Лекция №1 Тақырыбы: Кіріспе. Өсімдіктер физиологиясы пәні және маңызы (1 сағат) Лекция жоспары

Пероксисомалар - бұл органаид кейінгі жылдарда 1968 жылы Голберт өсімдіктер жасушаларында анықтады. Олар майда мембраналарға оралған түтікшелер. Олардың ішінде жарықта тыныс алу ферменттері көп, және каталоза гликолатоксидаза да кездеседі. Олар жапырақ жасушаларында болып хлоропласттармен үздіксіз байланыста болады.

Лизосомалар - мембраналармен шектелген органоид болып эндоплазматикалық тор немесе Гольджи аппаратынан пайда болады. Оның ішкі бөлегі энхиммамен тола болып, олар құрамында гидролитикалық ферменттер жайласқан. Олар қыщқылды ферменттер болып олардың негізін рибонуклеза, дезооксирибонукеаза кетепсин т.б. құрайды. Бұл ферменттер жасушалардағы заттарды су жәрдемінде ыдырату қасиеті болғаны үшін Лизосома атағы берілген. Лизосома барлық тірі организдердің барлығына тиісті органоид.

Глиоксисомалар - жаңа өсуді бастаған тұқымдарда пайда болады. Глиоксисомаларда майларды көмірсуларға айналдырушы ферменттер бар.

Майда (микро) денешіктер – Өсімдіктер клеткаларында өте майда (микро) денешіктердің болатындығы 1958 ж. Л.Женебье, А.Ланг және Р.Бюва зерттеулерінде анықталады. Олар-көлденеңі 0,2-1,5мкм шамасындағы, қарапайым мембранамен қоршалған дөңгелек пішіндіі денелер. Клеткалардың әр түрлерінде бұлардың сандары бір келкі болмайды. Шығу тегі жағынан, майда денешіктер эндоплазмалық тордың туындылары деп есептеледі.

Қазіргі кезде, пероксисомалар тек бір ғана процеске-жарықтағы тыныс алуға қатысатынды дәлелденді.

Лекция № 7

Лекцияның жоспары:

1.Диффузия.

2.Осмос.Осмостық қысым немесе осмыстық потенциал.

3.Электроосмос

4.Тургор және плазмолиз.

1.Якушкина.Н.И. Физиология растений. М. 1993г

2.Полевой.В.В. Физиология растений.М. 1991г.

3.Кенесарина.Н.Ә.Өсімдіктер физиологиясы және биохимия негіздері. Алматы, 1988ж

4.Жатқанбаев.Ж.Өсімдіктер физиологиясы.Алматы. 1988 ж.

5.Қалекенұлы.Ж.Өсімдіктер физиологиясы.Алматы. Қазақ университеті.1996ж.

6.Сағатов.К.С.Өсімдіктер физиологиясы. Алматы, 1996 ж.

7.Сағатов.К.С.Өсімдіктер физиологиясы. Алматы, Ғылым баспасы, 2002 ж.

8.Уалиханов.Г, Есмағұлов.Қ. Өсімдіктер биотехнологиясының негіздері. Алматы .Респ. баспа кабинеті, 1999 ж.

9.Жатқанбаев.Ж.Ж. Өсімдіктер физиологиясы және биохимиясы негіздері. Алматы 2004 ж.

10.Медведев.С.С. Физиология растений. Изд –во СПБГУ, 2004 г

11.Якушкина. Н.И, Бахтенова.Е.Ю. Физиология растений. М.Владос, 2005 г.

12.Папорков.М.А, Клинковская.Н.И. Милованова.Е.С.Учебно –опытная работа на пришкольном участке. М.1980 г.

13.Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений (под ред. Третьякова.Н.Н).М.

2000 г.

15.Кенжеев.Қ. Өсімдіктер физиоллогиясының практикумы. Алматы. 1989ж.

Лекция мәтіні: Сіңірудің қазіргі кезде активті және пассивті жолдары белгілі. Заттарды пассивті сіңіру негізінде диффузия құбылысы жатады. Газ молекулалары мен иондарының белгілі бір көлемде еркін, бағытсыз қозғалуы диффузия деп аталады. Е ріген заттың молекулалары мен иондары да осындай қозғалысқа ұшырайды. Бұл бөлшек тердің қозғалысы ошларға тән кинетикалық энергияның арқасында жүзеге асады.

Диффузиялық қозғалыстың тәтижесінде еріген заттардың молекулалары мен иондары бүкіл көлем бойна біркелкі таралады. Егер олардың концентрациясы көлемінің бір бөлігінде аз, ал екінші бөлігінде көп болса, молекулалардың диффузиялық қозғалысы олардың концентрациясы аз бағытта басым болады. Бағыттағы диффузия деп аталатын мұндай қозғалыс еріген заттардың молекулаларына ғана емес, сондай-ақ, ерігіштің молекулаларына да тән. Жүйенің әр түрлі бөліктеріндегі заттар концентрациясының айырмашылығы концентрация градиенті деп аталады. Осының нәтижесінде газ қоспасының немесе ерітіндінің әр түрлі бөліктеріндегі концентрация градиенті теңеседі. Концентрациясының бұл градиенті химиялық потенциал градинті деп аталады.

Диффузия жылдамдығы градиенттің шамасына, молекуланың шамасы мен массасына, олардың химиялық табиғатына, ортаның тұтқырлығына, температураға, электростатикалық көрсеткіштерге және т.с.с. байланысты. Мысалы, иондардың ішінде Н⁺ және ОН^- иондарының диффузиясы аса жоғары болады, ал басқалары біршама баяу жылдамдықпен диффузияланады. Сахароза глюкозаға қарағанда, ал глюкоза триозаға қарағанда баяу диффузияланады. Диффузияның еріген заттардың шамалы қашықтыққа қозғалуы үшін маңызы бар, ал жапырақ тамыр сияқты едәуір қашақтыққа қозғалуда оның маңызы жоқ. Егер диффузияланатын зат өзінің жолында мембранаға кездесетін болса, оның қозғалысы едәуір баяулайды.

Өсімдік жасушаларында плазмалемма, тонопласт және тағы басқа да оргоноидтардың мембраналары жартылай өткізгіш мембраналардың қасиктіне ие болады.

Мембрана арқылы өтетін затты пермеанд, ал заттың жартылай өткізгіш мембрана арқылы өтуін осмос деп атайды. Диффузия мен осмос құбылысы заттарды пассивті сіңіру процесінің мәнін құрайды.

Зат сыртқы ортадан жасуша вакуолясына плазмалемма, мезоплазма және тонопласт арқылы өтеді. Бұл жағдайда плазмалемма мен тонопластың өткізгіштігі бір зат үшін бірдей немесе әр түрлі болуы мүмкін. Сыртқы ортадан өтетін зат жасуша шырынына жетпей, цитоплазмада бөгеліп қалуы да мүмкін.

Органикалық заттардың молекулалары полюсті болып, онда карбоксил, гидроксил, амин топтары неғұлым көп кездессе, олардың липидтік мембрана ақылы өтуі соғұрлым қиынырақ болатыны, ал молекулада полюсіз метил, этил, фнеил топтарының болуы оның мембранадан оңай өтуіне мүмкіндік беретіні мәләм. Полюсіз қосылыстар липидтерде, ал полюсті қосылыстар суда жақсы ериді. Сондықтан полюссіз заттар мембранадан жылджам өтеді. Жасуша мембранасында ақуыз боллуы арқасында суда еритін заттар да жасушаға қте алады.

Алайда тірі жасушада мұндай құбылыс болмайды, өйткені цитоплазма мен жасуша шырынына келетін иондар жасуша заттарымен қосылады да, градиент аймағынан шығады. Мысалы, спирогира жасушаларының вакуоляларында илік заттар болады. Егер спирогира жасушаларына сыртқы ерітіндіден метилен кыгі концентрациясы гардиенті бойынша келетін болса, онда ол илік затпен байланысады да, градиенттен шығарылады. Метилен көгін осылайша байланыстыру жолымен спирогира оны ортадан толығымен сіңіріп алады. Жасушаның қышқыл шырыны катиондарды байланыстырады.

Диффузия мембрана рақылы жүретін болса және анион мен катион мембранадан түрліше жылдамдықпен өтетін болса, мембрана бетінде түрлі мөлшерде заряд жиналып, онда мембраналық электр потенциалын туғызады.

Өсімдік жасушасының осмостық қасиеттері.

Өсімдік жасушасына су негізінен осмос жолымен өтеді. Жартылай өткізгіш мембрана арқылы бөлінген еріткіш пен ерітінді немесе екі ерітінді осмос жүйесі деп аталады. Осмос құбылысын алғаш рет ботаниктер өсімдік жасушасынан анықтап, зерттеген. Физик Пфеффер 1877 жылы осмос жүйесін ( осмометрді) құрастырды. Осмос жүйесінде еріткіш оның концентрациясы аз жаққа қарай басым өтеді. Бұл бағытты диффузия екі жақтағы заттардың концентрациясы теңескенше жалғаса береді. Өсімдік жасушасында осыған ұқсас диффукзия және осмос құбылыстары өтеді, өйткені олардың бәрі бірігіп осмос жүйесін құрайды. Вакуолялар ерітінді ролін атқарады, ал плазмалемма мен тонопласт жартылай өткізгіш мембрана болып саналады. Вакуоля шырыны мен сыртқы ерітінді концентрациясының айрмашылығы нәтижесінде жасуша аралығында судың осмостық ағыны пайда болады. Егер бұл жағдайда жасушыны концентрациясы жоғары ерітіндіге орналастырса, онда судың жасушадан сыртқы ортаға шығыуы арта түседі. Жасушадан судың шығуын экзоосмос, ал жасушаға енуін эндоосмос деп атайды. Экзоосмос нәтижесінде Вакуоляның көлемі кішірейіп, цитоплазма мен қабықшаға түсетін қысым әлсірейді де, цитоплазма қабықшыдан қашықтайды. Бүкіл протопласт қабықшадын ажырап, шар тәрізді пішінге ие болады, протопласт пен қабықша арасындағы кеңістікке сыртқы ерітінді толады, бұл ерітінді қабықшаның поралары арқылы жасушаға еркін өтеді. Жасушаның мұндай күйі плазмолиз деп аталады. Плазмолиз оңай жойылады. Егер сыртқы ерітіндінің концентрациясын төмендетсе, протопласт бастапқы қалпына келеді. Бұл кезде эндоосмос процесі басым жүреді. Плазмолизге кері құбылысты деплазмолиз деп атайды. Осмос қысымы деп еріген зат бөлшектерінің жартылай өткізгіш мембранаға түсіретін қысымынан түсінеді. Осмос қысымы еріген заттардың концентрациясына тура пропорционалды екенін Пфеффердің жұмыстары көрсетті. Осмос қысымын анықтау үшін Вант-Гофф мынадай формула ұсынады.

P =R T i C

Мұндағы Р – осмос қысымы, атом; С – ерітіндінің концентрациясы; Т – абсолюттік нолден бастап есептегендегі ерітіндінің температурасы; i – еріге зат молекуласының диссоциациялану дәрежесін көрсететін изотоникалық коэффициенті; R – Планктың газ тұрақтысы.

Осмос жүйесіндегі ерітіндінің ғана осмос қысымы болады, ал бұл жүйеден тыс жағдайда ерітінді тек потенциалдық осмос қысымына ие болады.

Жасуша суға қаныққан кезде, оның ішіндегі протопласт жасуша қабықшасына қысым жасайды. Бұл қысымды тургор (Т) қысымы немесе гидростатикалық қысым деп атайды.

Бұл теңдеуден жасушаның тургор қысымының шамасы неғұрлым аз болса, оның сору қабілеті соғұрлым болатындығы көрінеді. Т нольге тең болғанда, сору күші ең жоғарғы шамаға жетеді, оеда жасушаның сору күші осмостық потенциалдың бүкіл шамасына тең. Алайда сору күші жоғарыда келтірілген теідеудегі шамадан артып кетуі де мүмкін.

Түрлі өсімдіктердегі, түрлі жасуша мен мүшелердегі осмос қысымы шамасының үлкен айырмашылығы бар. Ең жоғарғы осмос қысымы сортың жерде өсетін галофиттерде кездеседі, құрғақ далада өсетін ксерофиттерде оның шамасы біраз төмен, ылғалды шабындық жерде өсетін мезофиттерде аз, ал су өсімдіктері – гидрофиттерде өте аз.

Лекция № 8

Тақырыбы: Өсімдіктегі су режимі (алмасуы) физиологиясы.

(1 сағат)

1.Судың өсімдік тіршілігіндегі маңызы.

2.Судың молекулалық құрылысы мен қасиеттері.

3.Судың өсімдік клеткасында алмасуы.

4.Су тапшылығы солу.

Қолданылған әдебиеттер

а) негізгі

1.Якушкина.Н.И. Физиология растений. М. 1993г

2.Полевой.В.В. Физиология растений.М. 1991г.

3.Кенесарина.Н.Ә.Өсімдіктер физиологиясы және биохимия негіздері. Алматы, 1988ж

4.Жатқанбаев.Ж.Өсімдіктер физиологиясы.Алматы. 1988 ж.

5.Қалекенұлы.Ж.Өсімдіктер физиологиясы.Алматы. Қазақ университеті.1996ж.

6.Сағатов.К.С.Өсімдіктер физиологиясы. Алматы, 1996 ж.

7.Сағатов.К.С.Өсімдіктер физиологиясы. Алматы, Ғылым баспасы, 2002 ж.

8.Уалиханов.Г, Есмағұлов.Қ. Өсімдіктер биотехнологиясының негіздері. Алматы .Респ. баспа кабинеті, 1999 ж.

9.Жатқанбаев.Ж.Ж. Өсімдіктер физиологиясы және биохимиясы негіздері. Алматы 2004 ж.

10.Медведев.С.С. Физиология растений. Изд –во СПБГУ, 2004 г

11.Якушкина. Н.И, Бахтенова.Е.Ю. Физиология растений. М.Владос, 2005 г.

12.Папорков.М.А, Клинковская.Н.И. Милованова.Е.С.Учебно –опытная работа на пришкольном участке. М.1980 г.

13.Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений (под ред. Третьякова.Н.Н).М.

2000 г.

15.Кенжеев.Қ. Өсімдіктер физиоллогиясының практикумы. Алматы. 1989ж.

Тұтас организмдегі судың маңызы орасан зор және алуан турлі деуге болады. Тіршіліктің ең алғашқы түрлері сулы ортада пайда болған, кейін осы орта организмдер клеткаларында тұйықталған күйге айналады. Жер бетіндегі белгілі тірі организдердің барлық түрлері сусыз тіршілік ете алмайтындығы кімге болса да түсінікті.

Сулы ортада организмдердың клеткадағы малекулалардан бастап үлпа және мүшелерге дейінгі бөліктерін біртұтас жүйеге біріктіреді. Өсімдіктер денесіндегі су топырақтан енетін ылғалдан бастап жапырақтың ауамен шектесетін бетіне дейінгі аралықты тұтастыратын орта болып есептеледі. Су ең жақсы, күшті еріткіш және тіршілік әрекеттеріне байланысты биохимиялық реакциялар жүзеге асатын негізгі орта болып есептеледі.

Су клеткадағы құрылымдық бөліктерді қалыптастыруға қатысады. Белок молекулаларындағы су олардың құрлысын анықтайды. Су көптеген заттардың ыдырау және синтезделу процестеріне қажет. Су ұлпалар температурасының күрт өзгеруінен сақтайды.

• 
  2 –
  

Барлық заттар қыздырғанда көлемін ұлғайтып, тығыздығын кемітеді. Судың ең жоғарғы тығыздығы 4 градустық температурада байқалады. Осы температурадағы 1см³ судың салмағы 1г-ға тең болады. Мұздағанда судың көлемі ұлғайып, ерігенде күрт азаяды. Температура 100⁰С –ға дейін көтерілгенде судың тығыздығы 4%-ке кемиді.

• 
  3 –
  

Клеткалармен ұлпалардағы су бос және байланысқан деп екі түрге бөледі.Байланысқан су осмостық (еріген заттарды- иондарды, молекулаларды гидраттайды), коллойдтық және қылтүтікті байланысқан деген түрлерге бөлінеді.Өсімдім ұлпаларындағы бос суоңай жылжып, таралғыш келеді. Бидайдың жас тамырындағы судың ¾ вакуольде, ¼ клетка қабықтарында және 1/20 бөлігі ғана цитоплазмада болады.

Әдеттегі жағдайдың өзінде өсімдіктердің суды сіңіруі мен буландыруы арасында алшақтық туады. Күн радиациясы мен температурасы барынша жоғары болатын тал түсте өсімдіктер транспирациясы күшейеді, осының нәтижесінде жапырақтар ылғал қорының едәуір бөлігін жұмсайды да, тургор қысымының айырылып, сола бастайды. Топырақтан сіңірілетін су өсімдіктің жер бетіндегі бөліктерінің жұмсайтын су шығынының орнын толтыра алмайды. Сөйтіп, су тапшылығы пайда болады. Өсімдіктің толық қанығуына жетпей тұрған су мөлшері су тапшылығы деп аталады. Су тапшылығы өсімдіктің әр түрлі мүшелерінде түрліше болуы мүмкін. Түнде өсімдіктің барлық бөлігінде су тапшылығы бірдей болады. Ең жоғары су тапшылығы транспирация қарқынды жүріп жапырақтарға тән. Күн сәулесі тікелей түспейтін жапырақтарда, сондай-ақ әдетте транспирациясы аз жемістерде де су тапшылығы шамалы болады. Мәселен, жаздың әдеттегі күнінде темекінің ұшы мен тамырға жақын жапырақтарының су тапшылығы шамасының айырмашылығы 8-22% болатыны анықталған. Су мүшелері мен ұлпалары арасында бөлініп таралады. Суды аз буландыратын жемістер белгілі дәрежеде ылғал резервуары болып табылады. Мақта өсімдігінде су қауашақтардан жапырақтарға ағып келеді. Жас жапырақтар суды кәрі жапырақтардан, одан соң сабақтардың өсіп келе жатқан ұштарымен тамырдан сорып алады. Су жекелеген өркендер арасында да бөлініп таралады. Қатарласа өскен өсімдіктердің тамырлары бір-біріне шырматылып, олардың арасында да ылғал бөлінісі болады. Осындай әдіспен өсімдіктердің тұтас бір тобы өзара байланыса алады.

Су тапшылығы тіпті бір жапырақтың көлемінде де байқалуы мүмкін, бұл оның пішініне, жартылай көлеңкеленуіне байланысты.

Түнге қарай трансперацияның кемуі немесе толық тоқтауы нәтижесінде өсімдіктердегі ылғал қоры толықтырылады, сөйтіп су тапшылығы жойылады. Күндіз пайда болып кешке қарай немесе түнде толықтырылатын су тапшылығы күндіз су тапшылығы деп аталады.

Атмосфералық қуаңшылық күннен-күнге арта отырып, өсімдіктер мен топырақтың бойындағы ылғалдың едәуір қорын әкетеді, сөйтіп топырақ қуаңшылығы басталады. Мұндай жағдайдағы су тапшылығының орны түнгі мезгілде толықтырыла алмайды. Таңертең өсімдіктің бойында біраз қалдық су тапшылығы болады, ол күндіз одан әрі арта түседі. Бұл кезде ұзақ мерзімдік су тапшылығы пайда болады. Күн сайын қайталанып, күшті арта түсетін ұзақ мерзімдік су тапшылығы тургордың толық жойылуына, өсімдіктің солып қалуы мүмкін, сондықтан да солудың екі түрін ажыратады. Су тапшылығының уақытша түрі де, ұзақ мерзімдік түрі де физиологиялық және биохимиялық процестердің барысына әсер етеді.

Су тапшылығы кезінде протоплазма өзгерісінің екі кезеңі байқалады. Оның бірінші кезеңінде протоплазманың құрылымы өзгереді. Бұл өзгеріс протоплазма тұтқырлығының кемуіне ұштасады. Екінші кезеңде протоплазмада жаңа құрылым пайда болады. Егер су тапшылығы біртіндеп басталып, жедел өнетін болса, онда бұл өзгерістердің бәрі де қайтымды болады. Протоплазма құрылымының екінші кезеңіндегі өзгерісі ақуыздық алмасуға байланысты. Су тапшылығы ұзақ мерзім сақталатын болса, көптеген ферменттер активтігінен айрылады. Су жетіспеушілігі жағдайында тыныс алу қарқындылығы алғаш арта түседі де, одан соң біртіндеп кемиді.