A qodiriy nomidagi jizzax davlat pedagogika universiteti tabiiy fanlar fakulteti

5-rasm. Fotosintez
Ba’zi olimlarning fikricha epitelial xujayralar smola ishlab chiqaradi. Epitelial xujayra atrofida mexanik to‘qimaga kiruvchi o‘lik xujayralar joylashgan. Bargning markaziy qismi ichkari tomoniga joylashgan. Markaziy qismida asosiy to‘qima, mexanik to‘qima sklerenxima hamda o‘tkazuvchi to‘qima bog‘lamlari joylashgan. O‘tkazuvchi to‘qima bog‘lamlarida floema ksilemaning yuqori tomoniga joylashgan bo‘ladi. (Poyaga o‘xshab) Qarag‘ay ochiq urug‘li o‘simliklarga kirgani uchun o‘tkazuvchi to‘qimada suv naylari bo‘lmaydi. Suv naylari vazifasini traxeidlar bajarib turadi, ya’ni suv va suvda erigan moddalar traxeidlar orqali o‘tib turadi.
O'simliklardagi fotosintez asosan barglar ichida paydo bo'ladi. Fotosintez karbonat angidrid, suv va quyosh nurini talab qilganligi sababli ushbu moddalarning barchasi barglar bilan olinishi yoki ko'chirilishi kerak. Uglerod dioksidi o'simlik barglarida stomata deb nomlangan kichik ko'zalralardan olinadi. Kislorod ham stomadan chiqariladi. Suv o'simlik tomonidan ildizlar orqali olinadi va qon tomir o'simlik to'qimalari tizimi orqali barglarga topshiriladi. Quyosh nurlari xlorofill tomonidan so'riladi, o'simlik hujayralarida xloroplast deb ataladigan yashil pigment. Xloroplastlar fotosintezning joylari hisoblanadi. Xloroplastlar tarkibida turli funktsiyalarga ega bo'lgan bir necha tuzilmalar mavjud: Tashqi va ichki membranalar: xloroplast konstruktsiyalarini saqlovchi himoya qoplamalar.Stroma: xloroplast ichidagi suyuqlik. Karbon dioksidni shakarga aylantiradigan sayt.Tillakoid: sopolga o'xshash membrana tuzilmalarini yassilash. Yorug'lik energiyasini kimyoviy energiyaga o'tkazish koni.Grana: zich qatlamli thylakoid qobig'ining tayoqchalari. Yorug'lik energiyasini kimyoviy energiyaga aylantirish joylari. Xlorofil: xloroplast ichida yashil rangli pigment. Engil energiyani tortib oladi.
O'zbekiston sharoitida kuz kelishi bilan yashil bargli o'simliklarning tashqi qiyofasi o'zgara boshlaydi. Kuzda juda ko’pchilik mevali va manzarali daraxt hamda butalarning yashil barglari to'kilishi oldidan sarg'ish, sarg’ish-qizil va qo'ng'ir-qizg'ish rangga kirishini ko'p kuzatganmiz.
Ma’lumki, o‘simliklar to‘qimalari tarkibining 70-95% suvdan iborat Suv o‘zining ajoyib xususiyatlari tufayli organizmlar hayot faoliyatida birinchi va boshqa moddalarga tenglashtirib bo’lmaydigan o‘rinni egallaydi. Ammo uning hujayra tuzilishida va undagi molekular darajada boradigan turli metabolik jarayonlardagi o‘mi to‘la o'rganilmagan. Suvning butun bir organizmdagi o‘rni turlichadir. Butun yer yuzidagi hayot formalari faqatgina suvli holatdagina mavjud. Shuning uchun ham hujayra tarkibidagi suvning kamayishi, tirik tuzilmalarning tinchlik, ya’ni anabioz holatiga o‘tishiga olib keladi.
Biologik obyektlarda suv quyidagi asosiy vazifalarni bajaradi:
1.Hujayra, molekula, to'qinialar va organlarni bir butun qilib birlashtirib turadi, suv uzluksiz muhitni tashkil qiladi;
2. Biokimyoviy reaksiyalar uchun eng yaxshi va muhim muhitdir;
3.Hujayra tuzilmalarini tartibga solishda qatnashadigan oqsillar tarkibiga kirib, ularning konformasiyasini belgilaydi;
4. Bir qancha biokimyoviy reaksiyalaming tarkibiy qismidir;
a) fotosintez jarayonida eiektronlar donoridir.
b) Kres siklida oksidlanish-qaytarilish jarayoni ishtirokchisi.
5. Hujayra hayotiy jarayonlarida, xususan, suvning membranalardagi elektronlar va protonlar tashiluvidagi o‘rni beqiyosdir;
6. Moddalar almashinuvida asosiy o‘rinni tutadi. Masalan, ksilema to'qimalari bo‘ylab esa suv va unda erigan moddalami tashisa, floema to'qimalari bo‘ylab moddalarning simplast va apoplast tashiluvi amalga oshadi.
Fotosintez yaraganda ana shu ogizchalar orqali karbonat angdrid yutilib, molekulyar kislorod ajralib chiqadi. Ustki va pastki pustlar orasida barg etini (mezofill) hosil qiluvchi hujayralar joylashtirgan. Aksariyat yer ustida o’suvchi o’simlik barglarida u ikki qavatdan tarkibi iborat. Ustki po’st ostida joylashgan qavat tayoqchalarga o’xshash, cho’zinchoq, bir-biriga zich joylashtirgan hujayrlardan tashkil topgan. Bu hujayralarda xloroplastlar soni ko’p. Ular organik
moddalarni sintez qiluvchi asosiy qavat hisoblanadi. Uning ostidagi hujayralar ko’pingcha dumaloq shaklda bo’lib, bir-biri bilan bo’shliqlar hosil qilib joylashadi. Bo’shliklar og’izchalar bilan tutashgan. Bu esa gazlarning almashinuvi uchun qulay sharoit yaratdi. Undan toshqari bu hujayralarda ham xloroplastlar bor, ya'ni ular fotosintez jarayonida qatnashadilar.
Barglarda fotosintez to’xtovsiz davom etishi uchun ular suv bilan ta'minlangan bo’lishlari kerak. Bunda og’izchalar ochiqligi katta ahamiyatga ega.
XLOROPLASTLAR. Fotosintez jarayoni barglarda va qisman yosh novdalarda sodir bo’lishining sababi ularda xloroplastlarning borligidir. O’simliklarning fotosintetik tizimi xloroplastlarda mujassamlashgan. Xloroplastlar barcha tirik organizmlar uchun kimyoviy energiya manbai - organik moddalarni tayyorlaydi.
Bargning har bir hujayrasida o'rtacha 20-50 tagacha va ayrimlarida undan ko’proq ham xloroplastlar bor. Xlorofil pigmenti xloroplastlarda joylashganligi uchun ular yashil rangda bo’ladi. Xloroplastlarda fotosintez jarayonining hamma reaksiyalari ro’y beradi: yoruglik energiyaning yutilishi, suvning fotolizi (parchalanishi) va kislorodning ajralib chiqishi, yorug'likda fosforlanish, karbonat
angidridning yutilishi va organik moddalarning hosil bo’lishi. Shunga asosan ularning kimyoviy tarkib va tuzilmaviy shakli ham murakkab xususiyatga ega.
unga ega.
Xloroplastlar tarkibida suv ko’p, o'rta 75 foizni tashkil etadi, qolganlari quruq moddalardan iborat. Umumiy quruq moddalar hisobida oqsillar 35-55 foiz, lipidlar 20-30 foiz, qolganini mineral moddalar va nuklein kislotalari tashkil etish. Xloroplastlarda juda ko’p fermentlar va fotosintezda ishtirok etgan hamma pigmentlar joylashtirgan.
Xloroplastlar qo’sh qavatli membrana bilan o’rilgan bo’lib, ular yuqori funksional faollikka egadirlar. Ichki tuzilish juda murakkab. Stroma (asosiy gavda) va granalardan iborat. Ular o’z navbatda lamellyar va tuzilish bilan belgilanadi. Granalarda tilakoidlar joylashadi. Yosh xloroplast granalarida 3-6 ta tilakoid
bo’lsa, voyaga yetganlarida bu son 45 tagacha yetishishi mumkin. Lamellalarning yuzasi mayda bo’rtmachalar - globulalar bilan qoplagan. Ular kvantosomalar deyiladi.
Turli xil usimliklarning xloroplastlari soni, shakli, hajmi bilan bir-biridan farq, qipadi.
XLOROPLAST PIGMENTLARI. Xloroplast tarkibida uchradigan pigmentlar fotosintez yarasida asosiy rol o’ynaydi. O’simlik pigmentlarini o’rganishda M.S.Tsvegning 1901-1913 yillarda kashf etgan assorbsion xromatografiya usuli juda yaxshi ahamiyatga ega. M.S.Tsvet shu usuldan foydalanib, 1910 yidda xlorofil “a” va “b” hamda sariq, pigmentlarning guruhlari mavjud ekanligini aniqladi.
Xloroplastlar tarkibiga uchragan pigmentlar uchta sinfga bo’linadi:
1) xlorofillar, 2) karotinoidlar, 3) fibilinlar.
XLOROFILLAR. Birinchi marta 1817-yilda fransuz kimyogarlari P.J.Pelte va J.Kavantular o’simlik bargidan yashayotgan pigmentni ajratib oladilar va uni xlorofil deb ataydilar. Bu yunoncha “chloros” - yashil va “phyllon” - barg so’zlaridan olingan.
1906-1914 yillarda nemis kimyogari R.Vilshtetler xlorofillning kimyoviy tarkibini har tomonlama o’rganish yakunida elementar tarkibini aniqladi : xlorofil “a” – C55 H72 O5 N4 Mg va xlorofil “b” — C55 H70 O6 Mg. Nemis biokimyogari G.Fisher esa 1930- 1940 yillarda xlorofellning tuzilmaviy formulasini aniqladi.
Xlorofillar to'rtta pirol halqasini birlashtirgan porfirin birikmalar bo’lib, ular tarkibida magniy va fitol qism bor.
O’simliklarning bargida xlorofill maxsus sharoitlar mavjudligida hosil bo’ladi: rivojlangan plastidalar stromasi, yorug’lik, magniy, temir va boshqalar. Chunki pigmentlar faqat plastidalarning lamella va granalaridagina vujudga keladi. Magniy to’g’ridan-to’g’ri xlorofil molekulasining tarkibiga, temir esa xlorofllning hosil bo’lishida ishtirok etuvchi fermentlar (xlorofillaza va boshqalar) tarkibiga kiradi. Xlorofill faqat yorug’likda o’sgan o’simliklarda hosil bo’ladi. Qorong’i
joyda o’gan o’simliklarda u hosil bo’lmaydi.

Fitol asosan to’rtta to’ymagan izopren uglevodorod molekulasidan tuzlangan. Umumiy, xlorofil xlorofillin dikarbon kislotasi bilan metil hamda fitol

spirtlarning birikmasidan hosil bo’ladi va murakkab efirlar guruhiga kiradi.
Shuning uchun ham natriy ishqori ta’sir etsa, u xlorofillin kislatasining natriy tuzi, metil va fitol spirtlariga parchalanadi.(6-rasm).




Shuning uchun ham bunday o’simliklar rangsiz yoki sariq, (karotinoidlar bo’lgani uchun) rangda bo’ladi. Ular etiollangan o’simliklar deyilib, qorang’idan yorug’likka chiqarilsa tezda yashil rangga kira boshlaydi, chunki xlorofilning sintezi boshlanadi.
Ayrim hollarda yorug'likdagi o’simlik barglarida ham sarg’ayish (rangsizlash) hodisalari ro’y beradi. Bu hodisaga xloroz deyiladi. Xloroz (rangsizlanish) ko’pchiliklarda tuproqda o’zlashtiriladigan magniy yoki biror temirning yetishmasligi natijasida assimilyatsiya jarayorasining buzilishidan kelib chiqadi. Xlorofilning sintezi to’xtab qoladi. Bunday hodisa, ayniqsa, oziq miqdori yuqori tuproqlarda ko’p uchradi. Ohakli tuproqlarda temir tuzlari erimaydigan shaklga o’tgamligi sababli ildizlar tuproqdan temirni ololmaydi. Bunday o’simliklarga bironta temir tuzining past konsentratsiyali eritmasi purkalsa, ular yana yashil rangga kira boshladi. Xloroz hodisasi boshqa mineral elementlar (azot,
marganes, mis, rux, molibden, kaliy, oltingugurt va boshqalar)
yetishmaganligidan ham sodir bo’lishi mumkin.
Umumiy, xlorofilning sintezi ham , buzilishi ham tirik hujayralardagi moddalar almashinuv jarayonining yo’nalishi asosida sodir bo’ladi. O’simliklarda xlorofilning umumiy miqdori ularning quruq og’irligiga nisbatan 0,6-1,2 foizni tashkil qiladi.
KAROTINOIDLAR. Yashil o’simliklarda xlorofil bilan birgalikda uchradigan sariq, to’q sariq, qizil rangdagi pigmentlar guruhi karotinoidlar deyiladi. Bu pigmentlar hamma o’simliklarning xloroplastlarida mavjud. Hatto o’simliklarning yashil bo’lmagan qismlaridagi xloroplastlarning ham tarkibiga kiradi. Masalan, xromoplastlar sabzi hujayralari tarkibida juda ko’p miqdorda bo’ladi va ular ham murkkab tuzilishga ega.
Karatinoidlar xloroplastlarda xlorofill bilan birgalikda uchragani uchun ham seilmaydi. Chunki xlorofillning miqdori ularga nisbatan uch marta ko’p. Lekin kuzda katinoidlarning parchalanish sababli karatinoidlar ko’rina boshlaydi.
Yaxshi o’rganilgan o’simlik karotinoidlari ikkita guruhga bo’linadi:
1) karotinlar; 2)ksantofillar.
Karotinlar (C40 H56) turli xil bo’lib, ulardan a, B-karotinlar xloroplastlarda xlorofill bilan birgalikda uchradi. Likopin (C40 H56) mevalarda uchradi. Bu pigmentlarning tarkibida kislorod yo’q va ranglari asosan to’q sariq yoki qizil bo’ladi. Karotinning tuzilma formulasiga kelsak, u 8 molekula izopren qoldiqg’idan iborat. Uning ikkila tomonida to’rtta izopren guruhi halqa shaklida tutashib, ion shaklini hosil qiladi. Bulardan yaxshi o’rganilib fotosintez uchun muhim ahamiyatga ega bo’lganlari - a va B karotinlardir. Ularning umumiy formulalari bir-biriga o’xshash (C40 H56), faqat tuzilmaviy shaklda biroz farq bor.