Kirish. О‘simliklar hayotida nafas olishning ahamiyati

Nafas olish jarayoninig o’ziga xos xususiyatlari

Nafas olishning shakliy tenglamasi bu murakkab fiziologik jarayonni tо‘la tavsiflay olmaydi. Chunki bunda juda kup oraliq reaksiyalar sodir bо‘ladi. Natijada kimyoviy energiya oz-ozdan ajralib chiqadi va о‘zlashtiriladi, о‘zlashtirilmay qolgani esa issiklik energiyasiga aylanadi va tarqaladi.
Nafas olishda organik moddalarning kislorod yordamida anorganik moddalarga parchalanishi mazkur jarayonning о‘ziga xos xususiyatlari borligini kо‘rsatadi. Chunki organizmdan tashqarida bu organik moddalar molekulyar kislorod bilan reaksiyaga kirishmaydi.
Nafas olish jarayonining ana shu о‘ziga xos xususiyatlarini aniqlab, nafas olish ximizmining hozirga zamon tushunchasiga asos solgan olimlar: A.N.Bax, V.I.Palladin va S.P.Kostichevlar hisoblanadilar.
A.N.BAXNINGPEROKSIDNAZARIYASI. 1897 yildaA N.Bax biologik oksidlanishning peroksid nazariyasini ishlab chiqdi. Unga kо‘ra, atmosferadagi molekulyar kislorod inert x,olatda bо‘lib, organik mod-dalarni oksidlay olmaydi. Buninguchununingtarkibidagi qо‘sh bog‘ning bittasi uzilishi va faol xolatga о‘tishi zarur:
O = O -O-O-
inert faol kislorod
kislorod.

Kislorod oson oksidlanuvchi modda (A) bilan birikib, qо‘sh bogdan bittasi uziladi va peroksid (AO₂) hosil qiladi:

1) A + O,
A.N.Baxning fikricha, akseptor (A) bilan birlashib faol holatga о‘tgan kislorod boshqa moddani (V) ham oksidlantirishi mumkin:

2) A --------------- O yov+ ———— AO+VO

----------------O

3) AO + V —— VA+VO.

Natnjada akseptor vazifasini bajaruvchi oksidlanuvchi modda (A) yana osonlik bilan ajralib qoladi. Organik modda (V) esa tо‘la oksidlanadi. A.N.Bax kislorodni faollovchi moddalarni oksigenazalar deb atadi. Oksigenazalarga о‘simliklar tо‘qimasida kо‘p tarqalgan har xil kimyoviy birikmalar kiradi. Oksigenazalardagi faollashgan kislorod oksidlanayetgan birikmalar kiradi. Ma’lum vakt fanda bu jarayonda peroksidaza fermenti muhim ahamiyatga ega, degan fikr hukm surardi. Lekin 1955 yilda Yaponiyada (O.Xayaishi va boshqalar) va AQShda (G.S.Mezon va boshqalar) molekulyar kislorodning organik moddalar bilan birikishi mumkinligini isbotlashdi.

Hozirgi vaqtga kelib ma’lum bulishicha, A.N.Bax nazariyasining nafas olishga aloqasi yо‘q. Ammo u nafas olish jarayoninnng ximizmini о‘rganishga yо‘l ochib berdi. Chunki bu nazariyada kislorodni faollashtirishning zamonaviy mexanizmini ishlab chiqish uchun asossolingan edi.
V.I.PALLADINNING VODORODNI FAOLLASHTIRISH NAZARIYASI. Biologik oksidlanish jarayonining mexanizmini о‘rganishda V.I.Palladinning (1912) ishlari muhim ahamiyatga ega bо‘ldi. Uning nazariyasiga kо‘ra, о‘simlik xromogenlari substratdagi vodorodni о‘ziga biriktirib oladi va keyinchalik ularni kislorodga о‘tkazadi. Bu nazariya bо‘yicha nafas olish ikki bosqichdan iborat: 1) anaerob; 2) aerob:

1)S₆N₁₂O₆ + 6N₂O+ 12K —— 6SO₂+12KN₂.

2) 12KN1₂ + 6O₂—— 12K + 12N₂0.

Birinchi reaksiya nafas olish jarayonining anaerob, ikkinchi reaksiya aerob bosqichini ifodalaydi. K — rangli nafas pigmenti, KN₂— raigsiz nafas olish xromogeni. Birinchi reaksiyada reduktaza fermenti yordamida substratdan vodorod atomlari qabul qilinib, nafas olish pigmentiga (K) о‘tkaziladn va nafas olish xromogeni (KN,) hosil bо‘ladi. Hamma SO₂ ham shu anaerob jarayonda ajralib chiqadn. Ikkinchi reakiiyada molekulyar kislorod ishtirok etib, xromogenlarni (KN₂) nafas olish pigmentlarigacha oksidlaydi va ular yana vodorodnipg akseptori nazifasini bajaradi. Bu reaksiyalarda kislorod KN₂ dan elektron-lar va protonlarni tortib oladi va natijada suv hosil bо‘ladi. Keyingi izlanishlarda V.I.Palladin nazariyasi, ya’ni nafas olishda anaerob va aerob bosqichlarning mavjudligi hamda buida suv ishtirok etishi tо‘la tasdiqlandi.

1912 yilda nemis biokimyogari G.Viland ham biologik oksidlanish vodorodningajratibolinishi bilan bog‘liqekanligini kо‘rsatgan edi. Nafas olishda suvning ishtirok etishi va kislorod vodorodning oxirgi akseptori ekanligini 1955 yilda B.B.Vartapetyan va L.A.Kursaioi tajriba asosida isbotladilar.
Buning uchun ular izotoplar ( O¹⁸) usulidan foydalandilar.
NAFAS OLISH VA BIJG‘ISHNING О‘ZARO ALOQASI. S.P.Kostichev{1910) kо‘rsatishi bо‘yicha, nafas olish va bijgishlar bir xil jarayonlar bilan shakarlarniig parchalanishidan boshlanadi.Ksyinchalik nafas olish SO₂ va suvning, bijgish esa SO, va spirtning hosil bо‘lishi bilan yakunlanadi. Buii k,uyidagi shaklda kо‘rsatish mumkin :
Keyiigi yillarda nemis biokimyogari K.Neyberg, S.P.Kostichev va boshqalarning ilmiy izlanishlari asosida aniqianishicha, nafas olish va bijg‘ish jarayonlari bir-biri bilan oraliq mahsulot pirouzum kislota orqali bog‘liqdir.
Hozirda aerob xususiyatga ega bо‘lgan nafas olish jarayoni ikki bosqichdan iborat ekanligi tasdiqlandi. Birinchi, boshlang‘ich - anaerob nafas olish jarayonida murakkab organik moddalar (uglevodlar) oddiy organik moddalarga parchalanadi (gtirouzum kislotasiga). Ikkinchi, asosiy-aerob sharoitda piruvat kislotasi karbonat angidrid va suvga parchalanadi. Bunda fermentlar tizimi ham faol ishtirok etadi.