«Өсімдіктер физиологиясы» ПӘнінің ОҚУ-Әдістемелік кешені



бет3/18
Дата06.01.2022
өлшемі0,84 Mb.
#13086
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   18
Пән пререквизиттері: Жалпы биология, Биологияға кіріспе, Өсімдіктер анатомиясы мен морфологиясы

Пән постреквизиттері: Қолданбалы биология және топырақтану негіздері, Педагогикалық практика

4. Күнтізбелік-тақырыптық жоспар.



Пән тақырыптарының аталуы

апта

Аудиториялық сабақтар

Тапсырма түрі (сипаттамасы)

Барлығы

(сағ)


Дәріс (сағ.)

Пр/сем./зертх./
студ саб (сағ.)

СОӨЖ

СӨЖ

1

Өсімдіктер физиологиясына кіріспе Өсімдіктер физиологиясы ғылым ретінде, оның мақсаты, міндеттері, басқа биологиялық ғылымдар арасындағы орыны. Даму тарихы

1

1

3

2

3

9

2

Ферменттер – тіршілік негізі Ферменттер – органикалық катали-заторлар, олардың әрекет ету механизмі. Клетка - энергетикалық жүйе ретінде. АҮФ (АТФ) – энергия аккумуляторы.

2

1

3

2

3

9

3

Клетканың су алмасуы Өсімдіктер тіршілігі үшін судың маңызы. Суды осмостық жолмен сіңіру. Өсімдік клеткасы осмостық жүйе ретінде.

3

1

3

2

3

9

4

Өсімдікте су қозғалысының механизмдері Өсімдіктің суды сіңіруі, оны тасымалдау мен жұмсауы. Тамыр қысымы және транспирация.

4

1

3

2

3

9

5

Пигменттер және олардың рөлі Пигменттердің химиялық құрамы, құрылысы және оптикалық қасиеттері.

5

1

3

2

3

9

6

Фотосинтездің жарық кезеңі. Фотофосфорлау Фотосинтездік бірліктер және олардың құрамы. Электрон тасымалдаушы тізбек (ЭТТ), оның құрамбөліктері. Циклды және циклсыз фотофосфорлау.

6

1

3

2

3

9

7

Фотосинтездің қараңғылық кезеңі Кальвин циклі. Хэтч және Слэк циклі. Фотосинтездің С3- және С4-жолдарының бірігуі.

7

1

3

2

3

9

8

Минералдық қоректену

Өсімдік клеткасының иондарды сіңіру механизмі.

Минералдық элементтерді  радиалдық және ксилемдік тасымалдау.

Өсімдіктердің азотпен қоректенуі



Азоттың биосферада айналымы.Молекулалық азотты фиксациялау. Нитрат редукциясы.

8

1

3

2

3

9

9

Тыныс алудың жалпы сипат-тамасы. Гликолиздің энергетикасы, химизмі.Тотығу және тотықсыздану механизмдері туралы қазіргі заманғы түсініктер. Гликолиз кезеңдері, субстраттық фосфорлау. Гликолиз қызметтері.

9

1

3

2

3

9

10

Кребс циклінің энергетикасы және химизмі. ЭТТ және тотықтыра фосфорлау.Кребс циклінде реакциялардың кезектілігі. Кребс циклінің энергиялық тиімділігі. Митохондриялардың ЭТТ. Тотықтыра фосфорлау.

10

1

3

2

3

9

11

Өсімдіктердің өсу мен даму заңдылықтары Өсімдіктердің өсу мен дамуы туралы түсінік. Өсу үдерісінің корреляциясы, өсу кезеңділігі, полярлық құбылысы.

11

1

3

2

3

9

12

Реттеудің гормондық жүйесі

12

1

3

2

3

9

13

Фитогормондардың метаболизмі, тасымалдануы, әсер ету физиологиясы.

13

1

3

2

3

9

14

Стресс физиологиясы

14

1

3

2

3

9

15

Стресс факторлары. Клетка мен организм деңгейінде стресс механизмдері.

15

1

3

2

3

9




Барлығы:

15

15

45

30

45

150


ДӘРІСТЕР
1-дәріс:

Тақырыбы: Өсімдіктер физиологиясы ғылым ретінде, оның мақсаты, міндеттері, басқа биологиялық ғылымдар арасындағы орыны. Өсімдік клеткасының құрылыс ерекшеліктері.



Дәріс тезистері:

1.Өсімдіктер физиологиясының ғылым ретінде мақсаты мен міндеттері, биологиялық ғылымдар арасындағы орны.

2.Өсімдіктер физиологиясының даму кезеңдері.

3.Өсімдік тіршілігін зерттеу бағыттары.

4.Өсімдіктер физиологиясының өзекті мәселелері және болашақта даму жолдары.

5.Клетка қабықшасы: қалыптасуы, құрылымдық элементтері. Бірінші реттік, екінші реттік, үшінші реттік клетка қабықшасы. Клетка қабықшасының қызметтері. Плазмодесмалар.

6.Мембраналар: құрамы, құрылыс моделі, қызметтері.
7.Цитоқаңқа. Протоплазманың қасиеттері.

8.Өсімдік клеткасының негізгі құрылымдық элементтері: ядро, пластидтер, митохондриялар, рибосомалар, эндоплазмалық ретикулум. Олардың құрылысы мен қызметі, тіршілік барысында өзара әрекеттесуі. Клетка метаболизмінің компартменттелуі (бөлмешеленуі)



Өсімдіктер физиологиясы – өсімдік организмінің тіршілік әрекеттерін зерттейтін ғылым. Өсімдіктер физиологиясының негізгі міндеті – фотосинтез, тыныс алу, су алмасу, минералдық қоректену, органикалық заттардың алмасуы, өсу мен даму, қолайсыз факторларға төзімділік пен бейімделу сияқты қызметтердің жалпы заңдылықтары мен нақты механизмдерін зерттеу. Өсімдіктер физиологиясы – егіншілік, агрохимия, өсімдік шаруашылығы, өсімдік селекциясы мен генетикасының ғылыми негізі.

 Өсімдіктер физиологиясының объектілері – фототрофты өмір сүретін организмдер. Оларға тұқымдық және споралық өсімдіктер, балдырлар, кейбір микроорганизмдер (галобактериялар, пурпурлы және жасыл бактериялар) жатады.Тіршілік әрекеттерін зерттеудің негізгі бағыттары: 


- биохимиялық (алуан түрлі органикалық қосылыстардың биосинтез жолдары мен қызметтік маңызы); 
- молекулалық-биологиялық (қызметтер мен белгілі гендер арасындағы байланысты анықтау);
- онтогенездік (жеке даму барысында тіршіліктің жас мөлшерлік заңдылықтары); 
- экологиялық (ішкі үдерістердің сыртқы ортаға тәуелділігі, адаптация үдерістері); 
- биофизикалық (өсімдік организміндегі физикалық заңдылықтар); 
- эволюциялық (тарихи даму нәтижесінде қалыптасқан өсімдіктің барлық қызметтері).
Кейінгі он жылдықтары ішінде биохимия, молекулалық биология, генетика, биофизика, цитология саласында ашылған жаңалықтар өсімдіктер физиологиясының дамуына да ықпал етті. Физикалық-химиялық биологияның арқасында табыстарға жеткен өсімдіктер физиологиясының өзі қазіргі кезде физикалық-химиялық биология мен жалпы биологияның арасында ақпаратты түсіндіретін делдал қызметін атқарады. Тірі материяның алғашқы қасиеттері саласындағы жетістіктер оның делдалдығының арқасында практикада қолданысын таба алады. Өсімдіктер физиологиясы саласында жүргізілетін іргелі зерттеулер оның ауыл шаруашылығымен байланысын үзбейді. Алайда, бүгінгі таңда әлемдік білім мен технологиясының деңгейі жоғары болғандықтан өнім мөлшері мен сапасы экономикамен, еңбектің ұйымдастырылуымен және басқа әлеуметтік факторлармен шектеледі. Қазіргі таңда өсімдіктер физиологиясының практикаға шығатын түбегейлі жаңа жолдары ашылды. Мысалы, өсімдік клеткасын in vitro өсіру әдісінің негізінде биотехнологияның дербес саласы – өсімдіктер биотехнологиясы қалыптасты. Өсімдіктер физиологиясының өзекті мәселелері және болашақта даму жолдары. Өсімдіктер физиологиясы өсімдіктердің реттеу мен интеграциялау жүйелері теориясын дайындап, оны өсу, даму және өнімділікті басқару үшін қолдана білу керек. ДНҚ-ны секвендеу (нуклеотидтік тізбегін анықтау) бойынша жаңа технологияларымен байланысты жетістіктер өсімдік организмін гендер көмегімен басқару міндетін алға қояды. Өсімдіктер физиологиясы аймақтық және жаһандық экология мәселелерін шешу мақсатында өсімдіктердің түрлі стрессорларға адаптация үдерістерін жаңа молекулалық-гендік және физикалық-химиялық негізінде зерттеу қажет.

Орта мен климаттың жер жаһандық өзгерістерін модельдеу мен алдын ала болжау үшін өсімдік жүйелерінің көміртек, азот, күкірт пен басқа да биогендік элементтердің және судың ғаламдық айналымында рөлін зерттеу өзекті мәселеге айналып келеді.



Өсімдік клеткасының құрылыс ерекшеліктері.Клетка – тірі заттың құрылыс бірлігі. Бұл клеткалық теорияның негізгі қағидасы. Клеткалық теорияның клетка құрылысының әмбебаптығын құптап, органикалық әлемнің біртұтастығы туралы көзқарасты нығайту үшін маңызы зор.Клеткаларды құрылыс ерекшеліктеріне байланысты прокариоттық және эукариоттық деп бөледі.

Клетка қабықшасы – айтарлықтай қатты полисахаридтік құрылым. Клетка қабықшасының қалыпт

Ядро – клетканың гендік ақпаратының басым бөлігі орналасатын ең ірі органелласы. Ядроның басты қызметтері:

1) ақпаратты сақтау;

2) ақпаратты транскрипция, яғни мРНҚ синтезі көмегімен цитоплазмаға жеткізу;

3) ақпаратты жаңа клеткаларға ядро мен клетка бөлінген кезде репликация арқылы жеткізу.

Эукариоттардың ядросы қос қабатты мембранамен қоршалған, матриксінде ішкі ортасы – нуклеоплазма (кариоплазма) бар. Матриксте ДНҚ, РНҚ және гистондар тобындағы ақуыздар жиынтығынан тұратын хроматин учаскелері болады. ДНҚ молекуласында нуклеотидтердің орналасу ретімен анықталатын гендік ақпарат бар.

Қандай болмасын ақуыздың толық аминқышқылдық реттілігін кодтайтын ДНҚ молекуласының учаскесі ген деп аталады. ДНҚ-ң негізгі екі қызметін атап кету керек. Біріншіден, ДНҚ клеткадан клеткаға тұқым қуалайтын қасиеттерді жеткізе отырып, өзінің еселенуі кезінде матрица қызметін атқарады. Екіншіден, өсімдіктің тіршілік циклін реттеу үшін, өсу, даму, сыртқы жағдайларға бейімделу үшін жауап беретін ерекше ақуыздарды синтездейді. Бұл келесі екі үдерісті қамтиды: транскрипция, яғни ДНҚ құрамындағы ақпаратты РНҚ-ға ауыстыру, кейін трансляция – РНҚ-ң нуклеотидтік тізбегінде кодталған ақпаратты синтезделетін ақуыздың аминқышқылдық тізбегіне ауыстыру.


ДНҚ-ң түрлі типтегі РНҚ-ға транскрипциясын және трансляцияны талдау қажет, рибосома мен полисомалар қызметін білу керек.

Эукариоттардың трансляция реакцияларының кезектілігін, оның инициация, элонгация, терминация және босап шығу кезеңдеріне бөлінетіндігін білу қажет. 


Рибосома көмегімен жүретін ақуыздар биосинтезі клетканың бір қатар органеллалары мен құрылымдардың іс-әрекетімен тығыз байланысты екендігіне назар аударыңыз. Бұлар ядро мен ядрошық, цитоплазма, ЭР, митохондрия мен хлоропласттар. Осының физиологиялық маңызын қарастырыңыз. Синтезделетін ақуыздардың ішінде ферменттер де бар. Ерекше ферменттік жүйелердің болуы, олардың саны зат алмасу бағытын, оның жеке жолдарының белсенділігін және үдерістердің қарқындылығын анықтайды. Сонымен, ДНҚ ерекше ферменттердің синтезі арқылы клетка метаболизмін реттеп отырады.
Хлоропласттар – автотрофты клеткалардың қос мембранамен қоршалған жасыл пластидтері. Хлоропласт ішінде жіңішке, жайпақ қапшықтарға ұқсайтын құрылымдардың – тилакоидтердің күрделі жүйесі орналасқан. Олар бір қабат мембранамен қапталған. Тилакоид мембранасы құрамына фотосинтездің жарық сатысына – фотохимиялық реакцияларға қатысатын пигменттер мен ақуыздар кіреді. Тилакоидтердің бумасы граналарды құрайды. Хлоропласттың ішкі кеңістігін түссіз строма толтырады. Митохондриядағыдай хлоропласт ішінде оның мембраналық жүйесі арқылы құрылатын компартменттерді бөлу қажет. Бірінші компартмент – сыртқы және ішкі мембранасы арасындағы, екіншісі – тилакоидтік мембранамен қоршалған тилакоид ішіндегі кеңістік, үшіншісі – строманың компартменті. Ол хлоропласттың ішкі мембранасы мен тилакоидтер мембраналарымен қоршалған. Строма ішінде СО2 байланыстырып, тотықсыздандыруына, яғни фотосинтездің қараңғы сатысына қатысатын ферменттер орналасады. Көптеген өсімдіктердің хлоропласттары қарапайым бөліну жолымен пайда болады. Клетка онтогенезінде хлоропласттар пропластидтерден қалыптасады. 
Митохондриялар – қос мембранамен қоршалған, сопақша пішінді органеллалар. Ішкі мембрана кристаларды түзеді. Митохондриялардың мембраналық құрылысы екі компартментті қалыптастырады. Бірінші компартмент – ішкі және сыртқы мембрана арасындағы кеңістік, екіншісі – митохондриялардың ішкі матриксі. Ол ішкі мембрана арқасында пайда болады.

Митохондриялардың сыртқы мембранасы заттар мен иондардың басым бөлігін жақсы өткізеді, ол арқылы органеллаға митохондриялық тыныс алудың субстраты – пируват кіреді. Пируват алдында декарбоксилденеді және белсенді ацетат түзе отырып, тотығады; кейінгісі ферментативтік реакцияларға қатысып, СО2 мен Н2О дейін тотығады (Кребс циклі). Бұл реакциялар митохондриялардың матриксінде жүреді. Циклдің жеке кезеңдерінде тотығу реакциялардың нәтижесінде тотықсызданған қосылыстар – никотинамидаденинди-нуклеотид (НАД) немесе флавинадениндинуклеотид (ФАД) пайда болады. НАД Н және ФАД . Н электрондарды тыныс алудың электрон-тасымалдаушы тізбегінің (ЭТТ) құрамына кіретін басқа компоненттеріне береді. ЭТТ-ндегі электрондардың соңғы акцепторы – оттек. Ол суға дейін тотықсызданады. ЭТТ-ң  құрамбөліктері митохондрялардың ішкі мембранасында белгілі реттілікпен орналасады. Электрон тасымалдануы арқасында бөлінетін энергия АТФ синтезі үшін жұмсалынады.

Бұл ретте ядролық ДНҚ-ң рөлін талдау керек және митохондриялардың биосинтездік қызметіне клетка геномы тарапынан бақылау қалай жүретіндігін қарастыру қажет. 
Вакуоль – өсімдік клеткасына тән ерекше органелла. Жетілген клетканың басым бөлігін вакуоль алып жатады. Ол талғап өткізетін мембранамен – тонопластпен қоршалған. Ішінде тұздар мен органикалық қосылыстардың су ерітіндісі болады. Вакуоль клетканың өсуі барысында бірнеше жолмен пайда болады. Бұл үдерістегі ЭР және Гольджи аппаратының рөлін білу қажет. Тонопласт пен плазмалемма қасиеттерін салыстырған қызықты. Мембрананың талғаулы өткізгіштігі оның құрылысына, оның құрамына кіретін құрамбөліктерінің химиялық ерекшеліктеріне, заттарды тасымалдайтын арнайы жүйелердің болуына байланысты.

Цитоплазма мен ортаның арасында рН-ң едәуір градиенті (айырмашылығы) байқалады. Ол цитоплазмадан вакуольге сутек иондарын соратын протондық АТФазалар жүйесі арқасында пайда болады. Вакуоль қызметтерінің бірі ретінде осы үдерістің клетка тіршілігі үшін маңызын түсіну қажет. Вакуоль ішіндегі минералдық заттар өзіндік қор ретінде қажеттілік туындағанда жұмсалынады. Вакуоль клетканың су алмасуында елеулі рөл атқарады. Оның қатысуымен клетканың осмостық потенциалы мен тургорлық қысымы пайда болады. Сонымен, вакуоль клетканың зат алмасуында белсенді қатысады, клетка гомеостазын (ішкі ортасының тұрақтылығын) қамтамасыз етеді. 


Гольджи аппаратының қызметі – секреттердің пайда болуы мен бөліп шығаруы. Секреттелетін заттар (полисахаридтер, моносахаридтер, ақуыздар, липидтер, гликопротеиндер, гликолипидтер) қоюланып, диктиосомадан үзілетін көпіршіктердің ішінде клетка бойымен немесе клетка сыртына тасымалданады. Секреттелетін заттар ЭР да түзіле алады, онда Гольджи аппаратында олардың шоғырлануы мен түрленуі жүреді. Диктиосомалардан пайда болған көпіршіктер плазмалемма мен клетка қабықшасының қалыптасуы мен өсуіне қатысады. 

Клетка мен органеллалардың құрылысы мен қызметтерін талдау кезінде, біртұтас жүйе ретінде клетканың тіршілігі оны құрайтын барлық компоненттерінің қызметтік әрекеттесуіне байланысты екендігін есте сақтау керек. Фотосинтезді іске асыратын хлоропласттар – фотоавтотрофты органеллалар. Олар күн энергиясын қолдана отырып, бейорганикалық заттардан – СО2 мен Н2О-дан органикалық заттарды синтездейді. Түзілген органикалық заттар клетканың басқа органеллаларында биосинтезге немесе энергия алу үшін жұмсалынады. Бұл энергия эндэргониялық (энергияны талап ететін) үдерістерде пайдаланылады. Ол биохимиялық жұмыс, яғни түрлі биосинтездер, осмостық жұмыс, заттар тасымалы, электрлік жұмыс және т.б.

Тірі жүйенің энергия сіңіру мен айналу үдерістері термодинамика заңдылықтарына бағынады. Тірі клетканың зат алмасуы өзара байланысқан жеке химиялық реакциялардан тұратын көптеген метаболиттік тізбектердің арқасында жүреді. Бұл орайда эндэргониялық өзгерістер экзэргониялық реакциялармен қатар жүреді, бұл оларды энергиямен қамтамасыз етеді. Энергияны түзетін және жұмсайтын реакциялардың арасында делдал ретінде энергия тасымалдаушысы – аденозинүшфосфор қышқылының (АТФ) жүйесі қызмет етеді. Ол тірі клеткаларда негізінен магнийлік кешен түрінде болады. АТФ синтезі мына теңдеуге сәйкес жүреді: АДФ + Фб  → АТФ + Н2О. 

Бұл реакция экзэргониялық реакциямен қатар жүрген кезде бөлінген энергия АТФ молекуласында жиналады. Энергияны бөле жүретін АТФ-ң ыдырауы эндэргониялық реакцияны іске асыра алады.  АТФ – макроэргиялық қосылыс. Осы типтегі қосылыстардың ерекшеліктерін талдау керек, макроэргиялық байланысы бар басқа қосылыстарды сипаттап, олардың метаболизмдегі рөлін білу қажет. 


АТФ-ң АДФ пен фосфаттан пайда болуының үш тәсілі бар: субстрат деңгейінде фосфорлау, тыныс алу тізбегінде тотықтыра фосфорлау және фотосинтездік фосфорлау. Макроэргиялық байланыстардың энергиясы есебінен клетка ішінде түрлі жұмыстар: химиялық, осмостық, механикалық және т.б. жүріп жатады. Зат алмасудың жеке химиялық реакциялары ферменттермен катализденеді. 

Ферменттер – ақуыздық катализаторлар. Олар метаболиттік реакциялардың активациялау энергиясын төмендетеді. Бұны олар субстратпен қосылып, аралық өнімді түзу арқылы іске асырады. Бір реакция орнына екеу немесе бірнешеуі жүреді. Барлық реакцияларды активациялау энергиясының жиынтығы ферментсіз жүретін реакцияны активациялау энергиясынан төмен. Ферменттер құрылысының принципін, ферменттердің простетикалық топтарын, коферменттерді, олардың ферменттер құрамындағы рөлін, ферменттердің белсенді топтары мен кофакторлары ретінде металдардың рөлін білу қажет. Ферменттердің әсер ету механизміне назар аударыңыз. Ферменттердің белсенділігін реттеу типтерін ажырата білу керек. Олар мынадай: белсенді емес алғы заттардың белсенді ферменттерге айналуы; ферменттің катализдік орталығына изостериялық және аллостериялық әсерлер арқылы оның белсенділігінің өзгеруі; ферменттердің ыдырау процесіне ықпал етуі. 

2-дәріс:

Тақырыбы: Ферменттер – тіршілік негізі



Дәріс тезистері:

1.Ферменттер – органикалық катализаторлар, олардың әрекет ету механизмі. 2.Клетка - энергетикалық жүйе ретінде. АҮФ (АТФ) – энергия аккумуляторы.



Ферменттер — барлық тірі организмдер құрамына кіретін арнайы белоктар. Химиялық реакциялардьі жеделдетеді. Реакция түрлеріне сай ферменттер 6 топқа болінеді: 

  1. оксидоредуктазалар,

  2. трансферазалар,

  3. гидролазалар,

  4. лиазалар,

  5. изомеразалар,

  6. лигазалар.

Орта реакциясы мен температураның инвертаза белсенділігіне әсері 
Инвертаза ферменті немесе сахараза (β-фруктофуранозидаза) сахарозаның глюкоза мен фруктозаға гидролиз реакциясын катализдейді:  

С12Н22О11   + Н2О     →          С6Н12О6   +    С6Н12О6 


         сахароза             инвертаза      фруктоза       глюкоза.

Өсімдік әлемінде кең тараған инвертаза ферментін берілген жұмыс мақсатында қолданылатын ашытқы саңырауқұлағынан оңай бөліп алуға болады. Әр түрлі жағдайда инвертаза белсенділігінің жуық сандық шамасын алу үшін өзінің құрамында мыс тотығы (көк түсті) болатын Фелинг ерітіндісін қолданады. Егер Фелинг ерітіндісіне глюкозаның тобына жататын құрамында шамалы қанты бар ерітіндіні тамшылатып қосса, (яғни бос альдегид тобы бар) онда ерітіндінің көк түсі сарғыш қызыл түске айналады, өйткені мыс тотығы тұнба түзіп, мыстың шала тотығына дейін тотықсызданады. 


Инвертаза ферментінің субстраты – сахароза редукциялы қасиет көрсете алмайды, ол кезде гидролиздің бір өнімі ретінде глюкоза Фелинг ерітіндісінде мыс тотықсыз қалпына келтіреді.Осы әдіспен, инвертаза неғұрлым белсенді болса, соғұрлым глюкоза көп жиналады және мыс тотығының мыстың шала тотығына айналуы тез жүреді. Бұл инвертазаның белсенділігін анықтау үшін қолданылады. 

Бақылау сұрақтары:
1.Ферменттер туралы түсінік. Олардың ауыл шаруашылығы өндірісінде және өсімдіктер тіршілігіндегі маңызы қандай?

2.Ферменттердің химиялық табиғаты қандай?

3.Ферменттердің катализдік әсерінің принциптері мен механизмі қалай?

4.Ферменттердің жалпы қасиеттерін атаңыз?


3-дәріс:

Тақырыбы: Клетканың су алмасуы



Дәріс тезистері:

1.Өсімдіктер тіршілігі үшін судың маңызы.

2.Суды осмостық жолмен сіңіру.

3.Өсімдік клеткасы осмостық жүйе ретінде.

Өсімдіктердің су алмасуы – тұтас өсімдіктің қызметі. Ол судың енуі, тасымалдануы және оның өсімдікпен буландыру үрдістерінен тұрады. Су – тірі организмдердің басты заты және өсімдік тіршілігінде оның маңызы зор:

1. клетка мен организмнің барлық құрылымдарын біріктіретін тұтас жүйе;

2. еріткіш және биохимиялық реакциялардың ортасы;

3. метаболит және биохимиялық үдерістердің тікелей қатысушысы;    

   4.  мембраналық құрылымдарды құрып, ретке келтіреді, ақуыздарды, полисахаридтерді, нуклеин қышқылдарын гидраттайды;

5. термореттеуші фактор;

6. өсімдіктің тургесценттілігін қамтамасыз етеді;

7. заттардың өсімдік бойымен ксилема сосудтары мен флоэма элементтерінде жылжуы су ортасында жүреді.

Судың бір қатар аномальдық қасиеттері бар: тығыздық, қайнау мен қату температурасы, балқу жылылығы, жылу сыйымдылығы, беттік кернеу және жұғу қабілеті. Судың осы ғажайып қасиеттері тіршілікті қалай қамтамасыз ететіндігін қарастырыңыз.
Клетка мен ұлпаларда су екі – бос және байланысқан күйде болады. Бос су – таза, жылжымалы су. Байланысқан су:

1) осмостық байланысқан,

2) коллоидтық байланысқан,

3) капиллярық байланысқан.

Клеткаға судың енуін қамтамасыз ететін негізгі заңдылықтар – осмос, биоколлоидтардың бөртуі, электроосмос. Осмос – судың жарты-лай өткізгіш мембрана арқылы диффузиясы. Өсімдік клеткасында жартылай өткізгіш мембрана қызметін плазмалемма мен тонопласт атқарады. Су молекулалары кішкентай болғандықтан клетка мембра-насы арқылы басқа заттарға қарағанда тезірек өтеді. Суды арнайы арналарды қалыптастыратын мембраналық ақуыздар – аквапориндер тасымалдайды. 
Зат молекулаларының диффузия жылдамдығында байқалатын энергиялық деңгейі заттың химиялық потенциалы деп аталады. Судың су потенциалы (Ѱ) оның диффузияға, булануға немесе сіңірілуіне қабілетін сипаттайды. Ең жоғары химиялық потенциал таза суда, ол 0 тең. Кез келген ерітінділер мен биологиялық сұйықтықтардың Ѱ теріс мәнді. Суда еріген заттардың болуы оның белсенділігін төмендетеді және ерітіндінің осмостық потенциалын туғызады. 

Қанттар, органикалық қышқылдар мен олардың тұздары бар және жартылай өткізгіш мембранамен қоршалған вакуольдің шырыны осмостық қысымды көрсетеді. Ерітіндінің осмостық қысымы оған суды енгізбейтін қысымға тең. Вакуольге судың осмостық енуі арқасында онда тургорлық деп аталатын гидростатикалық қысым пайда болады. Бұл қысым цитоплазманы клетка қабықшасына қысып, оны созады. Созылған клетка қабықшасы қарсы қысым көрсетеді. Судың вакуольге осмостық енгізілген қысым осмостық пен тургорлық қысымдарының айырмасына тең және сору күші деп аталады. Бөрту – жоғары молекулалық заттардың диффузия арқылы суды сіңіруі. Өсімдіктің кейбір мүшелері, мысалы, тұқымдар суды тек бөрту жолымен сіңіреді және өте жоғары бөрту қысымын туғызады. Су келуінің қандай болмасын механизмнің қалыптасуы клетканың жас ерекшеліктеріне байланысты екендігін білу керек. Студенттер су молекуласының құрылыс ерекшеліктерін және клеткаға судың келуі үшін негізгі қасиеттерін жақсы білуге тиісті. 


Судың еніп, тасымалданып, булануына байланысты белсенді енуді, тиімді тасымалдануды, булануға шек қойып, реттелуді қамтамасыз ететін тамырдың, тасымал жүйенің және жапырақтың құрылыс ерекшеліктерін талдау қажет. 
4-дәріс:

Тақырыбы: Өсімдікте су қозғалысының механизмдері



Дәріс тезистері:

1.Өсімдіктің суды сіңіруі, оны тасымалдау мен жұмсауы.

2.Тамыр қысымы және транспирация.

Су – өсімдік массасының 70-95% құрайды. Оның клеткаға кіруі сору күшіне (су потенциалына) байланысты. Өз кезегінде сору күші вакуоль шырынының осмостық қысымына және клетканың тургорлық (гидростатикалық) қысымына байланысты. Тамыр клеткаларымен осмостық сіңірілген су тамыр бойындағы апопласт пен симпласт арқылы радиальды жолмен ксилемаға дейін жылжиды. Ксилема арқылы су тасымалы тамыр қысымы арқасында (төменгі қозғаушы күш) және транспирация (жоғарғы қозғаушы күш) көмегімен жүреді. Ксилема бойымен судың өрлеуші ағынын тасымалдайтын күш – топырақтан бастап атмосфераға дейін өсімдік арқылы су потенциалының градиенті, яғни айырмашылығы. Сіңген судың басым бөлігі транспирация барысында буланады, ал 0,2% жуығы клеткалардың тургорын қамтамасыз ету үшін, зат алмасуға, флоэма арқылы органикалық заттарды тасымалдауға жұмсалынады. Клеткалардағы су тапшылығы барлық физиологиялық үдерістерге әсер етіп, өсімдік өнімділігін төмендетеді.



Өсімдіктер жасушаларының осматикалық қасиеттері.Осмотикалық қысым ерітіндінің осмотиқалық қысымы осы жүйеге судың кіруін тоқтату үшін жұмсалған қысымға тең ерітінділердің осмотикалық қысымы олардың концентрациаларына байланысты болып газдар үшін қабылданған Байл –Маротты заңына бағынады осмотикалық қысым ерітіндінің моляр концентрациясына дұрыс пропорцианал сонымен бірге ол температураға да байланысты болып температура артса ол да артады.

Ерітінділердің осмотикалық қысымы Клейперон формуласы бойынша анықталады
P=RTCi
P- осмотикалық қысым
R- газдың тұрақтылығы
T-абсалют температура
C- мольяр концентирация

Изотондық коэффицент электролит еместерге 1ге, электролиттерде 1,5 ға тең болады жалпы жүйелерде де осмотикалық қысымы болуы мүмкін бүны стакандағы ерітіндіге жартылай өткізуші қойылғанда көруге болады.

1877 жылы Преффер жасанды жартылай өткізгіш жасады. Ол цилиндр ішіндегі СuSO4 ерітіндісіне сары қан ерітіндісін түсірген. Онда цилиндр ішінде ерітінділер реакцияға кіріп перде пайда еткен. 5CuSO4+K4[Fe(CN)6]→2K2SO4+Cu2[Fe (CN)6] бұл жерде жасанды перде пайда болады, зерттеулер бойынша бұл жасанды перде өсімдіктер жасушасындағы жартылай өткізгіштеге сәйкес келеді.Демек өсімдік жасушаларында осындай құбылыстар болады. Жасуша қабығы су және еріген заттарды өткізіп түрады. Протоплазмадағы плазмолемма және тонопласттар суда еріген заттарды таңдап өткізу қасиетіне ие соның үшін еріген заттар жасуша шырынына түрлі жылдамдықта өтеді. Өсімдік жасушалардағы осматикалық қысым олардың топырақтағы суды меңгеру және ұстап тұру қабілетілігін белгілеп береді. Өсімдіктерде осмотикалық қысым О,1 ден 20 атм.ға дейін болады. Балдырларда ол О,1 атм болса, сары төзімді Өсімдіктерде 20 атм ға тең болады. Галафиттерде 1 литр жасуша шырында 67,23 гр ға дейін тұз болады

Тургор. Өсімдік жасушасының пектоцеллюлоза қабығы су және оның ішіндегі еріген заттарды жақсы өткізуі .Плазмалемма және тонатласты жартылай өткізуші есептеліп суды жақсы өткізгенмен ондағы ерітінділерді жақсы өткізбейді. Егер жасуша тұзды суға түсірілсе, жасуша шырынының осмотикалық қысымы жоғары болғаны үшін жасуша суды тартып ала бастайды . Вакуоланың көлемі артады ,цитоплазма жасуша қабығына сығылады нәтижеде жасуша қабығының ішкі қысымы артады ол керіледі . Бұл жағдай тургор деп аталады. Жасушаның қабығының керілуіне алып келуші ішкі күш тургор қысымы деп (Т) мен белгілейді. Осы керілу бүкіл өсімдік денесін тік тұру қабілетін белгілейді. Бір жасуша күшті концентрациясы (ас тұзы) ерітіндісіне түсірілгенде оның ішіндлегі су сыртқа шыға бастайды, оның көлемі кішірейе барады. Цитоплазма кішірейіп клетка қабығынан ажырайды. Бұндай жағдай плозмолиз деп аталады. Плозмолиз жағдайдағы жасушалар таза суға салынса ол суды сорып және тургор жағдайына қайтады. Бұл жағдай депомолиз дейді.

Плозмолиз екі түрде болады: 1. Батық плозмолиз 2. дөңес плазмализ . Өсімдіктерде плазмолиз тургор жағдайы физологиялық құбылыстардың қалыпты өтуіне алып келеді. Оның үшін өсімдік жасуша шырынындағы осмотикалық қысымы жапырақ ерітінісіндегі осмотикалық қысымнан үлкен болуы қажет. Жасушаның сору күші. Сырт ортадан жасушаларға судың кіруі оның каллоид және осмотикалық қасиеттерінен келіп шығады. Құрғақ тұқым топырақтан суды сорып ісінеді. Көлемі ұлғаяды.Тұқым ішіндегі заттар қоры ақуыз және крахмал ісінуі үшін топырақтан суды күшті қысыммен (юооатм) сорады. Нәтижеде тұқым қабығы жарылады.Кейін тамыр тағы басқа эмбрионал бөлшектердің пайда болуы нәтижесінде жасушалар пайда бола бастайды.Осы кезден бастап суды соруда осмотикалық қысым негізгі күш болып есептеледі.Жасушаға судың кіру күші оның сору күші деп жүргізіліп, ол жасушаның осмотикалық күшіне дұрыс пропорционал болады.

S-P-T
S- жасуша сору күші.
Р-осмотикалық қысым.


Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   18




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет