6. Өсімдіктердің тыныс алу физиологиясы. Тыныс алу субстраттарының тотығу жолдары.

Тыныс алу жер бетіндегі барлық организмдерге, кез келген органга , жеке ұлпаларға ж/е клеткаларға тән өте күрделі процесс. Организмнің тыныс алуы тоқтаса тіршілігі де тоқтайды. Өсімдіктердің тыныс алуында фотосинтез нәтижесінде пайда болған өнімдер оттегінің әсерінен тотығып ыдырап, қарапайымдау аралық заттарға ж/е ең соңында анорганикалық өнімдерге айналады. Органикалық күрделі қосындылардың біртіндеп ыдырауына байланысты бөлінген энергия клетканың бөлінуіне ,өсуі, дамуы және көбею, судың және қореқтік заттардың сіңіп, таралуы осыларға байланысты алуан түрлі синтездік процестерге жұмсалады. Сонымен қатар сатылықпен пайда болуын аралық қосындылар өсімдік организмдегі көптеген зат алмасу процестерінің бастамасы бола алады. Жалпы айтқанда тыныс алу: біріншіден организм тіршілігі үшін қажет энергияның ішкі көзі, екіншіден негізгі зат алмасу процестерін өзара байланыстырушы орталық болып табылады. Өсімдіктің тыныс алуында, негізінен көмірсулар пайдаланады. Бірақ өсімдіктің түрлеріне, өсіп даму кезеңдеріне , сыртқы ортаның жығдайларына байланысты басқа да органикалық қосындылар пайда болады. С6Н12О6+6О2=6СО2+6Н2О+2867кДж. Яғни глюкозаның бір молі тотыққанда оттегінің 6 молі сіңіп, көмірқышқыл газының 6 молі , судың 6 молекуласы және 2867 кДж энергия бөлінеді. Бұл теңдеуден тыныс алу фотосинтезге қарама-қарсы процесс екенін білуге болады. Өсімдік клеткасының тыныс алуына алуан түрлі органикалық қосындылар пайдаланылдаы. Олардың тотығу-тоықсыздану арқылы өзгеру өте курделі катализдік жүйелердің- сутегі мен оттегінің ырықтандаратын ферменттердің қатысуымен жүзеге асады. Тыныс алу процесіне қатысатын алуан түрлі ферменттік жүйлер өсімдік организмін ұдайы өзгеріп тұратын сыртқы орта жағдайларына бейімделушілік мүмкіндігін қамтамасыз етеді. Катализдік жүйелердің көмегін тыныс алуға пайдаланылатын органикалық заттар молекуласындағы бос энергия қоры кез келген процесске оңай жұмсалады. Күйге айналады. Тыныс алу туралы ұғымдар өсімдіктер физиологиясы ғылымының жеке саласы ретінде қалыптаса бастаған кезден-ақ пайда болады. Бірақ- ол туралы ілімнің дамуы 18 ғасырдың соңғы ширегінен басталады. Бұл кезде Дж. Пристли, А.Л. Лавуазье ж/е т.б ғалымдардың зерттеулері нәтижесінде ауа құрамы анықталып, оттегі ашылған болатын. Хайуанаттардағы тыныс алу процесін ж/е жануарды қатар зерттеп А.Л. Лавуазье тыныс алуда ж/е жануда оттегі сіңіп, көмірқышқыл газы бөлінеді. Деген тұжырым жасаған. ОЛ өз тәжірбиелеріне сүйеніп жану процессіне оттегі қажет, ал тыныс алу- тірі организмде қореқтік заттардың баяу жануды деп ұйғарды. Я.Ингенхауз 1778-1780 жж жасыл өсімдікте жарық жағдайына байланысты СО2 сіңіріп, О2 бөлумен қатар, О2 сіңіріп, СО2 бөліп шығаратындығын дәлелденді .

7- Өсімдік клеткаларыныңы су алмасу физиологиясы

Ксилема түтіктеpiнe судың eнyi, сiңiрудiң бастапқы кезеңдерiндегiдей, осмостык механизмге байланысты. Егер сыртқы ортадағы осмостық қысым клетка iшiндегiге тең болса, онда клеткаға су енбейдi, егер сыртқы ортадағы концентрация жоғары болса, онда су клеткадан сыртқа бөлiнедi де, төмен болса сырттан клеткаға енедi. Ксилема туүтіктеpiндeгi және клеткалар қабығындағы осмостық ырықты заттарға минералдық заттар және метаболиттер жатады. Олар түтiктердi қоршаған паренхималық клеткалардың плазмалеммасында болатын ырықты иондык насостардың әcepiнeн бөлiнедi. Осы заттардың түтіктepдe жиналуынан ксилемаға судың осмостық тасымалдануын қамтамасыз eтeтiн сорғыштық күш пайда болады. Түтiктердегi сорғыштық күш қоршаған тipi клеткаларға қарағанда жоғары болуы мүмкін. Бұған ксилема сөлiнiң концентрациясы ғана емес, түтiктердегi лигнинденбеген, демек серпiмдiлiгi нашар клетка қабықтарының қарсы қысымының жоқтығы да ықпалын тигізеді. Сонымен, тамырдағы иондық насостардың жұмысының және ксилема түтіктетepiнe судың осмостық (ырықсыз) eнуінің нәтижесiнде түтiктepдe тамыр қысымы деп аталатын гидростатикалық қысым пайда болады. Ол ксилема ерiтiндiсiн түтіктер арқылы тамырдан жерүстi бөлiктерiне көтерiлуiн қамтамасыз етедi. Суық және аэрациясы нашар топырақтарда өceтiн өciмдiктepдe тамыр қысымы төмен болатындығы анықталды. Судың өciмдiк бойымен тамыр қысымының ьқпалымен көтерiлу механизмiн төменгi шеттiк қозғаушы күш деп атайды. Tөмeнгi шеткi қозғаушы күштi немесе тамыр қысымының өciмдiктiң "шырындық" құбылысынан байқауға болады. Көктемде жапырақтары әлi жайылып үлгермеген ағаштардың қабық жарықтарынан кесiлген, сынған бұтақтарынан төменнен жоғары қарай сұйықтың ксилема ағынымен қарқынды көтерiлiп жатқанын байқауға болады. Бул шырындық құбылысы осы кезде ағаш дiңiнiң түп жағында 1,013 МПа-дан (10 атм) кем емес тамыр қысымы болады. Tөмeнгi қозғаушы күштiн екiншi мысалына гуттация құбылысы жатады. Бұл құбылысты табиғи және жасанды жағдайларда оңай байқауға болады. Мысалы, күзде және кектемде, ауа-райы бұлынғыр күндерi ауаның ылғалдығы мол, булану процесi нашар, тамыр арқылы судың келуi жеткiлiктi жағдайда бидайдың, арпаның жапырақ ұштарында су тамшыларын байқауға болады. Ол клеткаларында судың жоғары бағытта жылжып, оның жапырақ ұштарындағы ерекше клеткалар - гидатодтар арқылы бөлiнуiнiң нәтижесi болып табылады. Транспирация (судың булануы). Жоғарғы шеткi қозғашы күш. Өсiмдiк өз тiршiлiгiнде суды өте көп мөлшерде қажет етедi. 0,2-0,3%-i ғана өсiмдiк денесiн кұрайтын органикалық заттардың құрамына eнeдi. Қалған 99,8-99,7%­i өciмдiк денесi (негiзiнен жапырағы) арқылы буланып кетедi. Судың өciмдiк дeнeciнeн булануын транспирация деп аталады. Суды буландыратын негізгі мүше-жапырақ. Өсiмдiктердi ауа ылғалы мол жерлерде немесе жылыжайларда (оранжерея немесе теплица) өсiргенде судың булануы азаяды.Бiрқатар өсiмдiктерде судың булануын азайтатын, бейiмдiлiктерi және анатомиялық ерекше-кутикула, балауыз, жамылғы түкшелерi қалыптасқан. Бiрақ транспирацияның тоқтауы фотосинтез процесiне зиянды әсер етедi. Себебi, судың қоршаған атмосфераға ipiгyi және булануы жүзеге асатын устьицаларарқылы eciмдiккe көмiркышқыл газы енеді. Су жапырақ бетiнен және устьица арқылы буланады. Буланудың нәтижесiнде жапырақ клеткаларындағы су азайып, олардың су по­тенциалытөмендеп, сорғышmық кушiжоғарылайды. Сондықтан, жа­пырақ жүйкелерiнiң ксилемасынан клеткалардың суды соруы күшейiп, тамырдан түтіктер жүйесi арқылы судың өрлеу ағыны күшейедi. Жапырақ паренхимасының клеткала­рында сорғыштық күштің ұлғаюына байланысты судың жоғары жылжуын қамтамасыз eтетін жоғарғы қозғаушы кушiпайда болады. Сон­дықтан, транспирация қарқындаған сайын, төменгі қозғаушы күш түгел тоқтап қалса да жоғарғы қозғаушы күшжұмыс iстей бередi және oған метаболиттiк энергия емес, сыртқы орта энергиясы-температура жане ауа қозға­лысы пайдаланылады.Жапырақ мезофилi палисадтық жане кeyeкті паренхималардан құралған. Палисадтық ұлпа тығыздау болғанымен, оның клеткалары­ның төменгі ұштары кеyeкті паренхиманың клетка аралықтарындағы ауамен жалғасады. Клетка аралықтарында су мезофилл клеткаларының барлық ашық бөлiктерi арқылы буланады.