yani dissimilyasiya manbalari hisoblanadi. Dissimilyasiyani ikki formasi mavjud, bular nafas olish va achishdir. Biologik moddalarni hosil bo‘lishi yoki endergonik reaksiyalar tashqi muxitdagi moddalarni o‘zlashirish uchun energiyani sarf kilish bilan kuzatiladi. Bunga yaqqol misol kilib fotosintezni keltirish mumkin. Tabiatdagi barcha organizmlar energiyani iste’mol qilish manbalariga qarab 3 guruxga bo‘linadi:
1. Xlorofil o‘simliklar – ular uchun energiya manbai bo‘lib yorug‘lik kvanti (foton) hisoblanadi.
2.Odam va hayvonlar – ular energiyani organik moddalarning (uglevod, yog, oksillar) oksidlanishi hisobiga oladi.
3.Mikroorganizmlar – ular energiyani spetsifik bo‘lgan organik va anorganik moddalarning oksidlanishi hisobiga oladi.
O‘simlik va boshka tirik organizmlarda sodir bo‘luvchi moddalar va energiya almashinuvi fizika va kimyoning qonunlariga to‘la bo‘ysinadi, shuning uchun tirik sistemalarga bu qonun va prinsiplarni qo‘llash mumkin.
Termodinamika yoki energetika fani sistemalardagi energiyaning xilma-xil formalarini o‘zaro almashinuvi va miqdoriy o‘zgarishini o‘rganadi.
Bu energiyalar-kimyoviy, issiklik, mexaniq, elektrik, yorug‘lik formalarida bo‘ladi.
Sistema tushunchasi, kattaligi, zichligi, harorat, bosim, rangi, magnit va elektrik maydonlari bo‘lishi kabi xossalar bilan harakterlanadi.
Sistema gomogen va geterogen bo‘ladi. Geterogen sistema esa ikkita yoki bir qancha ayrim fazalardan iborat bo‘lib, ular bir-biridan yuzalari bilan ajralib turadi.
Sistemalar ochiq va yopiq bo‘ladi. Yopiq sistemada massa va energiya sistemani o‘rganish jarayonida ko‘payishi va kamayishi mumkin emas. Ochiq sistemada esa massa va energiya kamayishi yoki ko‘payishi mumkin. Shunga ko‘ra o‘simliklar ochiq sistemaga kiradi. Agar sistemani tarkibi va xossasi ma’lum uzoq vaqt ichida o‘zgarmasa sistema muvozanat xolatida turibdi deyiladi. Biroq kimyoviy muvozanat doimiy emas. Muvozanat-bu reaksiyani chapdan unga qanday tezlikda o‘tsa, o‘ngdan chapga ham shunday tezlik bilan o‘tish xolatidir.
Termodinamikaning birinchi qonuni.
Bu energiyaning saqlash qonunidir, uni Gelmgols1847yilda ifodalab berdi. A.Enshteyn tenglamasiga ko‘ra E=MC² energiyani saqlash qonuni, ish va issiqlikning ekvivalent qonunidir. Bunda energiyaning har xil formalari bir-biriga o‘ta boshlaydi. Formulaga ko‘ra 1 gramm massa 9 10²⁰ erg energiya birligiga aylanishi mumkin. Bu qonunga ko‘ra ichki energiya (E) faqat issiqlik xolida energiyani ko‘chirish jarayonida yoki ish bajarilganda o‘zgarishi kuzatiladi, boshqacha qilib aytganda energiyani yaratish va yo‘q qilish mumkin emas.
Bajarilgan ish mexanik, elektrik yoki kimyoviy (sintez) bo‘lishi mumkin. Ajratib olingan sistemalar uchun ularni ichki energiyasini o‘zgarishi quyidagi formula bo‘yicha aniqlanadi – E=QW, yani sistemaning ichki eenergiyasini ko‘payishi unga berilgan issiqlik va tashqi muxitni sistema ustida bajargan ishni yig‘indisiga tengdir.
Demak bu qonunga ko‘ra energiya qaytadan hosil bo‘lmaydi va yo‘qolmaydi faqat bir formadan ikkinchi formaga o‘tadi. Ajratib olingan sistemaning energiyasining umumiy miqdori doimiy bo‘ladi. Birinchi qonun tirik sistemalarga qo‘llanilishi mumkin.
Termodinamikaning ikkinchi qonuni.
Klauzius tomonidan aytilgan fikrga ko‘ra issiqlik issiq tanadan sovuqqa uzatiladi,teskarisi bo‘lishi mumkin emas. Faqat sistemaga tashqaridan ish sarflanganda kuzatish mumkin. Bu termodinamikaning ikkinchi qonunini ochilishiga olib keladi. Ikkinchi qonunga ko‘ra barcha sistemalar o‘z-o‘zidan o‘zgarib muvozanat xolatiga intiladi. M: suv yuqoridan pastga oqadi, eruvchi modda eritmada bir xil taqsimlanadi, tirik organizmlarda ma’lum yoshga etgandan keyin o‘z-o‘zidan qarish jarayoni boshlanadi.
Entropiya bu ichki o‘zgarish ma’nosini beradi.Sistemani entropiyasi esa,uni muvozanatga yakinlashish o‘lchovidir. Entropiya (S) – bu sistemaning xolatini ko‘rsatgichidir va uni entropiya birliklarida ifoda qilinadi kDj.K^-1mol^-1. Termodinamikaning ikkinchi qonuni bir vaqtda entropiyani va haroratni termodinamik shkalasini belgilaydi.Muz eriganda,entropiya oshadi, chunki uning strukturasi soddalashadi. Moddalar katta energiyali xolatida entropiya oshadi. M:kristal holatdagi suvni entropiyasi 11,5 en.br.,suyuk – 16,75, gaz xolatdagi – 45,11 en.br. Organizmlar uchun entropiyani oshishiga olib keluvchi jarayonlarni tenglatish va ularni kamaytiruvchi almashinuv jarayonlari xarakterlidir.
Entropiya tushunchasi bilan o‘simlik organizmini butun hayot faoliyatini harakterlash mumkin emas, biroq suv almashinuvi nafas olish, fotosintez jarayonlariga qo‘llash mumkin.
O‘simlik hujayralarida fermentlar ishtirokida ekzergonik reaksiyalar o‘z-o‘zidan ketishi mumkin, ular kimyoviy potensialini manfiy o‘zgarishi bilan harakterlanadi. SHu bilan birga hujayralarda endergonik jarayonlari sodir bo‘ladi, ya’ni oddiy moddalardan murakkab moddalarni sintezi, unda energiya talab qilinadi va u energiyani bir-biriga bog‘langan ekzergonik jarayonlardan oladi.
Demak, Gibbsni erkin energiyasi tushunchasi ushbu jarayonni o‘z-o‘zidan ketish ketmasligini beradi. Agar doimiy harorat va bosimda erkin energiyani o‘zgarishi ma’lum bo‘lsa, jarayonni o‘z-o‘zidan ketishini avvaldan aytish mumkin.