Qanday jarayonlar hujayrani energiya bilan ta'minlaydi. Hujayradagi hayot jarayonlari. Mavzu: Hujayra darajasi
C1-C4 qismlarining vazifalari
1. Ekotizimda bo'rilar sonini tartibga solishga qanday ekologik omillar yordam beradi?
Javob:
1) antropogen: o'rmon maydonining qisqarishi, ortiqcha ov qilish;
2) biotik: oziq-ovqat etishmasligi, raqobat, kasalliklarning tarqalishi.
2. Rasmda ko'rsatilgan hujayraning bo'linish turi va fazasini aniqlang. Ushbu bosqichda qanday jarayonlar sodir bo'ladi?
Javob:
1) rasmda mitozning metafazasi ko'rsatilgan;
2) shpindel iplari xromosomalarning sentromeralariga biriktirilgan;
3) bu fazada bixromatid xromosomalar ekvator tekisligida tiziladi.
3. Nima uchun tuproqni shudgorlash madaniy o‘simliklarning yashash sharoitini yaxshilaydi?
Javob:
1) begona o'tlarni yo'q qilishga yordam beradi va madaniy o'simliklar bilan raqobatni kamaytiradi;
2) o'simliklarni suv va mineral moddalar bilan ta'minlashga yordam beradi;
3) ildizlarning kislorod bilan ta'minlanishini oshiradi.
4. Tabiiy ekotizim agroekotizimdan nimasi bilan farq qiladi?
Javob:
1) katta biologik xilma-xillik va oziq-ovqat aloqalari va oziq-ovqat zanjirlarining xilma-xilligi;
2) moddalarning muvozanatli aylanishi;
3) uzoq muddat mavjud bo'lish.
5. Avloddan avlodga organizmlarning barcha hujayralarida xromosomalar soni va shaklining doimiyligini ta'minlovchi mexanizmlarni ochib bering?
Javob:
1) meioz tufayli gaploid xromosomalar to'plamiga ega gametalar hosil bo'ladi;
2) urug'lantirilganda zigotada xromosomalarning diploid to'plami tiklanadi, bu xromosomalar to'plamining doimiyligini ta'minlaydi;
3) organizmning o'sishi mitoz tufayli sodir bo'ladi, bu somatik hujayralardagi xromosomalar sonining doimiyligini ta'minlaydi.
6. Moddalar aylanishida bakteriyalar qanday rol o'ynaydi?
Javob:
1) geterotrof bakteriyalar - parchalovchilar organik moddalarni o'simliklar tomonidan so'rilgan minerallarga parchalaydi;
2) avtotrof bakteriyalar (foto, kimyotroflar) - ishlab chiqaruvchilar kislorod, uglerod, azot va boshqalarning aylanishini ta'minlaydigan noorganiklardan organik moddalarni sintez qiladilar.
7. Moxli o'simliklarga qanday xususiyatlar xosdir?
Javob:
2) moxlar oʻzgaruvchan avlodlar bilan ham jinsiy, ham jinssiz koʻpayadi: jinsiy (gametofit) va jinssiz (sporofit);
3) katta yoshli mox o'simligi jinsiy avlod (gametofit) va sporali kapsula jinssiz (sporofit);
4) urug'lanish suv ishtirokida sodir bo'ladi.
8. Sincaplar, qoida tariqasida, ignabargli o'rmonlarda yashaydi va asosan archa urug'lari bilan oziqlanadi. Qanday biotik omillar sincap populyatsiyasining kamayishiga olib kelishi mumkin?
9. Ma'lumki, Golji apparati ayniqsa oshqozon osti bezining bez hujayralarida yaxshi rivojlangan. Sababini tushuntiring.
Javob:
1) oshqozon osti bezi hujayralari Golji apparati bo'shliqlarida to'plangan fermentlarni sintez qiladi;
2) Golji apparatida fermentlar pufakchalar shaklida qadoqlanadi;
3) Golji apparatidan fermentlar oshqozon osti bezi kanaliga o'tadi.
10. Probirkaga turli hujayralardagi ribosomalar, aminokislotalarning butun majmuasi hamda bir xil mRNK va tRNK molekulalari joylashtirildi va oqsil sintezi uchun barcha sharoitlar yaratildi. Nima uchun probirkadagi turli ribosomalarda bir turdagi oqsil sintezlanadi?
Javob:
1) oqsilning birlamchi tuzilishi aminokislotalarning ketma-ketligi bilan aniqlanadi;
2) oqsil sintezi uchun shablonlar bir xil asosiy protein tuzilishi kodlangan bir xil mRNK molekulalaridir.
11. Chordata tipi vakillariga qanday tuzilish belgilari xos?
Javob:
1) ichki eksenel skelet;
2) tananing dorsal tomonidagi naycha shaklidagi asab tizimi;
3) ovqat hazm qilish trubasidagi yoriqlar.
12. Beda oʻtloqda oʻsadi, uni asalarilar changlaydi. Qanday biotik omillar yonca populyatsiyasining kamayishiga olib kelishi mumkin?
Javob:
1) asalarilar sonining kamayishi;
2) o'txo'r hayvonlar sonining ko'payishi;
3) raqobatdosh o'simliklarni ko'paytirish (don va boshqalar).
13. Mitoxondriyalarning umumiy massasi turli kalamush organlari hujayralari massasiga nisbatan: oshqozon osti bezida - 7,9%, jigarda - 18,4%, yurakda - 35,8%. Nima uchun bu organlarning hujayralari turli xil mitoxondrial tarkibga ega?
Javob:
1) mitoxondriyalar - hujayraning energiya stantsiyalari, ATP molekulalari sintezlanadi va ularda to'planadi;
2) yurak mushaklarining qizg'in ishi ko'p energiya talab qiladi, shuning uchun uning hujayralarida mitoxondriyalar miqdori eng yuqori;
3) jigarda mitoxondriyalar soni me'da osti bezi bilan solishtirganda ko'proq, chunki u kuchliroq metabolizmga ega.
14. Sanitariya nazoratidan o'tmagan mol go'shtini nima uchun kam pishgan yoki ozgina pishirilgan holda iste'mol qilish xavfli ekanligini tushuntiring.
Javob:
1) mol go'shtida sigir tasmasi bo'lishi mumkin;
2) ovqat hazm qilish kanalidagi finnadan kattalar qurti rivojlanadi va odam oxirgi mezbonga aylanadi.
15. Rasmda ko'rsatilgan o'simlik hujayrasi organellasini, 1-3 raqamlari bilan ko'rsatilgan tuzilmalarini va ularning vazifalarini ayting.
Javob:
1) tasvirlangan organella xloroplastdir;
2) 1 - grana tilakoidlar, fotosintezda ishtirok etadi;
3) 2 - DNK, 3 - ribosomalar, xloroplastning o'z oqsillarini sintezida ishtirok etadi.
16. Nima uchun bakteriyalarni eukariotlar deb tasniflash mumkin emas?
Javob:
1) ularning hujayralarida yadro moddasi bitta dumaloq DNK molekulasi bilan ifodalanadi va sitoplazmadan ajratilmaydi;
2) mitoxondriya, Golji kompleksi yoki ERga ega emas;
3) ixtisoslashgan jinsiy hujayralari bo'lmaydi, meioz va urug'lanish yo'q.
17. O‘rmonda yashovchi va asosan o‘simliklar bilan oziqlanadigan yalang‘och shlyuz populyatsiyasining ko‘payishiga biotik omillarning qanday o‘zgarishlari sabab bo‘lishi mumkin?
18. Fotosintez jarayoni o'simliklarning barglarida intensiv ravishda sodir bo'ladi. Pishgan va pishmagan mevalarda uchraydimi? Javobingizni tushuntiring.
Javob:
1) fotosintez pishmagan mevalarda sodir bo'ladi (ular yashil bo'lsa), chunki ular tarkibida xloroplastlar mavjud;
2) yetilganda xloroplastlar xromoplastlarga aylanadi, ularda fotosintez sodir bo'lmaydi.
19. Rasmda gametogenezning qaysi bosqichlari A, B va C harflari bilan ko'rsatilgan? Ushbu bosqichlarning har birida hujayralar qanday xromosomalar to'plamiga ega? Bu jarayon qanday maxsus hujayralarning rivojlanishiga olib keladi?
Javob:
1)A - ko'payish (bo'linish) bosqichi (zonasi), diploid hujayralar;
2)B - o'sish bosqichi (zonasi), diploid hujayra;
3) B - etilish bosqichi (zonasi), hujayralar haploid, sperma rivojlanadi.
20. Bakteriya hujayralari tuzilishi jihatidan tirik tabiatning boshqa podsholiklaridagi organizmlar hujayralaridan qanday farq qiladi? Kamida uchta farqni sanab o'ting.
Javob:
1) shakllangan yadro, yadro qobig'i yo'q;
2) bir qator organellalar yetishmaydi: mitoxondriya, EPS, Golji kompleksi va boshqalar;
3) bitta halqali xromosomaga ega.
21. Nima uchun o'simliklar (produktorlar) ekotizimdagi moddalar aylanishi va energiya aylanishining boshlang'ich bo'g'ini hisoblanadi?
Javob:
1) noorganiklardan organik moddalar yaratish;
2) quyosh energiyasini to'plash;
3) ekotizimning boshqa qismlaridagi organizmlarni organik moddalar va energiya bilan ta'minlash.
22. Suv va mineral moddalarning butun o'simlik bo'ylab harakatlanishini qanday jarayonlar ta'minlaydi?
Javob:
1) ildizdan barglarga, suv va minerallar transpiratsiya tufayli tomirlar bo'ylab harakatlanadi, buning natijasida so'rish kuchi paydo bo'ladi;
2) o'simlikdagi yuqoriga qarab oqim hujayralar va atrof-muhitdagi moddalar konsentratsiyasining farqi tufayli ildizga doimiy ravishda suv oqimi natijasida paydo bo'ladigan ildiz bosimi bilan osonlashadi.
23. Rasmda ko'rsatilgan kataklarga qarang. Qaysi harflar prokaryotik va eukaryotik hujayralarni ifodalashini aniqlang. O'z nuqtai nazaringizga dalil keltiring.
Javob:
1) A - prokariot hujayra, B - eukariot hujayra;
2) A rasmdagi hujayra hosil bo'lgan yadroga ega emas, uning irsiy materiali halqali xromosoma bilan ifodalanadi;
3) B rasmdagi hujayra shakllangan yadro va organellalarga ega.
24. Amfibiyalarning qon aylanish tizimining baliqlarga nisbatan murakkabligi nimada?
Javob:
1) yurak uch kamerali bo'ladi;
2) qon aylanishining ikkinchi doirasi paydo bo'ladi;
3) yurakda venoz va aralash qon mavjud.
25. Nima uchun aralash o'rmon ekotizimini archa o'rmon ekotizimiga qaraganda barqarorroq deb hisoblashadi?
Javob:
1) aralash o'rmonda qoraqarag'ali o'rmonga qaraganda ko'proq turlar mavjud;
2) aralash o'rmonda oziq zanjirlari archa o'rmoniga qaraganda uzunroq va ko'proq tarvaqaylab ketgan;
3) aralash o'rmonda archa o'rmoniga qaraganda ko'proq yaruslar mavjud.
26. DNK molekulasining kesimi quyidagi tarkibga ega: GATGAATAGTGCTTC. Timinning yettinchi nukleotidini sitozin (C) bilan tasodifiy almashtirish natijasida yuzaga kelishi mumkin bo'lgan kamida uchta oqibatni sanab o'ting.
Javob:
1) gen mutatsiyasi sodir bo'ladi - uchinchi aminokislota kodoni o'zgaradi;
2) oqsilda bir aminokislota boshqasi bilan almashtirilishi mumkin, buning natijasida oqsilning birlamchi tuzilishi o'zgaradi;
3) boshqa barcha oqsil tuzilmalari o'zgarishi mumkin, bu organizmda yangi xususiyatning paydo bo'lishiga olib keladi.
27. Qizil suv o'tlari (binafsha suvo'tlar) katta chuqurlikda yashaydi. Shunga qaramay, ularning hujayralarida fotosintez sodir bo'ladi. Agar suv ustuni spektrning qizil-to'q sariq qismidagi nurlarni yutsa, nima uchun fotosintez sodir bo'lishini tushuntiring.
Javob:
1) fotosintez uchun nafaqat qizil rangdan, balki spektrning ko'k qismidan ham nurlar kerak;
2) qizil qo'ziqorin hujayralarida spektrning ko'k qismidan nurlarni o'zlashtiradigan qizil pigment mavjud, ularning energiyasi fotosintez jarayonida ishlatiladi.
28. Berilgan matndagi xatolarni toping. Xato qilingan gaplarning raqamlarini ko'rsating va ularni tuzating.
1. Koelenteratlar uch qavatli ko'p hujayrali hayvonlardir. 2.Ular oshqozon yoki ichak bo'shlig'iga ega. 3. Ichak bo'shlig'iga qichitqi hujayralari kiradi. 4. Koelenteratlar retikulyar (diffuz) nerv sistemasiga ega. 5. Barcha koelenteratlar erkin suzuvchi organizmlardir.
1)1 - koelenteratlar - ikki qavatli hayvonlar;
2)3 - qichitqi hujayralari ichak bo'shlig'ida emas, balki ektodermada joylashgan;
3)5 - koelenteratlar orasida biriktirilgan shakllar mavjud.
29. Sut emizuvchilarning o'pka va to'qimalarida gaz almashinuvi qanday sodir bo'ladi? Bu jarayonga nima sabab bo'ladi?
Javob:
1) gaz almashinuvi diffuziyaga asoslanadi, bu alveolalar havosi va qondagi gaz konsentratsiyasining (qisman bosimi) farqi tufayli yuzaga keladi;
2) alveolyar havodagi yuqori bosim hududidan kislorod qonga, qondagi yuqori bosim hududidan karbonat angidrid esa alveolalarga kiradi;
3) to'qimalarda kapillyarlardagi yuqori bosim hududidan kislorod hujayralararo moddaga, so'ngra organlar hujayralariga kiradi. Hujayralararo moddadagi yuqori bosimli hududdan karbonat angidrid qonga kiradi.
30. Biosferadagi moddalar aylanishida organizmlarning funksional guruhlari qanday ishtirok etadi? Ularning har birining biosferadagi moddalar aylanishidagi rolini ko'rib chiqing.
Javob:
1) ishlab chiqaruvchilar noorganik moddalardan (karbonat angidrid, suv, azot, fosfor va boshqa minerallar) organik moddalarni sintez qiladi, kislorod chiqaradi (xemotroflardan tashqari);
2) organizmlarning iste'molchilari (va boshqa funktsional guruhlari) organik moddalardan foydalanadilar va o'zgartiradilar, nafas olish jarayonida ularni oksidlaydilar, kislorodni o'zlashtiradilar va karbonat angidrid va suvni chiqaradilar;
3) parchalovchilar organik moddalarni azot, fosfor va boshqalarning noorganik birikmalariga aylantirib, ularni atrof-muhitga qaytaradi.
31. DNK molekulasining oqsil tarkibidagi aminokislotalar ketma-ketligini kodlovchi kesimi quyidagi tarkibga ega: G-A-T-G-A-A-T-A-G-TT-C-T-T-C. Yettinchi va sakkizinchi nukleotidlar orasiga guanin nukleotidini (G) tasodifan qo‘shish oqibatlarini tushuntiring.
Javob:
1) gen mutatsiyasi sodir bo'ladi - uchinchi va keyingi aminokislotalarning kodlari o'zgarishi mumkin;
2) oqsilning birlamchi tuzilishi o'zgarishi mumkin;
3) mutatsiya organizmda yangi belgining paydo bo'lishiga olib kelishi mumkin.
32. Individual rivojlanishning turli bosqichlarida xo‘rozlar tomonidan qanday o‘simlik organlari zararlanadi?
Javob:
1) o'simlik ildizlari lichinkalar tomonidan shikastlangan;
2) daraxt barglari kattalar qo'ng'izlari tomonidan shikastlangan.
33. Berilgan matndagi xatolarni toping. Xato qilingan gaplarning raqamlarini ko'rsating va ularni tuzating.
1. Yassi chuvalchanglar uch qavatli hayvonlardir. 2. Yassi chuvalchanglar turkumiga oq planariya, odam dumaloq qurti va jigar chuvalchanglari kiradi. 3. Yassi chuvalchanglarning tanasi cho'zilgan, tekislangan. 4. Ularning nerv sistemasi yaxshi rivojlangan. 5. Yassi chuvalchanglar tuxum qo'yadigan ikki xonali hayvonlardir.
Jumlalarda xatolarga yo'l qo'yilgan:
1)2 - odamning yumaloq chuvalchanglari yassi chuvalchanglar qatoriga kirmaydi, bu dumaloq chuvalchanglar;
2)4 - yassi chuvalchanglarda nerv sistemasi sust rivojlangan;
3)5 - Yassi chuvalchanglar germafroditlardir.
34. Meva deb nimaga aytiladi? Uning o'simliklar va hayvonlar hayotidagi ahamiyati qanday?
Javob:
1) meva - angiospermlarning generativ organi;
2) o'simliklar ko'payadigan va tarqaladigan urug'larni o'z ichiga oladi;
3) o'simlik mevalari hayvonlar uchun ozuqa hisoblanadi.
35. Qushlarning ko'p turlari issiq qonli bo'lishiga qaramay, qish uchun shimoliy hududlardan uchib ketishadi. Ushbu hayvonlarning uchishiga sabab bo'lgan kamida uchta omilni ko'rsating.
Javob:
1) hasharotxo'r qushlarning oziq-ovqat mahsulotlari olish uchun yaroqsiz bo'lib qoladi;
2) suv omborlaridagi muz qoplami va erdagi qor qoplami o'txo'r qushlarni ozuqadan mahrum qiladi;
3) kunduzgi soatlarning o'zgarishi.
36. Qaysi sut, sterillangan yoki yangi sog'ilgan, bir xil sharoitda tezroq nordon bo'ladi? Javobingizni tushuntiring.
Javob:
1) yangi sog'ilgan sut tezroq nordon bo'ladi, chunki uning tarkibida mahsulot fermentatsiyasiga olib keladigan bakteriyalar mavjud;
2) sut sterilizatsiya qilinganda sut kislotasi bakteriyalarining hujayralari va sporalari nobud bo‘ladi, sut esa uzoq davom etadi.
37. Berilgan matndagi xatolarni toping. Qaysi gaplarda xatolik borligini ko‘rsating va ularni izohlang.
1. Boʻgʻim oyoqlilar turkumining asosiy sinflari qisqichbaqasimonlar, oʻrgimchaksimonlar va hasharotlardir. 2. Qisqichbaqasimonlar va oʻrgimchaksimonlar tanasi bosh, koʻkrak va qorin boʻlimlariga boʻlinadi. 3. Hasharotlarning tanasi sefalotoraks va qorin bo'shlig'idan iborat. 4. Araxnidlarning antennalari bo'lmaydi. 5. Hasharotlarda ikki juft, qisqichbaqasimonlarda bir juft antenna bor.
Jumlalarda xatolarga yo'l qo'yilgan:
1)2 - qisqichbaqasimonlar va araxnidlar tanasi sefalotoraks va qorin bo'shlig'idan iborat;
2)3 - hasharotlar tanasi bosh, ko'krak va qorindan iborat;
3)5 - hasharotlar bir juft antennaga ega, qisqichbaqasimonlarda esa ikki juft.
38. O‘simlik ildizpoyasi o‘zgartirilgan kurtak ekanligini isbotlang.
Javob:
1) ildizpoyaning ibtidoiy barglari va kurtaklari joylashgan tugunlari bor;
2) ildizpoyaning yuqori qismida kurtakning o‘sishini belgilovchi apikal kurtak bor;
3) qo'shimcha ildizlar ildizpoyadan tarqaladi;
4) ildizpoyaning ichki anatomik tuzilishi poyaga o‘xshaydi.
39. Hasharotlar zararkunandalariga qarshi kurashish uchun odamlar kimyoviy vositalardan foydalanadilar. Agar barcha o'txo'r hasharotlar kimyoviy vositalar bilan yo'q qilingan bo'lsa, eman o'rmonining hayotida kamida uchta o'zgarishlarni ko'rsating. Nima uchun ular sodir bo'lishini tushuntiring.
Javob:
1) hasharotlar bilan changlanadigan o'simliklar soni keskin kamayadi, chunki o'txo'r hasharotlar o'simliklarni changlatuvchi hisoblanadi;
2) hasharotxo'r organizmlar (2-tartibli iste'molchilar) soni keskin kamayadi yoki oziq-ovqat zanjirlarining buzilishi tufayli ular yo'q bo'lib ketadi;
3) hasharotlarni o'ldirish uchun ishlatiladigan kimyoviy moddalarning bir qismi tuproqqa tushadi, bu o'simlik hayotining buzilishiga, tuproq flora va faunasining o'limiga olib keladi, barcha buzilishlar eman o'rmonining o'limiga olib kelishi mumkin.
40. Nima uchun antibiotiklar bilan davolash ichak disfunktsiyasiga olib kelishi mumkin? Kamida ikkita sababni keltiring.
Javob:
1) antibiotiklar inson ichaklarida yashovchi foydali bakteriyalarni o'ldiradi;
2) tolaning parchalanishi, suvning singishi va boshqa jarayonlar buziladi.
41.Rasmda varaqning qaysi qismi A harfi bilan ko'rsatilgan va u qanday tuzilmalardan iborat? Ushbu tuzilmalar qanday funktsiyalarni bajaradi?
1) A harfi tomir-tolali to'plamni (tomirni) bildiradi, to'plamga tomirlar, elak naychalari va mexanik to'qimalar kiradi;
2) tomirlar suvni barglarga tashishni ta'minlaydi;
3) elak naychalari organik moddalarni barglardan boshqa organlarga tashishni ta'minlaydi;
4) mexanik to'qima hujayralari mustahkamlikni ta'minlaydi va bargning ramkasi bo'lib xizmat qiladi.
42. Zamburug‘lar shohligining o‘ziga xos xususiyatlari nimalardan iborat?
Javob:
1) zamburug'lar tanasi mitseliy hosil qiluvchi iplar - gifalardan iborat;
2) jinsiy va jinssiz ko'payish (sporalar, mitseliylar, kurtaklar);
3) hayot davomida o'sadi;
4) hujayrada: membranada xitinga o'xshash modda bo'ladi, zahira oziq moddasi glikogendir.
43. Daryo toshqinidan keyin hosil bo'lgan kichik suv omborida quyidagi organizmlar topilgan: shippak kiprikli, dafniya, oq planariya, katta hovuz salyangozi, sikloplar, gidra. Ushbu suv havzasini ekotizim deb hisoblash mumkinligini tushuntiring. Kamida uchta dalil keltiring.
Javob:
Nomlangan vaqtinchalik suv omborini ekotizim deb atash mumkin emas, chunki u quyidagilarni o'z ichiga oladi:
1) ishlab chiqaruvchilar yo'q;
2) parchalanuvchilar yo'q;
3) moddalarning yopiq aylanishi yo'q va oziq-ovqat zanjirlari buziladi.
44. Yirik qon tomirlaridan qon ketishini to'xtatish uchun qo'llaniladigan, qo'yilgan vaqtni ko'rsatadigan turniket ostiga nima uchun yozuv qo'yiladi?
Javob:
1) eslatmani o'qib chiqqandan so'ng, siz turniket qo'llanilganidan beri qancha vaqt o'tganligini aniqlashingiz mumkin;
2) agar 1-2 soatdan keyin bemorni shifokorga etkazishning iloji bo'lmasa, u holda turniketni bir muddat bo'shatish kerak. Bu to'qimalarning o'limini oldini oladi.
45. Rasmda 1 va 2 raqamlar bilan ko'rsatilgan orqa miya tuzilmalarini nomlang va ularning tuzilishi va funktsiyalarining xususiyatlarini tavsiflang.
Javob:
1)1 - neyronlar tanasi tomonidan hosil bo'lgan kulrang modda;
2) 2 - neyronlarning uzoq jarayonlari natijasida hosil bo'lgan oq materiya;
3) kulrang modda refleks vazifasini bajaradi, oq modda - o'tkazuvchanlik vazifasini bajaradi.
46. So‘lak bezlari sut emizuvchilarda ovqat hazm qilishda qanday rol o‘ynaydi? Kamida uchta funktsiyani sanab o'ting.
Javob:
1) tuprik bezlarining sekretsiyasi ovqatni namlaydi va dezinfeksiya qiladi;
2) so'lak oziq-ovqat bolusining shakllanishida ishtirok etadi;
3) so'lak fermentlari kraxmalning parchalanishiga yordam beradi.
47. Vulqon faolligi natijasida okeanda orol hosil bo'lgan. Yangi hosil bo'lgan quruqlikda ekotizimning shakllanish ketma-ketligini ta'riflang. Iltimos, kamida uchta elementni taqdim eting.
Javob:
1) birinchi bo'lib tuproq hosil bo'lishini ta'minlaydigan mikroorganizmlar va likenlar joylashadi;
2) sporalari yoki urug'lari shamol yoki suv bilan olib o'tiladigan o'simliklar tuproqqa joylashadi;
3) o'simliklarning rivojlanishi bilan ekotizimda hayvonlar, birinchi navbatda bo'g'im oyoqlilar va qushlar paydo bo'ladi.
48. Tajribali bog'bonlar o'g'itlarni bir tekis taqsimlashdan ko'ra, mevali daraxtlarning magistral doiralarining chekkalari bo'ylab joylashgan oluklarga qo'llaydilar. Sababini tushuntiring.
Javob:
1) ildiz tizimi o'sadi, assimilyatsiya zonasi ildiz tepasi orqasida harakat qiladi;
2) rivojlangan so'rilish zonasi bo'lgan ildizlar - ildiz tuklari - magistral doiralarning chetlarida joylashgan.
49. Rasmda qanday o'zgartirilgan otishma ko'rsatilgan? Rasmda ko'rsatilgan strukturaviy elementlarni 1, 2, 3 raqamlari va ular bajaradigan funktsiyalarni nomlang.
Javob:
1) piyoz;
2)1 - ozuqa moddalari va suv saqlanadigan shirali shkalasimon barg;
3)2 - suv va mineral moddalarning so'rilishini ta'minlovchi qo'shimcha ildizlar;
4)3 - kurtak, kurtaklar o'sishini ta'minlaydi.
50. Moxlarning tuzilish xususiyatlari va hayotiy funktsiyalari qanday? Iltimos, kamida uchta elementni taqdim eting.
Javob:
1) ko'pchilik moxlar bargli o'simliklar, ularning ba'zilarida ildizpoyalari bor;
2) moxlarning o'tkazuvchanlik tizimi yomon rivojlangan;
3) moxlar ham jinsiy, ham jinssiz yoʻl bilan koʻpayadi, avlodlar almashinadi: jinsiy (gametofit) va jinssiz (sporofit); Voyaga etgan mox o'simligi jinsiy avlod, spora kapsulasi esa jinssiz.
51. O'rmon yong'inlari natijasida archa o'rmonining bir qismi yonib ketdi. Uning o'z-o'zini davolashi qanday sodir bo'lishini tushuntiring. Kamida uchta bosqichni sanab o'ting.
Javob:
1) o'tsimon, yorug'sevar o'simliklar birinchi bo'lib rivojlanadi;
2) keyin qayin, aspen, qarag'ay kurtaklari paydo bo'lib, ularning urug'lari shamol yordamida tushib, mayda bargli yoki qarag'ay o'rmoni hosil bo'ladi.
3) yorug'likni yaxshi ko'radigan turlarning soyaboni ostida soyaga chidamli archa daraxtlari rivojlanadi, ular keyinchalik boshqa daraxtlarni butunlay siqib chiqaradi.
52. Irsiy kasallikning sababini aniqlash uchun bemorning hujayralari tekshirildi va xromosomalardan birining uzunligining o'zgarishi aniqlandi. Qaysi tadqiqot usuli bizga ushbu kasallikning sababini aniqlashga imkon berdi? Mutatsiyaning qaysi turi bilan bog'liq?
Javob:
1) kasallikning sababi sitogenetik usul yordamida aniqlangan;
2) kasallik xromosoma mutatsiyasidan kelib chiqadi - xromosoma bo'lagining yo'qolishi yoki qo'shilishi.
53. Rasmdagi qaysi harf lanseletning rivojlanish siklidagi blastulani bildiradi. Blastulaning hosil bo'lishining xususiyatlari qanday?
Javob:
1) blastula G harfi bilan belgilanadi;
2) blastula zigotaning parchalanishi paytida hosil bo'ladi;
3) blastulaning kattaligi zigota kattaligidan oshmaydi.
54. Nima uchun qo'ziqorinlar organik dunyoning maxsus qirolligi sifatida tasniflanadi?
Javob:
1) qo'ziqorin tanasi ingichka shoxlangan iplardan iborat - mitseliy yoki mitseliy hosil qiluvchi gifa;
2) mitseliy hujayralari uglevodlarni glikogen shaklida saqlaydi;
3) qo'ziqorinlarni o'simliklarga kiritish mumkin emas, chunki ularning hujayralarida xlorofill va xloroplastlar mavjud emas; devorda xitin mavjud;
4) qo'ziqorinlarni hayvonlar deb tasniflash mumkin emas, chunki ular ozuqa moddalarini tananing butun yuzasi bo'ylab o'zlashtiradi va ularni oziq-ovqat bo'laklari shaklida yutib yubormaydi.
55. Ba'zi o'rmon biotsenozlarida tovuq qushlarini himoya qilish uchun kunduzgi yirtqich qushlarni ommaviy otish amalga oshirildi. Bu voqea tovuqlar soniga qanday ta'sir qilganini tushuntiring.
Javob:
1) dastlab tovuqlar soni ko'paydi, chunki ularning dushmanlari yo'q qilindi (tabiiy ravishda sonni tartibga soluvchi);
2) keyin oziq-ovqat etishmasligi tufayli tovuqlar soni kamaydi;
3) kasalliklarning tarqalishi va yirtqichlarning etishmasligi tufayli kasal va zaiflashgan shaxslar soni ko'paydi, bu ham tovuqlar sonining kamayishiga ta'sir qildi.
56. Oq quyon mo'ynasining rangi yil davomida o'zgarib turadi: qishda quyon oq, yozda esa kulrang. Hayvonda qanday turdagi o'zgaruvchanlik kuzatiladi va bu xususiyatning namoyon bo'lishini aniqlang.
Javob:
1) quyon o'zgaruvchanlikni (fenotipik, irsiy bo'lmagan) ko'rsatadi;
2) bu xususiyatning namoyon bo'lishi atrof-muhit sharoitlarining o'zgarishi (harorat, kun uzunligi) bilan belgilanadi.
57. Rasmda A va B harflari bilan ko'rsatilgan lanceletning embrion rivojlanish bosqichlarini ayting. Ushbu bosqichlarning har birining shakllanish xususiyatlarini oching.
A B
Javob:
1) A - gastrula - ikki qavatli embrionning bosqichi;
2) B - neurula, kelajakdagi lichinka yoki kattalar organizmining rudimentlariga ega;
3) gastrula blastula devorining invaginatsiyasidan hosil bo'ladi va nevrulada birinchi navbatda nerv plastinkasi hosil bo'lib, u boshqa organ tizimlarining shakllanishida regulyator bo'lib xizmat qiladi.
58. Bakteriyalar tuzilishi va faoliyatining asosiy belgilarini ayting. Kamida to'rtta xususiyatni sanab o'ting.
Javob:
1) bakteriyalar - yadrosi shakllangan va ko'p organellalarga ega bo'lmagan yadrodan oldingi organizmlar;
2) oziqlanish usuliga ko'ra bakteriyalar geterotrof va avtotroflardir;
3) bo'linish yo'li bilan ko'payishning yuqori darajasi;
4) anaeroblar va aeroblar;
5) nizo holatida noqulay sharoitlar yuzaga kelgan.
59. Quruqlik-havo muhiti suv muhitidan nimasi bilan farq qiladi?
Javob:
1) kislorod miqdori;
2) harorat o'zgarishidagi farqlar (er-havo muhitidagi tebranishlarning keng amplitudasi);
3) yorug'lik darajasi;
4) zichlik.
Javob:
1) dengiz o'tlari yod kimyoviy elementini to'plash xususiyatiga ega;
2) yod qalqonsimon bezning normal ishlashi uchun zarur.
61. Nima uchun kipriksimon shippak hujayra yaxlit organizm hisoblanadi? Rasmda 1 va 2 raqamlari bilan kipriksimon shippakning qanday organellalari ko'rsatilgan va ular qanday vazifalarni bajaradi?
Javob:
1) kipriksimon hujayra mustaqil organizmning barcha funktsiyalarini bajaradi: metabolizm, ko'payish, qo'zg'aluvchanlik, moslashish;
2) 1 - kichik yadro, jinsiy jarayonda ishtirok etadi;
3) 2 - katta yadro, hayotiy jarayonlarni tartibga soladi.
61. Qo'ziqorinlarning tuzilish xususiyatlari va hayotiy funktsiyalari qanday? Iltimos, kamida uchta xususiyatni ko'rsating.
62. Kislota yomg‘irining o‘simliklarga qanday zarar yetkazishini tushuntiring. Kamida uchta sababni keltiring.
Javob:
1) o'simlik a'zolari va to'qimalariga bevosita zarar etkazish;
2) tuproqni ifloslantiradi, unumdorligini pasaytiradi;
3) o'simliklarning mahsuldorligini pasaytirish.
63. Nima uchun yo'lovchilarga samolyot qo'nish yoki qo'nish paytida lolipop so'rish tavsiya etiladi?
Javob:
1) samolyotning uchishi yoki qo'nishi paytida bosimning tez o'zgarishi o'rta quloqda noqulaylikni keltirib chiqaradi, bu erda quloq pardasidagi dastlabki bosim uzoqroq davom etadi;
2) yutish harakatlari eshitish (Eustachian) trubasiga havo kirishini yaxshilaydi, bu orqali o'rta quloq bo'shlig'idagi bosim atrof-muhit bosimi bilan tenglashtiriladi.
64. Bo'g'im oyoqlilarning qon aylanish tizimi annelidlarning qon aylanish tizimidan nimasi bilan farq qiladi? Ushbu farqlarni tasdiqlovchi kamida uchta belgini ko'rsating.
Javob:
1) artropodlar ochiq qon aylanish tizimiga ega, anelidlar esa yopiq qon aylanish tizimiga ega;
2) artropodlarning dorsal tomonida yurak bor;
3) anelidlarda yurak yo'q, uning vazifasini halqali tomir bajaradi.
65. Rasmda ko'rsatilgan hayvon qanday turdagi hayvon? 1 va 2 raqamlari nimani bildiradi? Ushbu turdagi boshqa vakillarni nomlang.
Javob:
1) Coelenterates turiga;
2) 1 - ektoderma, 2 - ichak bo'shlig'i;
3) marjon poliplari, meduzalar.
66. Issiq qonli hayvonlarda atrof-muhit haroratiga morfologik, fiziologik va xulq-atvor moslashuvi qanday namoyon bo'ladi?
Javob:
1) morfologik: issiqlik izolyatsiya qiluvchi qoplamalar, teri osti yog 'qatlami, tananing sirtidagi o'zgarishlar;
2) fiziologik: nafas olish jarayonida ter va namlikning bug'lanishi intensivligining oshishi; qon tomirlarining torayishi yoki kengayishi, metabolik darajadagi o'zgarishlar;
3) xulq-atvor: uyalar, chuqurchalar qurish, atrof-muhit haroratiga qarab kundalik va mavsumiy faoliyatning o'zgarishi.
67. Irsiy axborot yadrodan ribosomaga qanday uzatiladi?
Javob:
1) mRNK sintezi yadroda komplementarlik printsipiga muvofiq sodir bo'ladi;
2) mRNK - oqsilning birlamchi tuzilishi haqidagi ma'lumotlarni o'z ichiga olgan DNK bo'limining nusxasi, yadrodan ribosomaga o'tadi.
68. Paporotniklarning murakkabligi moxlarga nisbatan qanday? Kamida uchta belgi bering.
Javob:
1) paporotniklarning ildizlari bor;
2) paporotniklar moxlardan farqli o'laroq, o'tkazuvchi to'qima rivojlangan;
3) paporotniklarning rivojlanish siklida jinssiz avlod (sporofit) protallus bilan ifodalangan jinsiy avlod (gametofit) ustunlik qiladi.
69. Rasmda 3-raqam bilan ko‘rsatilgan umurtqali hayvonning urug‘ qatlamini ayting.Undan qanday to‘qima va qanday organlar hosil bo‘ladi.
Javob:
1) germ qatlami - endoderma;
2 epiteliy to'qimasi (ichak va nafas olish organlari epiteliysi);
3) organlar: ichaklar, ovqat hazm qilish bezlari, nafas olish organlari, ayrim ichki sekretsiya bezlari.
70. O‘rmon biotsenozida qushlar qanday rol o‘ynaydi? Kamida uchta misol keltiring.
Javob:
1) o'simliklar sonini tartibga solish (meva va urug'larni tarqatish);
2) hasharotlar va mayda kemiruvchilar sonini tartibga solish;
3) yirtqichlar uchun ozuqa sifatida xizmat qiladi;
4) tuproqni urug'lantirish.
71. Leykotsitlar inson organizmida qanday himoya vazifasini bajaradi?
Javob:
1) leykotsitlar fagotsitozga qodir - oqsillarni, mikroorganizmlarni, o'lik hujayralarni yutib yuboradi va hazm qiladi;
2) leykotsitlar ma'lum antigenlarni zararsizlantiradigan antitellar ishlab chiqarishda ishtirok etadi.
72. Berilgan matndagi xatolarni toping. Ular tuzilgan jumlalarning raqamlarini ko'rsating, ularni to'g'rilang.
Irsiyatning xromosoma nazariyasiga ko'ra:
1. Genlar xromosomalarda chiziqli tartibda joylashgan. 2. Har biri ma'lum bir joyni egallaydi - allel. 3. Bitta xromosomadagi genlar bog'lanish guruhini hosil qiladi. 4. Bog'lanish guruhlari soni xromosomalarning diploid soni bilan belgilanadi. 5. Meyozning profilaktikasida xromosoma konjugatsiyasi jarayonida genlar birlashishining buzilishi sodir bo'ladi.
Jumlalarda xatolarga yo'l qo'yilgan:
1)2 - genning joylashishi - lokus;
2)4 - bog'lanish guruhlari soni xromosomalarning gaploid to'plamiga teng;
3)5 - krossingover paytida genlar bilan bog'lanishning buzilishi sodir bo'ladi.
73. Nima uchun ba'zi olimlar yashil evglenani o'simlikka, boshqalari esa hayvonga kiradi? Kamida uchta sababni keltiring.
Javob:
1) barcha hayvonlar kabi geterotrof oziqlanishga qodir;
2) barcha hayvonlar kabi oziq-ovqat izlashda faol harakatga qodir;
3) hujayradagi xlorofillni o'z ichiga oladi va o'simliklar kabi avtotrof oziqlanishga qodir.
74. Energiya almashinuvi bosqichlarida qanday jarayonlar sodir bo'ladi?
Javob:
1) tayyorgarlik bosqichida murakkab organik moddalar kamroq murakkab bo'lganlarga (biopolimerlar - monomerlarga) parchalanadi, energiya issiqlik shaklida tarqaladi;
2) glikoliz jarayonida glyukoza piruvik kislotaga (yoki sut kislotasiga, yoki spirtga) parchalanadi va 2 ta ATP molekulasi sintezlanadi;
3) kislorod bosqichida pirouzum kislotasi (piruvat) karbonat angidrid va suvga parchalanadi va 36 ta ATP molekulasi sintezlanadi.
75. Inson tanasida hosil bo'lgan yarada qon ketish vaqt o'tishi bilan to'xtaydi, ammo yiringlashi mumkin. Bu qonning qaysi xususiyatlariga bog'liqligini tushuntiring.
Javob:
1) qon ivishi va qon pıhtısının shakllanishi tufayli qon ketishi to'xtaydi;
2) yiringlash fagotsitozni amalga oshirgan o'lik leykotsitlarning to'planishi natijasida yuzaga keladi.
76. Berilgan matndagi xatolarni toping va ularni tuzating. Qaysi gaplarda xatolik borligini ko‘rsating va ularni izohlang.
1. Oqsillar organizmlarning tuzilishi va faoliyatida katta ahamiyatga ega. 2. Bular monomerlari azotli asoslar bo'lgan biopolimerlardir. 3. Proteinlar plazma membranasining bir qismidir. 4. Ko'pgina oqsillar hujayrada fermentativ funktsiyalarni bajaradi. 5. Organizmning xususiyatlari haqidagi irsiy ma'lumotlar oqsil molekulalarida shifrlangan. 6. Protein va tRNK molekulalari ribosomalarning bir qismidir.
Jumlalarda xatolarga yo'l qo'yilgan:
1)2 - oqsillarning monomerlari aminokislotalar;
2)5 - organizmning xususiyatlari haqidagi irsiy ma'lumotlar DNK molekulalarida shifrlangan;
3)6- ribosomalarda tRNK emas, rRNK molekulalari mavjud.
77. Miyopiya nima? Yaqindan ko'ruvchi odamda tasvir ko'zning qaysi qismida joylashgan? Miyopiyaning tug'ma va orttirilgan shakllari o'rtasidagi farq nima?
Javob:
1) miyopi - ko'rish organlarining kasalligi bo'lib, unda odam uzoqdagi narsalarni farqlashda qiynaladi;
2) miyopik odamda narsalarning tasviri ko'zning to'r pardasi oldida paydo bo'ladi;
3) konjenital miyopi bilan, ko'z olmasining shakli o'zgaradi (uzayadi);
4) orttirilgan miyopi linzalarning egriligining o'zgarishi (ortishi) bilan bog'liq.
78. Inson boshi skeleti katta maymunlarning bosh skeletidan nimasi bilan farq qiladi? Kamida to'rtta farqni sanab o'ting.
Javob:
1) bosh suyagining miya qismining yuz qismidan ustunligi;
2) jag' apparatining qisqarishi;
3) pastki jag'da iyak o'simtasining mavjudligi;
4) peshona tizmalarining qisqarishi.
79. Nima uchun bir sutkada inson organizmi tomonidan chiqarilgan siydik hajmi bir vaqtning o'zida ichilgan suyuqlik hajmiga teng emas?
Javob:
1) suvning bir qismi organizm tomonidan ishlatiladi yoki metabolik jarayonlarda hosil bo'ladi;
2) suvning bir qismi nafas olish organlari va ter bezlari orqali bug'lanadi.
80. Berilgan matndagi xatolarni toping, ularni tuzating, ular tuzilgan gaplarning raqamlarini ko‘rsating, bu gaplarni xatosiz yozing.
1. Hayvonlar geterotrof organizmlardir, ular tayyor organik moddalar bilan oziqlanadi. 2. Bir hujayrali va ko'p hujayrali hayvonlar mavjud. 3. Barcha ko'p hujayrali hayvonlarning tanasi ikki tomonlama simmetriyaga ega. 4. Ularning aksariyatida turli harakat organlari rivojlangan. 5. Qon aylanish tizimi faqat bo‘g‘im oyoqlilar va xordali hayvonlarda bo‘ladi. 6. Barcha ko'p hujayrali hayvonlarda postembrional rivojlanish to'g'ridan-to'g'ri.
Jumlalarda xatolarga yo'l qo'yilgan:
1) 3 - barcha ko'p hujayrali hayvonlarning tanasining ikki tomonlama simmetriyasi mavjud emas; masalan, koelenteratlarda u radial (radial);
2) 5 - qon aylanish tizimi anelidlar va mollyuskalarda ham mavjud;
3) 6 - to'g'ridan-to'g'ri postembrional rivojlanish barcha ko'p hujayrali hayvonlarga xos emas.
81. Qonning inson hayotidagi ahamiyati nimada?
Javob:
1) transport funktsiyasini bajaradi: kislorod va ozuqa moddalarini to'qimalar va hujayralarga etkazib berish, karbonat angidrid va metabolik mahsulotlarni olib tashlash;
2) leykotsitlar va antikorlarning faolligi tufayli himoya funktsiyasini bajaradi;
3) organizmning hayotiy funktsiyalarini gumoral tartibga solishda ishtirok etadi.
82. Hayvonot dunyosining rivojlanish ketma-ketligini tasdiqlash uchun embriogenezning dastlabki bosqichlari (zigota, blastula, gastrula) haqidagi ma'lumotlardan foydalaning.
Javob:
1) zigota bosqichi bir hujayrali organizmga mos keladi;
2) hujayralar tabaqalanmagan blastula bosqichi kolonial shakllarga o'xshaydi;
3) gastrula bosqichidagi embrion koelenterat (gidra) tuzilishiga mos keladi.
83. Dori vositalarining katta dozalarini vena ichiga yuborish ularni fiziologik eritma (0,9% NaCl eritmasi) bilan suyultirish bilan birga kechadi. Sababini tushuntiring.
Javob:
1) dorilarning katta dozalarini suyultirmasdan yuborish qon tarkibining keskin o'zgarishiga va qaytarilmas hodisalarga olib kelishi mumkin;
2) tuz eritmasining konsentratsiyasi (0,9% NaCl eritmasi) qon plazmasidagi tuzlarning konsentratsiyasiga to'g'ri keladi va qon hujayralarining o'limiga olib kelmaydi.
84. Berilgan matndagi xatolarni toping, ularni tuzating, ular tuzilgan gaplarning raqamlarini ko‘rsating, bu gaplarni xatosiz yozing.
1. Boʻgʻim oyoqlilar tipidagi hayvonlarning tashqi xitinsimon qoplami va boʻgʻinli oyoq-qoʻllari bor. 2. Ularning ko'pchiligining tanasi uchta bo'limdan iborat: bosh, ko'krak va qorin. 3. Barcha artropodlarning bir juft antennasi bor. 4. Ularning ko'zlari murakkab (qirrali). 5. Hasharotlarning qon aylanish tizimi yopiq.
Jumlalarda xatolarga yo'l qo'yilgan:
1)3 - barcha artropodlarda bir juft antenna bo'lmaydi (araxnidlarda ular yo'q, qisqichbaqasimonlarda esa ikkita juft bo'ladi);
2)4 - barcha artropodlarning murakkab (biriktirilgan) ko'zlari mavjud emas: araxnidlarda ular oddiy yoki yo'q, hasharotlarda ular murakkab ko'zlar bilan birga oddiy ko'zlarga ega bo'lishi mumkin;
3)5 - artropodlarning qon aylanish tizimi yopiq emas.
85. Odamning ovqat hazm qilish tizimi qanday vazifalarni bajaradi?
Javob:
1) oziq-ovqat mahsulotlarini mexanik qayta ishlash;
2) oziq-ovqat mahsulotlarini kimyoviy qayta ishlash;
3) oziq-ovqatning harakatlanishi va hazm bo'lmagan qoldiqlarini olib tashlash;
4) oziq moddalar, mineral tuzlar va suvning qon va limfaga singishi.
86. Gulli o‘simliklarda biologik taraqqiyot qanday xarakterlanadi? Kamida uchta belgini belgilang.
Javob:
1) populyatsiyalar va turlarning xilma-xilligi;
2) yer sharida keng tarqalishi;
3) turli xil muhit sharoitlarida hayotga moslashish.
87. Nima uchun ovqatni yaxshilab chaynash kerak?
Javob:
1) yaxshi chaynalgan ovqat og'iz bo'shlig'ida so'lak bilan tez to'yingan va hazm bo'la boshlaydi;
2) yaxshi chaynalgan ovqat oshqozon va ichakdagi ovqat hazm qilish sharbatlari bilan tez to'yingan va shuning uchun hazm qilish osonroq bo'ladi.
88. Berilgan matndagi xatolarni toping. Ular tuzilgan jumlalarning raqamlarini ko'rsating, ularni to'g'rilang.
1. Populyatsiya deganda umumiy hududda uzoq vaqt yashaydigan bir turga mansub, erkin chatishuvchi individlar yig’indisi tushuniladi.2.Bir turning har xil populyatsiyalari bir-biridan nisbatan ajralgan bo’lib, ularning individlari chatishmaydi. 3. Bir turga mansub barcha populyatsiyalarning genofondi bir xil. 4. Populyatsiya evolyutsiyaning elementar birligidir. 5. Chuqur hovuzda bir yoz yashovchi bir xil turdagi qurbaqalar guruhi populyatsiyani tashkil qiladi.
Jumlalarda xatolarga yo'l qo'yilgan:
1)2 - bir turning populyatsiyalari qisman ajratilgan, ammo har xil populyatsiyadagi individlar chatishtirishi mumkin;
2)3 - bir turning turli populyatsiyalari genofondi har xil;
3)5 - qurbaqalar guruhi populyatsiya emas, chunki bir xil turdagi individlar guruhi ko'p avlodlar uchun bir xil joyni egallagan bo'lsa, populyatsiya hisoblanadi.
89. Nima uchun yozda uzoq vaqt chanqaganingizda sho'r suv ichish tavsiya etiladi?
Javob:
1) yozda odam ko'proq terlaydi;
2) mineral tuzlar organizmdan ter orqali chiqariladi;
3) sho'r suv to'qimalar va tananing ichki muhiti o'rtasidagi normal suv-tuz muvozanatini tiklaydi.
90. Odamning sutemizuvchilar sinfiga mansubligini nima isbotlaydi?
Javob:
1) organ tizimlarining tuzilishidagi o'xshashlik;
2) sochlarning mavjudligi;
3) embrionning bachadonda rivojlanishi;
4) naslni sut bilan boqish, naslni parvarish qilish.
91. Odam qon plazmasining kimyoviy tarkibining doimiyligini qanday jarayonlar saqlaydi?
Javob:
1) bufer tizimlardagi jarayonlar muhitning reaktsiyasini (pH) doimiy darajada ushlab turadi;
2) plazmaning kimyoviy tarkibini neyrogumoral tartibga solish amalga oshiriladi.
92. Berilgan matndagi xatolarni toping. Ular tuzilgan gaplarning sonlarini ko‘rsating va izohlang.
1. Populyatsiya deganda umumiy hududda uzoq vaqt yashaydigan, bir-biri bilan erkin oʻzaro bogʻlangan har xil turdagi individlar yigʻindisi tushuniladi 2. Populyatsiyaning asosiy guruh belgilari soni, zichligi, yoshi, jinsi va fazoviy tuzilishidir. 3. Populyatsiyadagi barcha genlarning yig'indisi genofond deyiladi. 4. Populyatsiya - tirik tabiatning tarkibiy birligi. 5. Aholi soni doimo barqaror.
Jumlalarda xatolarga yo'l qo'yilgan:
1)1 - populyatsiya - bu populyatsiyaning umumiy hududida uzoq vaqt yashaydigan bir turdagi erkin chatishuvchi individlar yig'indisi;
2)4 - populyatsiya turning tarkibiy birligi;
3)5 - aholi soni turli fasllar va yillarda o'zgarishi mumkin.
93. Inson tanasini atrof-muhitning harorat omillari ta'siridan tana qoplamining qanday tuzilmalari himoya qiladi? Ularning rolini tushuntiring.
Javob:
1) teri osti yog 'to'qimasi tanani sovutishdan himoya qiladi;
2) ter bezlari ter hosil qiladi, bug'langanda, qizib ketishdan himoya qiladi;
3) boshdagi sochlar tanani sovutish va qizib ketishdan himoya qiladi;
4) teri kapillyarlarining lümenidagi o'zgarishlar issiqlik almashinuvini tartibga soladi.
94. Insonning uzoq evolyutsiya jarayonida egallagan kamida uchta progressiv biologik xususiyatlarini keltiring.
Javob:
1) bosh miya va bosh suyagining miya qismining kattalashishi;
2) skeletning tik holati va mos keladigan o'zgarishlar;
3) qo'lni ozod qilish va rivojlantirish, bosh barmog'ining qarama-qarshiligi.
95. Meyozning qaysi bo'linishi mitozga o'xshaydi? Uning qanday ifodalanishi va hujayradagi xromosomalarning qanday to‘plamiga olib kelishini tushuntiring.
Javob:
1) mitoz bilan o'xshashliklar meyozning ikkinchi bo'linishida kuzatiladi;
2) barcha fazalar o'xshash, opa-singil xromosomalar (xromatidlar) hujayraning qutblariga ajraladi;
3) hosil bo'lgan hujayralar xromosomalarning gaploid to'plamiga ega.
96.Arteriyadan qon ketishining venoz qon ketishining farqi nimada?
Javob:
1) arterial qon ketishi bilan qon qizil rangga ega;
2) jarohatdan kuchli oqim, favvora bilan o'q otadi.
97. Odam organizmida sodir bo'ladigan qanday jarayonning diagrammasi rasmda ko'rsatilgan? Bu jarayonning asosida nima yotadi va buning natijasida qonning tarkibi qanday o'zgaradi? Javobingizni tushuntiring.
kapillyar
Javob:
1) rasmda o'pkada gaz almashinuvi diagrammasi ko'rsatilgan (o'pka pufakchasi va qon kapillyarlari o'rtasida);
2) gaz almashinuvi diffuziyaga asoslangan - gazlarning yuqori bosimli joydan bosimi pastroq joyga kirib borishi;
3) gaz almashinuvi natijasida qon kislorod bilan to'yingan va venoz (A) dan arterial (B) ga aylanadi.
98. Jismoniy harakatsizlik (past jismoniy faollik) inson organizmiga qanday ta'sir qiladi?
Javob:
Jismoniy harakatsizlik quyidagilarga olib keladi:
1) metabolizm darajasining pasayishiga, yog 'to'qimalarining ko'payishiga, ortiqcha tana vazniga;
2) skelet va yurak mushaklarining zaiflashishi, yurakka yukning kuchayishi va tananing chidamliligining pasayishi;
3) pastki ekstremitalarda venoz qonning turg'unligi, qon tomirlarining kengayishi, qon aylanishining buzilishi.
(Javobning ma'nosini buzmagan holda boshqa tahrirlarga ruxsat beriladi.)
99. Qurg'oqchilik sharoitida yashovchi o'simliklar qanday xususiyatlarga ega?
Javob:
1) o'simliklarning ildiz tizimi tuproqqa chuqur kirib, er osti suvlariga etib boradi yoki tuproqning sirt qatlamida joylashgan;
2) ba'zi o'simliklarda suv qurg'oqchilik davrida barglar, poya va boshqa organlarda saqlanadi;
3) barglar mumsimon qoplama bilan qoplangan, o'sib chiqqan yoki tikanlar yoki ignalarga o'zgartirilgan.
100. Temir ionlarining inson qoniga kirishi zarurati nimada? Javobingizni tushuntiring.
Javob:
2) qizil qon tanachalari kislorod va karbonat angidridni tashishni ta'minlaydi.
101. Rasmda 3 va 5 raqamlari bilan ko'rsatilgan yurak xonalari qanday tomirlar va qanday qon orqali o'tadi? Ushbu yurak tuzilmalarining har biri qaysi qon aylanish tizimi bilan bog'langan?
Javob:
1) 3 raqami bilan belgilangan kamera yuqori va pastki kava venadan venoz qonni oladi;
2) 5 raqami bilan ko'rsatilgan kamera o'pka tomirlaridan arterial qonni oladi;
3) 3 raqami bilan ko'rsatilgan yurak kamerasi tizimli qon aylanish tizimiga ulangan;
4) 5 raqami bilan ko'rsatilgan yurak kamerasi o'pka qon aylanishi bilan bog'langan.
102. Vitaminlar nimalar, ularning inson organizmi hayotidagi ahamiyati qanday?
Javob:
1) vitaminlar - oz miqdorda zarur bo'lgan biologik faol organik moddalar;
2) ular fermentlar tarkibiga kiradi, metabolizmda ishtirok etadi;
3) tananing salbiy atrof-muhit ta'siriga chidamliligini oshirish, tananing o'sishini, rivojlanishini, to'qimalar va hujayralarni tiklashni rag'batlantirish.
103. Kalima kapalakning tana shakli bargga o'xshaydi. Kelebek qanday qilib bunday tana shaklini ishlab chiqdi?
Javob:
1) shaxslarda turli irsiy o'zgarishlarning paydo bo'lishi;
2) tana shakli o'zgargan shaxslarni tabiiy tanlanish orqali saqlab qolish;
3) bargga o'xshash tana shakliga ega bo'lgan shaxslarning ko'payishi va tarqalishi.
104. Ko'pchilik fermentlarning tabiati qanday va nima uchun nurlanish darajasi oshganida ular o'z faolligini yo'qotadi?
Javob:
1) ko'pchilik fermentlar oqsillardir;
2) nurlanish ta'sirida denaturatsiya sodir bo'ladi, oqsil-fermentning tuzilishi o'zgaradi.
105. Berilgan matndagi xatolarni toping. Ular kiritilgan takliflarning raqamlarini ko'rsating, ularni to'g'rilang.
1. O‘simliklar ham barcha tirik organizmlar kabi ovqatlanadi, nafas oladi, o‘sadi va ko‘payadi. 2. Oziqlanish usuliga ko'ra o'simliklar avtotrof organizmlarga bo'linadi. 3. O'simliklar nafas olayotganda karbonat angidridni o'zlashtiradi va kislorod chiqaradi. 4. Barcha o‘simliklar urug‘ bilan ko‘payadi. 5. O'simliklar, hayvonlar kabi, faqat hayotning birinchi yillarida o'sadi.
Jumlalarda xatolarga yo'l qo'yilgan:
1)3 - o'simliklar nafas olayotganda kislorodni o'zlashtiradi va karbonat angidridni chiqaradi;
2)4 - faqat gulli o'simliklar va gimnospermlar urug' bilan, suv o'tlari, moxlar va paporotniklar esa spora bilan ko'payadi;
3)5 - o'simliklar butun umri davomida o'sadi, cheksiz o'sishga ega.
106. Temir ionlarining inson qoniga kirishi zarurati nimada? Javobingizni tushuntiring.
Javob:
1) temir ionlari eritrotsitlar gemoglobinining bir qismidir;
2) eritrotsitlar gemoglobini kislorod va karbonat angidridni tashishni ta'minlaydi, chunki u bu gazlar bilan bog'lanishga qodir;
3) kislorod bilan ta'minlash hujayraning energiya almashinuvi uchun zarurdir va karbonat angidrid uning yakuniy mahsuloti bo'lib, uni olib tashlash kerak.
107. Nima uchun turli irqdagi odamlar bir xil turga bo'linganligini tushuntiring. Kamida uchta dalil keltiring.
Javob:
1) tuzilishi, hayotiy jarayonlari, xatti-harakatlaridagi o'xshashlik;
2) genetik birlik - xromosomalarning bir xil to'plami, ularning tuzilishi;
3) irqlararo nikohlar ko'payish qobiliyatiga ega avlodlarni beradi.
108. Qadimgi Hindistonda jinoyatda gumon qilingan shaxsga bir hovuch quruq guruchni yutib yuborish taklif qilingan. Agar u muvaffaqiyatsizlikka uchrasa, aybi isbotlangan deb hisoblanadi. Bu jarayonga fiziologik asos bering.
Javob:
1) yutish murakkab refleksli harakat bo'lib, so'lak oqishi va til ildizining tirnash xususiyati bilan birga keladi;
2) kuchli hayajon bilan so'lak oqishi keskin inhibe qilinadi, og'iz quriydi, yutish refleksi paydo bo'lmaydi.
109. Berilgan matndagi xatolarni toping. Ular tuzilgan gaplarning sonlarini ko‘rsating va izohlang.
1. Biogeotsenozning oziq zanjiriga ishlab chiqaruvchilar, konsultantlar va parchalanuvchilar kiradi. 2. Oziq-ovqat zanjirining birinchi bo'g'ini iste'molchilardir. 3. Yorug'likdagi iste'molchilar fotosintez jarayonida so'rilgan energiyani to'playdi. 4. Fotosintezning qorong'u bosqichida kislorod ajralib chiqadi. 5. Parchalanuvchilar iste'molchilar va ishlab chiqaruvchilar tomonidan to'plangan energiyani chiqarishga hissa qo'shadilar.
Jumlalarda xatolarga yo'l qo'yilgan:
1)2 - birinchi bo'g'in ishlab chiqaruvchilar;
2)3 - iste'molchilar fotosintezga qodir emas;
3)4 - fotosintezning yorug'lik bosqichida kislorod ajralib chiqadi.
110. Odamlarda kamqonlikning sabablari nimada? Kamida uchta mumkin bo'lgan sabablarni sanab o'ting.
Javob:
1) katta qon yo'qotish;
2) yomon ovqatlanish (temir va vitaminlar etishmasligi va boshqalar);
3) gematopoetik organlarda qizil qon hujayralari shakllanishining buzilishi.
111. Arpa pashshasi rangi va tanasi shakliga ko'ra ari pashshasiga o'xshaydi. Uning himoya qurilmasining turini ayting, uning ahamiyatini va moslashuvning nisbiy xususiyatini tushuntiring.
Javob:
1) moslashish turi - taqlid qilish, himoyalanmagan hayvonning rangi va tana shaklini himoyalangan hayvonga taqlid qilish;
2) ari bilan o'xshashlik yirtqichni chaqishi xavfi haqida ogohlantiradi;
3) chivin hali ari uchun refleks rivojlanmagan yosh qushlarning o'ljasiga aylanadi.
112. Quyida keltirilgan barcha ob'ektlardan foydalanib oziq-ovqat zanjirini tuzing: chirindi, xoch o'rgimchak, kalxat, katta tit, uy pashshasi. Tuzilgan zanjirdagi uchinchi darajali iste'molchilarni aniqlang.
Javob:
1) chirindi -> uy pashshasi -> xoch o'rgimchak -> zo'r tit -> kalxat;
2) uchinchi darajali iste'molchi - katta tit.
113. Berilgan matndagi xatolarni toping. Xato qilingan jumlalar sonini ko'rsating, ularni tuzating.
1. Annelidlar boshqa turdagi qurtlarning eng yuqori darajada tashkil etilgan hayvon kesimidir. 2. Anelidlar ochiq qon aylanish tizimiga ega. 3. Annelid chuvalchangning tanasi bir xil segmentlardan iborat. 4. Annelidalarning tana bo'shlig'i yo'q. 5. Annelidlarning asab tizimi perifaringeal halqa va orqa nerv shnuri bilan ifodalanadi.
Jumlalarda xatolarga yo'l qo'yilgan:
1)2 - Annelidlar yopiq qon aylanish tizimiga ega;
2)4 - Annelidlar tana bo'shlig'iga ega;
3)5 - nerv zanjiri tananing qorin tomonida joylashgan.
114. Quruqlikdagi o‘simliklarda birinchi bo‘lib yerni o‘zlashtirishga imkon bergan kamida uchta aromorfozani ayting. Javobingizni asoslang.
Javob:
1) bug'lanishdan himoyalanishni ta'minlaydigan integumental to'qimalarning paydo bo'lishi - stomata bilan epidermis;
2) moddalarni tashishni ta'minlaydigan o'tkazuvchi tizimning paydo bo'lishi;
3) qo'llab-quvvatlovchi funktsiyani bajaradigan mexanik to'qimalarning rivojlanishi.
115. Nega Avstraliyada marsupial sutemizuvchilarning xilma-xilligi va boshqa qit'alarda yo'qligini tushuntiring.
Javob:
1) platsenta hayvonlari paydo bo'lgunga qadar marsupiallarning gullab-yashnashi davrida boshqa qit'alardan ajralgan Avstraliya (geografik izolyatsiya);
2) Avstraliyaning tabiiy sharoiti marsupial belgilarning ajralishiga va faol turlanishga yordam berdi;
3) boshqa qit'alarda marsupiallar platsenta sutemizuvchilar bilan almashtirilgan.
116. Qaysi hollarda DNK nukleotidlari ketma-ketligining o'zgarishi tegishli oqsilning tuzilishi va funktsiyalariga ta'sir qilmaydi?
Javob:
1) agar nukleotidlarni almashtirish natijasida bir xil aminokislotalarni kodlaydigan boshqa kodon paydo bo'lsa;
2) agar nukleotidlar almashinuvi natijasida hosil bo'lgan kodon boshqa aminokislotalarni kodlasa, lekin oqsil tuzilishini o'zgartirmaydigan kimyoviy xossalari o'xshash bo'lsa;
3) agar nukleotid o'zgarishlari intergenik yoki ishlamaydigan DNK hududlarida sodir bo'lsa.
117. Nima uchun daryo ekotizimidagi pike va perch o'rtasidagi munosabatlar raqobatbardosh deb hisoblanadi?
Javob:
1) yirtqichlar, shunga o'xshash oziq-ovqat bilan oziqlanadilar;
2) bir xil suv havzasida yashash, bir xil yashash sharoitlariga muhtoj, o'zaro bir-biriga zulm qilish.
118. Berilgan matndagi xatolarni toping. Xato qilingan jumlalar sonini ko'rsating, ularni tuzating.
1. Boʻgʻim oyoqlilar turkumining asosiy sinflari qisqichbaqasimonlar, oʻrgimchaksimonlar va hasharotlardir. 2. Hasharotlarning to‘rt juft, o‘rgimchaklilarning uch juft oyoqlari bor. 3. Qisqichbaqaning oddiy ko'zlari, xoch o'rgimchakning esa murakkab ko'zlari bor. 4. Araxnidlarning qornida oraxnoid siğillar bor. 5. Ko'ndalang o'rgimchak va xo'roz o'pka qoplari va traxeya yordamida nafas oladi.
Jumlalarda xatolarga yo'l qo'yilgan:
1)2 - hasharotlarning uch juft oyoqlari, o'rgimchaklilarning to'rt juft oyoqlari bor;
2)3 - qisqichbaqaning murakkab ko'zlari, xoch o'rgimchakning oddiy ko'zlari bor;
3)5 - xo'rozda o'pka qoplari yo'q, faqat traxeya bor.
119. Qopqoqli qo'ziqorinlarning tuzilish xususiyatlari va hayotiy funktsiyalari qanday? Kamida to'rtta xususiyatni ayting.
Javob:
1) mitseliy va mevali tanasi bor;
2) sporalar va mitseliylar bilan ko'payadi;
3) oziqlanish usuliga ko'ra - geterotroflar;
4) ko'pchilik mikorizani hosil qiladi.
120. Qadimgi amfibiyalarga quruqlikni o'zlashtirishga qanday aromorfozlar imkon bergan.
Javob:
1) o'pka nafasining paydo bo'lishi;
2) bo'lingan oyoq-qo'llarning shakllanishi;
3) uch kamerali yurak va ikkita qon aylanish doirasining paydo bo'lishi.
Ushbu video dars "Hujayralarni energiya bilan ta'minlash" mavzusiga bag'ishlangan. Ushbu darsda biz hujayradagi energiya jarayonlarini ko'rib chiqamiz va hujayralar energiya bilan ta'minlanishini o'rganamiz. Shuningdek, siz hujayrali nafas olish nima ekanligini va u qanday bosqichlardan iboratligini bilib olasiz. Ushbu bosqichlarning har birini batafsil muhokama qiling.
BIOLOGIYA 9-SINF
Mavzu: Hujayra darajasi
Dars 13. Hujayralarni energiya bilan ta'minlash
Stepanova Anna Yurievna
biologiya fanlari nomzodi, dotsent MSUIE
Moskva
Bugun biz hujayralarni energiya bilan ta'minlash haqida gaplashamiz. Energiya hujayrada sodir bo'ladigan turli xil kimyoviy reaktsiyalar uchun ishlatiladi. Ba'zi organizmlar quyosh nuri energiyasidan biokimyoviy jarayonlar uchun foydalanadi - bu o'simliklar, boshqalari esa oziqlanish paytida olingan moddalardagi kimyoviy bog'lanish energiyasidan foydalanadi - bu hayvonlar organizmlari. Oziq-ovqatlardan moddalar hujayra nafas olish jarayoni orqali parchalanish yoki biologik oksidlanish orqali chiqariladi.
Hujayra nafasi fermentlar ishtirokida sodir bo'ladigan hujayradagi biokimyoviy jarayon bo'lib, buning natijasida suv va karbonat angidrid ajralib chiqadi, energiya ATP molekulalarining makroenergetik aloqalari shaklida saqlanadi. Agar bu jarayon kislorod ishtirokida sodir bo'lsa, u "aerob" deb ataladi. Agar u kislorodsiz sodir bo'lsa, u "anaerob" deb ataladi.
Biologik oksidlanish uchta asosiy bosqichni o'z ichiga oladi:
1. Tayyorgarlik,
2. Kislorodsiz (glikoliz),
3. Organik moddalarning to'liq parchalanishi (kislorod borligida).
Tayyorgarlik bosqichi. Oziq-ovqatdan olingan moddalar monomerlarga bo'linadi. Bu bosqich oshqozon-ichak traktida yoki hujayraning lizosomalarida boshlanadi. Polisaxaridlar monosaxaridlarga, oqsillar aminokislotalarga, yog'lar glitserinlarga va yog' kislotalariga parchalanadi. Bu bosqichda chiqarilgan energiya issiqlik shaklida tarqaladi. Shuni ta'kidlash kerakki, energiya jarayonlari uchun hujayralar uglevodlarni, yoki yaxshiroq, monosakaridlarni ishlatadi. Va miya o'z ishi uchun faqat monosaxarid - glyukozadan foydalanishi mumkin.
Glikoliz jarayonida glyukoza piruvik kislotaning ikkita uch uglerodli molekulasiga parchalanadi. Ularning keyingi taqdiri hujayradagi kislorod mavjudligiga bog'liq. Agar hujayrada kislorod mavjud bo'lsa, u holda piruvik kislota karbonat angidrid va suvga to'liq oksidlanish uchun mitoxondriyaga kiradi (aerob nafas olish). Agar kislorod bo'lmasa, u holda hayvonlarning to'qimalarida piruvik kislota sut kislotasiga aylanadi. Bu bosqich hujayra sitoplazmasida sodir bo'ladi. Glikoliz natijasida faqat ikkita ATP molekulasi hosil bo'ladi.
Glyukozaning to'liq oksidlanishi uchun kislorod kerak. Uchinchi bosqichda mitoxondriyalarda piruvik kislotaning karbonat angidrid va suvga to'liq oksidlanishi sodir bo'ladi. Natijada yana 36 ta ATP molekulasi hosil bo'ladi.
Hammasi bo'lib, uchta bosqich glikoliz jarayonida hosil bo'lgan ikkita ATPni hisobga olgan holda bitta glyukoza molekulasidan 38 ta ATP molekulasini ishlab chiqaradi.
Shunday qilib, biz hujayralarda sodir bo'ladigan energiya jarayonlarini ko'rib chiqdik. Biologik oksidlanish bosqichlari tavsiflangan. Shu bilan bizning darsimiz tugadi, sizga eng yaxshi tilaklar, xayr!
Nafas olish va yonish o'rtasidagi farq. Hujayrada sodir bo'ladigan nafas olish ko'pincha yonish jarayoni bilan taqqoslanadi. Ikkala jarayon ham kislorod ishtirokida sodir bo'lib, energiya va oksidlanish mahsulotlarini chiqaradi. Ammo, yonishdan farqli o'laroq, nafas olish fermentlar ishtirokida sodir bo'ladigan biokimyoviy reaktsiyalarning tartibli jarayonidir. Nafas olish jarayonida karbonat angidrid biologik oksidlanishning yakuniy mahsuloti sifatida paydo bo'ladi va yonish paytida karbonat angidrid hosil bo'lishi vodorodning uglerod bilan bevosita birikmasi orqali sodir bo'ladi. Shuningdek, nafas olish jarayonida ma'lum miqdordagi ATP molekulalari hosil bo'ladi. Ya'ni, nafas olish va yonish bir-biridan tubdan farq qiladigan jarayonlardir.
Biotibbiy ahamiyati. Tibbiyot uchun nafaqat glyukoza almashinuvi, balki fruktoza va galaktoza ham muhimdir. Kislorodsiz ATP hosil qilish qobiliyati tibbiyotda ayniqsa muhimdir. Bu aerob oksidlanishning samarasizligi sharoitida skelet mushaklarining intensiv ishini ta'minlashga imkon beradi. Glikolitik faolligi oshgan to'qimalar kislorod ochligi davrida faol bo'lib qolishi mumkin. Yurak mushaklarida glikoliz imkoniyatlari cheklangan. U ishemiyaga olib kelishi mumkin bo'lgan qon ta'minotining buzilishidan qiynaladi. Glikolizni tartibga soluvchi fermentlar etishmasligidan kelib chiqqan bir qancha kasalliklar ma'lum:
Gemolitik anemiya (tez o'sadigan saraton hujayralarida glikoliz limon kislotasi siklining imkoniyatlaridan yuqori tezlikda sodir bo'ladi), bu a'zolar va to'qimalarda sut kislotasi sintezining oshishiga yordam beradi. Tanadagi sut kislotasining yuqori miqdori saraton kasalligining alomati bo'lishi mumkin.
Fermentatsiya. Mikroblar fermentatsiya jarayonida energiya olishga qodir. Fermentatsiya odamlarga qadim zamonlardan beri ma'lum bo'lgan, masalan, sharob tayyorlashda. Sut kislotasi fermentatsiyasi bundan oldin ham ma'lum bo'lgan. Odamlar bu jarayonlar mikroorganizmlar faoliyati bilan bog'liqligini tushunmasdan sut mahsulotlarini iste'mol qilishdi. Bu birinchi marta Lui Paster tomonidan isbotlangan. Bundan tashqari, turli mikroorganizmlar turli xil fermentatsiya mahsulotlarini chiqaradi. Endi spirtli va sut kislotasi fermentatsiyasi haqida gapiramiz. Natijada etil spirti va karbonat angidrid hosil bo'ladi va energiya ajralib chiqadi. Pivo ishlab chiqaruvchilar va vinochilar shakarni alkogolga aylantiradigan fermentatsiyani rag'batlantirish uchun ma'lum turdagi xamirturushlardan foydalanganlar. Fermentatsiya asosan xamirturush, shuningdek, ba'zi bakteriyalar va zamburug'lar tomonidan amalga oshiriladi. Mamlakatimizda an'anaviy ravishda Saccharomycetes xamirturushidan foydalaniladi. Amerikada - Pseudomonas jinsining bakteriyalari. Meksikada esa "harakatlanuvchi novda" bakteriyalar ishlatiladi. Bizning xamirturushimiz odatda glyukoza yoki fruktoza kabi geksozalarni (olti uglerodli monosaxaridlar) fermentatsiya qiladi. Spirtli ichimliklarni hosil qilish jarayonini quyidagicha ifodalash mumkin: bir glyukoza molekulasidan ikki molekula spirt, ikki molekula karbonat angidrid va ikkita molekula ATP hosil bo'ladi. Bu usul aerobik jarayonlarga qaraganda kamroq foydali, ammo kislorod yo'qligida hayotni saqlab qolishga imkon beradi. Endi fermentlangan sut fermentatsiyasi haqida gapiraylik. Glyukozaning bir molekulasi ikkita sut kislotasi molekulasini hosil qiladi va bir vaqtning o'zida ikkita ATP molekulasi ajralib chiqadi. Sut kislotasi fermentatsiyasi sut mahsulotlarini ishlab chiqarish uchun keng qo'llaniladi: pishloq, tvorog, yogurt. Sut kislotasi alkogolsiz ichimliklar ishlab chiqarishda ham qo'llaniladi.
- Tirik organizmlarning oziqlanish turlari
- fotosintez
- Energiya almashinuvi
1. Hayotiy faoliyat Barcha organizmlar faqat energiyaga ega bo'lgandagina mumkin. Energiya olish usuliga ko'ra barcha hujayralar va organizmlar ikki guruhga bo'linadi: avtotroflar Va geterotroflar.
Geterotroflar(yunoncha heteros - turli, boshqa va trophe - oziq-ovqat, oziqlanish) noorganiklardan organik birikmalarni o'zlari sintez qila olmaydilar, ularni atrof-muhitdan olishlari kerak. Organik moddalar nafaqat ular uchun oziq-ovqat, balki energiya manbai sifatida ham xizmat qiladi. Geterotroflarga barcha hayvonlar, qo'ziqorinlar, ko'pchilik bakteriyalar, shuningdek, xlorofill bo'lmagan quruqlik o'simliklari va suv o'tlari kiradi.
Oziq-ovqat olish usuliga ko'ra, geterotrof organizmlar bo'linadi Xolozoanlar(hayvonlar) qattiq zarrachalarni tutib olish va osmotrofik(zamburug'lar, bakteriyalar) erigan moddalar bilan oziqlanadi.
Turli xil geterotrof organizmlar avtotroflar tomonidan sintez qilingan barcha moddalarni, shuningdek, insonning ishlab chiqarish faoliyati natijasida sintez qilingan mineral moddalarni birgalikda parchalashga qodir. Geterotrof organizmlar avtotroflar bilan birgalikda trofik munosabatlar bilan birlashgan Yerdagi yagona biologik tizimni tashkil qiladi.
Avtotroflar- noorganik birikmalardan oziqlanadigan (ya'ni energiya oladigan) organizmlar, bu ba'zi bakteriyalar va barcha yashil o'simliklar. Avtotroflar kimyotroflar va fototroflarga bo'linadi.
Kimyotroflar- oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalarida ajralib chiqadigan energiyadan foydalanadigan organizmlar. Kimyotroflarga nitrifikator (azot fiksatsiya qiluvchi) bakteriyalar, oltingugurt, vodorod (metan hosil qiluvchi), marganets, temir hosil qiluvchi va uglerod oksidini ishlatuvchi bakteriyalar kiradi.
Fototroflar- faqat yashil o'simliklar. Ular uchun energiya manbai yorug'likdir.
2. Fotosintez(yunoncha phos - gen. kuz. photos - yorug'lik va sintez - bog'lanish) - yashil o'simliklar hujayralari, shuningdek, ba'zi bakteriyalar tomonidan organik moddalarning yorug'lik energiyasi ishtirokida hosil bo'lishi, yorug'lik energiyasiga aylanish jarayoni. kimyoviy energiya. Pigmentlar (xlorofill va boshqalar) yordamida xloroplastlarning tilakoidlari va hujayralar xromatoforlarida paydo bo'ladi. Fotosintez oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalariga asoslanadi, bunda elektronlar donor-qaytaruvchidan (suv, vodorod va boshqalar) akseptorga (lotincha akseptor - qabul qiluvchi) - karbonat angidrid, atsetat qaytarilgan birikmalar - uglevodlar hosil bo'lishi va ajralish jarayoni sodir bo'ladi. kislorod, agar suv oksidlangan bo'lsa.
Suvdan tashqari donorlardan foydalanadigan fotosintetik bakteriyalar kislorod ishlab chiqarmaydi.
Fotosintezning yorug'lik reaktsiyalari(yorug'lik ta'siridan kelib chiqqan) xloroplast tilakoidlari donasida uchraydi.Ko'rinadigan yorug'lik kvantlari (fotonlar) xlorofill molekulalari bilan o'zaro ta'sirlashib, ularni qo'zg'aluvchan holatga o'tkazadi. Xlorofilldagi elektron ma'lum uzunlikdagi yorug'lik kvantini o'ziga singdiradi va go'yo bosqichma-bosqich elektron tashuvchilar zanjiri bo'ylab harakatlanib, energiyani yo'qotadi, bu ADP ni ATPga fosforlash uchun xizmat qiladi. Bu juda samarali jarayon: xloroplastlar bir xil o'simliklarning mitoxondriyalariga qaraganda 30 barobar ko'proq ATP ishlab chiqaradi. Bu fotosintezning quyuq reaktsiyalari uchun zarur bo'lgan energiyani to'playdi. Quyidagi moddalar elektron tashuvchi vazifasini bajaradi: sitoxromlar, plastokinon, ferredoksin, flavoprotein, reduktaza va boshqalar. Qo'zg'atilgan elektronlarning bir qismi NADP + ni NADPH ga kamaytirish uchun ishlatiladi. Quyosh nurlari ta'sirida suv xloroplastlarda parchalanadi - fotoliz, bu holda, xlorofill tomonidan yo'qotishlarini qoplaydigan elektronlar hosil bo'ladi; Kislorod qo'shimcha mahsulot sifatida ishlab chiqariladi va sayyoramiz atmosferasiga chiqariladi. Bu biz nafas olayotgan va barcha aerob organizmlar uchun zarur bo'lgan kisloroddir.
Yuqori o'simliklar, suv o'tlari va siyanobakteriyalarning xloroplastlarida turli xil tuzilish va tarkibdagi ikkita fototizim mavjud. Yorug'lik kvantlari II fototizimning pigmentlari (reaktsiya markazi - to'lqin uzunligi 680 nm bo'lgan yorug'likni yutuvchi oqsil bilan xlorofill kompleksi - P680) tomonidan so'rilganida, elektronlar suvdan oraliq qabul qiluvchiga va tashuvchilar zanjiri orqali o'tadi. fototizimning reaktsiya markaziga I. Va bu fototizim reaksiya markazi 700 nm - P700 to'lqin uzunligi bilan nurni yutadi maxsus oqsil-KOM bilan murakkab qalam xlorofill molekulalarini ochib beradi. F1 xlorofill molekulalarida "teshiklar" mavjud - PLDPH ga o'tkaziladigan elektronlarning to'ldirilmagan joylari. Ushbu "teshiklar" PI ning ishlashi paytida hosil bo'lgan elektronlar bilan to'ldiriladi. Ya'ni, II fototizim I fototizimni elektronlar bilan ta'minlaydi, ular NADP + va NADPH ni kamaytirishga sarflanadi. Yorug'lik bilan qo'zg'atilgan II fototizim elektronlarining oxirgi akseptor - I fototizimning xlorofilliga o'tish yo'lida ADP energiyaga boy ATPga fosforlanadi. Shunday qilib, yorug'lik energiyasi ATP molekulalarida saqlanadi va keyinchalik uglevodlar, oqsillar, nuklein kislotalar va o'simliklarning boshqa hayotiy jarayonlarini sintez qilish va ular orqali o'simliklar bilan oziqlanadigan barcha organizmlarning hayotiy faoliyati uchun ishlatiladi.
Qorong'u reaktsiyalar yoki uglerod fiksatsiyasi reaktsiyalari, yorug'lik bilan bog'liq bo'lmagan, xloroplastlar stromasida amalga oshiriladi. Ularda asosiy o'rinni karbonat angidridni fiksatsiya qilish va uglerodni uglevodlarga aylantirish egallaydi. Bu reaktsiyalar tsiklik xarakterga ega, chunki oraliq uglevodlarning bir qismi kondensatsiya jarayonidan o'tadi va tsiklning uzluksiz ishlashini ta'minlaydigan CO 2 ning asosiy qabul qiluvchisi bo'lgan ribuloza difosfatga qayta joylashadi. Bu jarayon birinchi marta amerikalik biokimyogari Melvin Kalvin tomonidan tasvirlangan
Noorganik birikma CO 2 ning kimyoviy bog'lanishlarida quyosh energiyasi saqlanadigan organik birikmalarga - uglevodlarga aylanishi murakkab ferment - ribuloza-1,5-difosfat karboksilaza yordamida sodir bo'ladi. Bu besh uglerodli ribuloza-1,5-difosfatga bitta CO 2 molekulasini qo'shishni ta'minlaydi, natijada olti uglerodli qisqa muddatli oraliq birikma hosil bo'ladi. Ushbu birikma, gidroliz tufayli, ATP va NADPH yordamida uch uglerodli shakarga (trioz fosfatlar) qaytariladigan fosfogliserik kislotaning ikkita uch uglerodli molekulasiga parchalanadi. Ulardan fotosintezning yakuniy mahsuloti glyukoza hosil bo'ladi.
Trioz fosfatlarning bir qismi kondensatsiya va qayta joylashish jarayonlaridan o'tib, avval ribuloza monofosfatga, so'ngra ribuloza difosfatga aylanib, yana glyukoza molekulalarini yaratishning uzluksiz aylanishiga kiradi. Glyukoza enzimatik ravishda polimerlanishi mumkin
kraxmal va tsellyuloza o'simliklarning qo'llab-quvvatlovchi polisaxaridlaridir.
Ba'zi o'simliklar (shakar qamish, makkajo'xori, amaranth) fotosintezining o'ziga xos xususiyati to'rt uglerodli birikmalar orqali uglerodning dastlabki konversiyasidir. Bunday o'simliklar C 4 indeksini oldi - o'simliklar va ulardagi fotosintez uglerod almashinuvidir. C4 o'simliklari fotosintetik mahsuldorligi tufayli tadqiqotchilar e'tiborini tortadi.
Qishloq xoʻjaligi oʻsimliklarining hosildorligini oshirish yoʻllari:
Metabolik jarayonlarning eng yaxshi yo'nalishini ta'minlaydigan etarli miqdorda mineral oziqlanish;
Yorug'likni yaxshi ko'radigan va soyaga chidamli o'simliklarning yorug'lik iste'molini hisobga olgan holda, ma'lum o'simliklar ekish stavkalari yordamida erishish mumkin bo'lgan to'liqroq yoritish;
Havodagi karbonat angidridning normal miqdori (tarkibining ko'payishi bilan fotosintez bilan bog'liq bo'lgan o'simliklarning nafas olish jarayoni buziladi);
Iqlim va agrotexnik sharoitga qarab o'simliklarning namlik ehtiyojlariga mos keladigan tuproq namligi.
Fotosintezning tabiatdagi ahamiyati.
Erdagi fotosintez natijasida har yili 150 milliard tonna organik moddalar hosil bo'ladi va taxminan 200 milliard tonna erkin kislorod chiqariladi. Fotosintez nafaqat Yer atmosferasining uning aholisi hayoti uchun zarur bo'lgan hozirgi tarkibini ta'minlaydi va saqlaydi, balki atmosferada CO 2 kontsentratsiyasining ko'payishini oldini oladi, sayyoramizning haddan tashqari qizib ketishining oldini oladi (issiqxona deb ataladigan narsa tufayli). ta'siri). Fotosintez jarayonida ajralib chiqadigan kislorod organizmlarning nafas olishi va ularni zararli qisqa to'lqinli ultrabinafsha nurlanishidan himoya qilish uchun zarurdir.
Xemosintez(Oxirgi yunoncha chemeta — kimyo va yunoncha sintez — bogʻlanish) — tarkibida xlorofill boʻlmagan bakteriyalar tomonidan organik moddalar hosil qilishning avtotrof jarayoni. Xemosintez noorganik birikmalarning oksidlanishi hisobiga amalga oshiriladi: vodorod, vodorod sulfidi, ammiak, temir (II) oksidi va boshqalar. CO 2 ning assimilyatsiyasi fotosintez (Kalvin tsikli) davridagi kabi davom etadi, metan hosil qiluvchi, homo bundan mustasno. - asetat bakteriyalari. Oksidlanishdan olingan energiya bakteriyalarda ATP shaklida saqlanadi.
Kimyosintetik bakteriyalar biosferadagi kimyoviy elementlarning biogeokimyoviy aylanishlarida nihoyatda muhim rol o'ynaydi. Nitrifikator bakteriyalarning hayotiy faolligi tuproq unumdorligining eng muhim omillaridan biridir. Xemosintetik bakteriyalar temir, marganets, oltingugurt va boshqalar birikmalarini oksidlaydi.
Xemosintez 1887 yilda rus mikrobiologi Sergey Nikolaevich Vinogradskiy (1856-1953) tomonidan kashf etilgan.
3. Energiya almashinuvi
Energiya almashinuvining uch bosqichi hujayralar va organizmlarning turli qismlarida maxsus fermentlar ishtirokida amalga oshiriladi.
Birinchi bosqich - tayyorgarlik- (hazm qilish organlarida hayvonlarda) di- va polisaxaridlar, yog'lar, oqsillar, nuklein kislotalarning molekulalarini kichikroq molekulalarga: glyukoza, glitserin va yog' kislotalari, aminokislotalar, nukleotidlarga parchalovchi fermentlar ta'sirida yuzaga keladi. Bu issiqlik sifatida tarqaladigan oz miqdordagi energiyani chiqaradi.
Ikkinchi bosqich - kislorodsiz yoki to'liq bo'lmagan oksidlanish. Bundan tashqari, anaerob nafas olish (fermentatsiya) yoki deyiladi glikoliz. Glikoliz fermentlari sitoplazmaning suyuq qismida - gialoplazmada lokalizatsiya qilinadi. Glyukoza parchalanadi, har bir molen bosqichma-bosqich parchalanadi va fermentlar ishtirokida piruvik kislotaning ikkita uch uglerodli molekulasi CH 3 - CO - COOH ga oksidlanadi, bu erda COOH organik kislotalarga xos bo'lgan karboksil guruhidir.
Ushbu glyukoza konversiyasida to'qqizta ferment ketma-ket ishtirok etadi. Glikoliz jarayonida glyukoza molekulalari oksidlanadi, ya'ni vodorod atomlari yo'qoladi. Bu reaksiyalarda vodorod qabul qiluvchi (va elektron) nikotinamid nindinukleotid (NAD+) molekulalari bo‘lib, ular tuzilishi jihatidan NADP+ ga o‘xshash va faqat riboza molekulasida fosforik kislota qoldig‘i yo‘qligi bilan farqlanadi. Pyruvik kislota kamaygan NAD tufayli kamaytirilganda glikolizning yakuniy mahsuloti - sut kislotasi paydo bo'ladi. Fosfor kislotasi va ATP glyukozaning parchalanishida ishtirok etadi.
Xulosa qilib aytganda, bu jarayon quyidagicha ko'rinadi:
C 6 H 12 O 6 + 2 H 3 P0 4 + 2 ADP = 2 C 3 H 6 0 3 + 2 ATP + 2 H 2 0.
Xamirturushli qo'ziqorinlarda kislorod ishtirokisiz glyukoza molekulasi etil spirti va karbonat angidridga aylanadi (alkogolli fermentatsiya):
C 6 H 12 O 6 +2H 3 P0 4 +2ADP - 2C 2 H b 0H+2C0 2 +2ATP+2H 2 O.
Ba'zi mikroorganizmlarda glyukozaning kislorodsiz parchalanishi natijasida sirka kislotasi, aseton va boshqalar hosil bo'lishi mumkin. Barcha hollarda bir glyukoza molekulasining parchalanishi ikkita ATP molekulasining hosil bo'lishi bilan birga, yuqori energiyali aloqalarda. bu energiyaning 40% saqlanadi, qolgan qismi issiqlik sifatida tarqaladi.
Energiya almashinuvining uchinchi bosqichi(kislorodning bo'linish bosqichi , yoki aerob nafas olish bosqichi) mitoxondriyalarda uchraydi. Bu bosqich mitoxondriyal matritsa va ichki membrana bilan bog'liq; deb ataladigan enzimatik halqa "konveyer" ni ifodalovchi fermentlarni o'z ichiga oladi Krebs tsikli, kashf etgan olim nomi bilan atalgan. Ko'pgina fermentlarning bu murakkab va uzoq ishlash usuli ham deyiladi trikarboksilik kislota aylanishi.
Mitoxondriyaga kirib, pirouzum kislotasi (PVA) oksidlanadi va energiyaga boy moddaga - atsetil koenzim A yoki qisqacha atsetil-KoA ga aylanadi. Krebs siklida atsetil-KoA molekulalari turli energiya manbalaridan keladi. PVK oksidlanish jarayonida elektron qabul qiluvchi NAD + NADH ga kamayadi va boshqa turdagi akseptorlar - FAD dan FADH 2 ga kamayadi (FAD flavin adenin dinukleotididir). Ushbu molekulalarda saqlanadigan energiya ATP sintezi uchun ishlatiladi - universal biologik energiya akkumulyatori. Aerob nafas olish bosqichida NADH va FADH 2 elektronlari ko'p bosqichli zanjir bo'ylab oxirgi elektron qabul qiluvchiga - molekulyar kislorodga o'tadi. O'tkazishda bir nechta elektron tashuvchilar ishtirok etadilar: koenzim Q, sitoxromlar va eng muhimi, kislorod. Elektronlar nafas olish konveyerining bosqichdan bosqichiga o'tganda, energiya ajralib chiqadi, bu ATP sinteziga sarflanadi. Mitoxondriya ichida H + kationlari O 2 ~ anionlari bilan birikib suv hosil qiladi. Krebs siklida CO 2, elektron uzatish zanjirida esa suv hosil bo'ladi. Bunday holda, kislorodning C0 2 va H 2 0 ga kirishi bilan to'liq oksidlangan bitta glyukoza molekulasi 38 ATP molekulalarining shakllanishiga yordam beradi. Yuqoridagilardan kelib chiqadiki, hujayrani energiya bilan ta'minlashda asosiy rolni organik moddalarning kislorodli parchalanishi yoki aerob nafas olish o'ynaydi. Kislorod etishmovchiligi yoki uning to'liq yo'qligi mavjud bo'lganda, organik moddalarning kislorodsiz, anaerobik parchalanishi sodir bo'ladi; Bunday jarayonning energiyasi faqat ikkita ATP molekulasini yaratish uchun etarli. Buning sharofati bilan tirik mavjudotlar qisqa muddat kislorodsiz yashay oladi.
Tirik hujayra tabiatan beqaror va deyarli aql bovar qilmaydigan tashkilotga ega; Hujayra o'zining mo'rt tuzilishining juda o'ziga xos va chiroyli murakkab tartibini faqat doimiy energiya iste'moli tufayli saqlab turishga qodir.
Energiya ta'minoti to'xtashi bilanoq hujayraning murakkab tuzilishi parchalanadi va u tartibsiz va uyushmagan holatga o'tadi. Hujayra yaxlitligini saqlash uchun zarur bo'lgan kimyoviy jarayonlarni ta'minlashdan tashqari, har xil turdagi hujayralarda energiyaning konversiyasi tufayli tananing hayoti bilan bog'liq bo'lgan turli xil mexanik, elektr, kimyoviy va osmotik jarayonlarni amalga oshirish. ta'minlanadi.
Nisbatan yaqin vaqtlarda turli xil ishlarni bajarish uchun turli xil jonli bo'lmagan manbalar tarkibidagi energiyani ajratib olishni o'rgangan odam, hujayra energiyani qanchalik mohirlik bilan va qanday yuqori samaradorlik bilan o'zgartirishini tushuna boshladi. Tirik hujayradagi energiyaning o'zgarishi jonsiz tabiatda ishlaydigan termodinamikaning bir xil qonunlariga bo'ysunadi. Termodinamikaning birinchi qonuniga ko'ra, har qanday jismoniy o'zgarishlar bilan yopiq tizimning umumiy energiyasi doimo doimiy bo'lib qoladi. Ikkinchi qonunga ko'ra, energiya ikki shaklda mavjud bo'lishi mumkin: "erkin" yoki foydali energiya shaklida va foydasiz tarqaladigan energiya shaklida. Xuddi shu qonunda aytilishicha, har qanday fizik o'zgarish bilan energiyani yo'qotish, ya'ni erkin energiya miqdorini kamaytirish va entropiyani oshirish tendentsiyasi mavjud. Shu bilan birga, tirik hujayra doimiy ravishda erkin energiya bilan ta'minlanishi kerak.
Muhandis o'ziga kerak bo'lgan energiyani asosan yoqilg'i tarkibidagi kimyoviy bog'lanish energiyasidan oladi. Yoqilg'i yoqish orqali u kimyoviy energiyani issiqlik energiyasiga aylantiradi; keyin u issiqlik energiyasini, masalan, bug 'turbinini aylantirish va shu tariqa elektr energiyasini olish uchun ishlatishi mumkin. Hujayralar, shuningdek, "yoqilg'i" tarkibidagi kimyoviy bog'lanish energiyasini chiqarib, erkin energiya oladi. Energiya yoqilg'i sifatida xizmat qiluvchi ozuqa moddalarini sintez qiladigan hujayralar tomonidan ushbu ulanishlarda saqlanadi. Biroq, hujayralar bu energiyadan juda o'ziga xos tarzda foydalanadilar. Tirik hujayra ishlayotgan harorat taxminan o'zgarmas bo'lgani uchun hujayra ish uchun issiqlik energiyasidan foydalana olmaydi. Issiqlik energiyasi tufayli ish sodir bo'lishi uchun issiqlik ko'proq isitiladigan jismdan kamroq isitiladigan tanaga o'tishi kerak. Hujayra o'z yoqilg'ini ko'mirning yonish haroratida (900 °) yoqib yubora olmasligi mutlaqo aniq; Bundan tashqari, u haddan tashqari qizib ketgan bug 'yoki yuqori kuchlanish oqimining ta'siriga dosh bera olmaydi. Hujayra etarlicha doimiy va bundan tashqari, past harorat, suyultirilgan yod muhiti va vodorod ionlari kontsentratsiyasining juda oz tebranishlari sharoitida energiya olishi va ishlatishi kerak. Energiya olish qobiliyatiga ega bo'lish uchun hujayra organik dunyoning ko'p asrlik evolyutsiyasi davomida o'zining ajoyib molekulyar mexanizmlarini takomillashtirdi, bu yumshoq sharoitlarda juda samarali ishlaydi.
Energiyani olishning hujayra mexanizmlari ikki sinfga bo'linadi va bu mexanizmlardagi farqlarga asoslanib, barcha hujayralarni ikkita asosiy turga bo'lish mumkin. Birinchi turdagi hujayralar geterotrof deyiladi; Bularga inson tanasining barcha hujayralari va barcha yuqori hayvonlarning hujayralari kiradi. Ushbu hujayralar juda murakkab kimyoviy tarkibga ega tayyor yoqilg'ini doimiy ravishda etkazib berishni talab qiladi. Bunday yoqilg'i uglevodlar, oqsillar va yog'lar, ya'ni boshqa hujayralar va to'qimalarning alohida komponentlari. Geterotrof hujayralar energiyani atmosferaning molekulyar kislorodini (O2) o'z ichiga olgan nafas olish deb ataladigan jarayonda (boshqa hujayralar tomonidan ishlab chiqarilgan) bu murakkab moddalarni yoqish yoki oksidlash orqali oladi. Geterotrof hujayralar bu energiyadan o'zlarining biologik funktsiyalarini bajarish uchun foydalanadilar va oxirgi mahsulot sifatida atmosferaga karbonat angidridni chiqaradilar.
Ikkinchi turga mansub hujayralar avtotrof deyiladi. Eng tipik avtotrof hujayralar yashil o'simliklar hujayralaridir. Fotosintez jarayonida ular quyosh nuri energiyasini o'z ehtiyojlari uchun ishlatib, bog'laydilar. Bundan tashqari, ular quyosh energiyasidan atmosferadagi karbonat angidriddan uglerod ajratib olish va undan eng oddiy organik molekula - glyukoza molekulasini yaratish uchun foydalanadilar. Glyukozadan yashil o'simliklar va boshqa organizmlarning hujayralari ularning tarkibini tashkil etuvchi murakkabroq molekulalarni yaratadi. Buning uchun zarur bo'lgan energiyani ta'minlash uchun hujayralar nafas olish paytida o'z ixtiyorida bo'lgan xom ashyoning bir qismini yoqib yuboradi. Hujayradagi energiyaning tsiklik o'zgarishlarining bu tavsifidan ma'lum bo'ladiki, barcha tirik organizmlar oxir-oqibat energiyani quyosh nuridan oladi, o'simlik hujayralari esa quyoshdan bevosita, hayvonlar esa bilvosita oladi.
Ushbu maqolada qo'yilgan asosiy savollarni o'rganish hujayra tomonidan ishlatiladigan asosiy energiya olish mexanizmini batafsil tavsiflash zarurligiga asoslanadi. Nafas olish va fotosintezning murakkab sikllarining ko'p bosqichlari allaqachon o'rganilgan. Hujayraning qaysi organida u yoki bu jarayon sodir bo'lishi aniqlangan. Nafas olish mitoxondriyalar tomonidan amalga oshiriladi, ular deyarli barcha hujayralarda ko'p miqdorda mavjud; fotosintez yashil o'simliklar hujayralarida joylashgan xloroplastlar - sitoplazmatik tuzilmalar tomonidan ta'minlanadi. Ushbu hujayrali tuzilmalar ichida joylashgan, ularning tuzilishini tashkil etuvchi va ularning funktsiyalarini ta'minlaydigan molekulyar mexanizmlar hujayrani o'rganishdagi navbatdagi muhim qadamdir.
Xuddi shu yaxshi o'rganilgan molekulalar - adenozin trifosfat (ATF) molekulalari - nafas olish yoki fotosintez markazlaridan oziq moddalar yoki quyosh nurlaridan olingan erkin energiyani hujayraning barcha qismlariga o'tkazib, energiya sarfini talab qiladigan barcha jarayonlarni amalga oshirishni ta'minlaydi. ATP birinchi bo'lib mushak to'qimasidan taxminan 30 yil oldin Loman tomonidan ajratilgan. ATP molekulasida bir-biriga bog'langan uchta fosfat guruhi mavjud. Probirkada oxirgi guruhni ATP molekulasidan adenozin difosfat (ADP) va noorganik fosfat hosil qiluvchi gidroliz reaktsiyasi orqali ajratish mumkin. Bu reaksiya jarayonida ATP molekulasining erkin energiyasi issiqlik energiyasiga aylanadi va termodinamikaning ikkinchi qonuniga muvofiq entropiya kuchayadi. Hujayrada esa gidroliz jarayonida terminal fosfat guruhi oddiygina ajratilmaydi, balki akseptor vazifasini bajaradigan maxsus molekulaga o'tadi. ATP molekulasining erkin energiyasining muhim qismi qabul qiluvchi molekulaning fosforlanishi tufayli saqlanib qoladi, endi u energiyaning ko'payishi tufayli energiya sarfini talab qiladigan jarayonlarda, masalan, biosintez yoki biosintez jarayonlarida ishtirok etish qobiliyatiga ega bo'ladi. mushaklarning qisqarishi. Ushbu qo'shilgan reaktsiyada bitta fosfat guruhi chiqarilgandan so'ng, ATP ADP ga aylanadi. Hujayra termodinamikasida ATPni energiyaga boy yoki energiya tashuvchining "zaryadlangan" shakli (adenozin fosfat), ADPni esa kam energiya yoki "zaryadlangan" shakl deb hisoblash mumkin.
Tashuvchining ikkilamchi "zaryadlanishi", albatta, energiya olishda ishtirok etadigan ikkita mexanizmdan biri yoki boshqasi tomonidan amalga oshiriladi. Hayvon hujayralarining nafas olish jarayonida ozuqa moddalaridagi energiya oksidlanish natijasida ajralib chiqadi va ADP va fosfatdan ATP hosil qilish uchun ishlatiladi. O'simlik hujayralarida fotosintez jarayonida quyosh nuri energiyasi kimyoviy energiyaga aylanadi va adenozin fosfatni "zaryad qilish", ya'ni ATP hosil bo'lishiga sarflanadi.
Fosforning radioaktiv izotopi (P 32) yordamida o'tkazilgan tajribalar shuni ko'rsatdiki, noorganik fosfat ATP ning terminal fosfat guruhiga yuqori tezlikda qo'shiladi va chiqariladi. Buyrak hujayralarida terminal fosfat guruhining aylanishi shunchalik tez sodir bo'ladiki, uning yarimparchalanish davri 1 daqiqadan kamroq vaqtni oladi; bu ushbu organning hujayralarida juda kuchli energiya almashinuviga to'g'ri keladi. Shuni qo'shimcha qilish kerakki, tirik hujayradagi ATP faoliyati qora sehr emas. Kimyogarlar jonsiz tizimlarda kimyoviy energiya uzatiladigan ko'plab shunga o'xshash reaktsiyalarni bilishadi. ATP ning nisbatan murakkab tuzilishi energiya almashinuvi bilan bog'liq kimyoviy reaktsiyalarni eng samarali tartibga solishni ta'minlash uchun faqat hujayrada paydo bo'lgan.
ATP ning fotosintezdagi roli yaqinda aniqlandi. Ushbu kashfiyot fotosintetik hujayralar uglevod sintezi jarayonida barcha tirik mavjudotlar uchun asosiy energiya manbai bo'lgan quyosh energiyasini qanday bog'lashini ko'p jihatdan tushuntirishga imkon berdi.
Quyosh nuridan energiya fotonlar yoki kvantlar shaklida uzatiladi; Turli xil rangdagi yorug'lik yoki turli to'lqin uzunliklari turli energiya bilan tavsiflanadi. Yorug'lik ma'lum metall yuzalarga tushsa va bu sirtlar tomonidan so'rilsa, fotonlar metallning elektronlari bilan to'qnashuvi natijasida o'z energiyasini ularga o'tkazadi. Bu fotoelektr ta'sirini hosil bo'lgan elektr toki tufayli o'lchash mumkin. Yashil o'simliklar hujayralarida ma'lum to'lqin uzunlikdagi quyosh nuri yashil pigment - xlorofill tomonidan so'riladi. So'rilgan energiya murakkab xlorofill molekulasidagi elektronlarni asosiy energiya darajasidan yuqori darajaga o'tkazadi. Bunday "hayajonlangan" elektronlar o'zlarining asosiy barqaror energiya darajasiga qaytishga moyil bo'lib, ular so'rilgan energiyani chiqaradi. Hujayradan ajratilgan xlorofillning sof preparatida so'rilgan energiya boshqa fosforli yoki floresan organik va noorganik birikmalarda sodir bo'ladigan narsaga o'xshash ko'rinadigan yorug'lik shaklida qayta chiqariladi.
Shunday qilib, probirkada bo'lgan xlorofill o'z-o'zidan yorug'lik energiyasini saqlashga yoki ishlatishga qodir emas; qisqa tutashuv sodir bo'lgandek, bu energiya tezda tarqaladi. Shu bilan birga, hujayrada xlorofill boshqa o'ziga xos molekulalar bilan sterik bog'langan; shuning uchun yorug'likning yutilishi ta'sirida u qo'zg'aluvchan, "issiq" yoki energiyaga boy holatga kelganda, elektronlar normal (qo'zg'almas) energiya holatiga qaytmaydi; o'rniga elektronlar xlorofill molekulasidan yirtilib, elektron tashuvchi molekulalar tomonidan tashiladi va ular yopiq reaktsiyalar zanjirida ularni bir-biriga o'tkazadi. Bu yo'lni xlorofill molekulasidan tashqarida amalga oshirib, qo'zg'algan elektronlar asta-sekin o'z energiyasidan voz kechib, xlorofill molekulasidagi dastlabki joylariga qaytadilar, keyin esa ikkinchi fotonni yutish uchun tayyor bo'ladi. Shu bilan birga, elektronlar tomonidan berilgan energiya ADP va fosfatdan ATP hosil qilish uchun, boshqacha qilib aytganda, fotosintetik hujayraning adenozin fosfat tizimini "zaryad qilish" uchun ishlatiladi.
Ushbu fotosintetik fosforillanish jarayoniga vositachi bo'lgan elektron tashuvchilar hali to'liq aniqlanmagan. Ushbu tashuvchilardan biri riboflavin (vitamin B2) va K vitaminini o'z ichiga oladi. Boshqalar shartli ravishda sitoxromlar (o'z ichiga porfirin guruhlari bilan o'ralgan temir atomlarini o'z ichiga olgan oqsillar, joylashishi va tuzilishi bo'yicha xlorofillning porfiriniga o'xshaydi) deb tasniflanadi. Ushbu elektron tashuvchilarning kamida ikkitasi ADP dan ATPni tiklash uchun olib boradigan energiyaning bir qismini bog'lashga qodir.
Bu D.Arnon va boshqa olimlar tomonidan ishlab chiqilgan yorug'lik energiyasini ATP fosfat bog'lari energiyasiga aylantirishning asosiy sxemasi.
Biroq, fotosintez jarayonida quyosh energiyasini bog'lashdan tashqari, uglevod sintezi ham sodir bo'ladi. Endi hayajonlangan xlorofill molekulasining ba'zi "issiq" elektronlari suvdan kelib chiqadigan vodorod ionlari bilan birga elektron tashuvchilardan biri - trifosfopiridin nukleotidining qisqarishiga (ya'ni qo'shimcha elektronlar yoki vodorod atomlarini olishiga) sabab bo'ladi, deb ishoniladi. (TPN, qisqartirilgan shaklda TPN-N).
Yorug'lik bo'lmaganda sodir bo'lishi mumkinligi sababli shunday nomlangan qorong'u reaktsiyalar seriyasida TPH-H karbonat angidridning uglevodga aylanishiga olib keladi. Ushbu reaktsiyalar uchun zarur bo'lgan energiyaning katta qismi ATP tomonidan ta'minlanadi. Ushbu qorong'u reaktsiyalarning tabiati asosan M. Kalvin va uning hamkasblari tomonidan o'rganilgan. TPN ning dastlabki fotoreduksiyasining yon mahsulotlaridan biri gidroksil ionidir (OH -). Bizda hali to'liq ma'lumotlar bo'lmasa-da, bu ion o'z elektronini fotosintetik reaktsiyalar zanjiridagi sitoxromlardan biriga beradi, uning yakuniy mahsuloti molekulyar kisloroddir. Elektronlar tashuvchilar zanjiri bo'ylab harakatlanib, ATP hosil bo'lishiga o'zlarining energetik hissalarini qo'shadilar va oxir-oqibat, barcha ortiqcha energiyasini sarflab, xlorofill molekulasiga kiradilar.
Fotosintez jarayonining qat'iy muntazam va ketma-ketligidan kelib chiqqan holda, xlorofill molekulalari xloroplastlarda tasodifiy joylashmagan va, albatta, xloroplastlarni to'ldiruvchi suyuqlikda shunchaki to'xtatilgan emas. Aksincha, xlorofill molekulalari xloroplastlarda tartibli tuzilmalarni hosil qiladi - grana, ular orasida tolalar yoki ularni ajratib turadigan membranalar o'zaro bog'langan. Har bir grananing ichida tekis xlorofill molekulalari to'planib yotadi; Har bir molekulani elementning alohida plastinkasiga (elektrodiga), grana - elementlarga va grananing umumiy yig'indisi (ya'ni butun xloroplast) - elektr batareyasiga o'xshash deb hisoblash mumkin.
Xloroplastlar, shuningdek, xlorofill bilan birgalikda "issiq" elektronlardan energiya olishda va bu energiyadan uglevodlarni sintez qilishda ishtirok etadigan barcha maxsus elektron tashuvchi molekulalarni o'z ichiga oladi. Hujayradan olingan xloroplastlar fotosintezning butun murakkab jarayonini amalga oshirishi mumkin.
Quyosh energiyasi bilan ishlaydigan miniatyura zavodlarining samaradorligi hayratlanarli. Laboratoriyada ma'lum maxsus shartlarga rioya qilgan holda, fotosintez jarayonida xlorofill molekulasiga tushgan yorug'likning 75% gacha kimyoviy energiyaga aylanishini ko'rsatish mumkin; Biroq, bu raqamni to'liq aniq deb hisoblash mumkin emas va bu borada hali ham munozaralar mavjud. Dalada, quyosh tomonidan barglarning teng bo'lmagan yoritilishi, shuningdek, bir qator boshqa sabablarga ko'ra quyosh energiyasidan foydalanish samaradorligi ancha past - bir necha foizga teng.
Shunday qilib, fotosintezning yakuniy mahsuloti bo'lgan glyukoza molekulasi uning molekulyar konfiguratsiyasida mavjud bo'lgan juda katta miqdordagi quyosh energiyasini o'z ichiga olishi kerak. Nafas olish jarayonida geterotrof hujayralar bu energiyani ATPning yangi hosil bo'lgan fosfat bog'laridagi energiyani "saqlash" uchun glyukoza molekulasini asta-sekin parchalash orqali chiqaradi.
Geterotrof hujayralarning har xil turlari mavjud. Ba'zi hujayralar (masalan, ba'zi dengiz mikroorganizmlari) kislorodsiz yashashi mumkin; boshqalar (masalan, miya hujayralari) kislorodni mutlaqo talab qiladi; boshqalari (masalan, mushak hujayralari) ko'p qirrali bo'lib, atrof-muhitda kislorod borligida ham, uning yo'qligida ham ishlashga qodir. Bundan tashqari, aksariyat hujayralar glyukozani asosiy yoqilg'i sifatida ishlatishni afzal ko'rsalar-da, ularning ba'zilari faqat aminokislotalar yoki yog 'kislotalarida mavjud bo'lishi mumkin (ularning sintezi uchun asosiy xom ashyo bir xil glyukoza). Shunga qaramay, jigar hujayralarida glyukoza molekulasining parchalanishi bizga ma'lum bo'lgan ko'pchilik geterotroflarga xos bo'lgan energiya ishlab chiqarish jarayoniga misol bo'lishi mumkin.
Glyukoza molekulasidagi energiyaning umumiy miqdorini aniqlash juda oson. Laboratoriyada ma'lum miqdorda (namuna) glyukozani yoqish orqali shuni ko'rsatish mumkinki, glyukoza molekulasining oksidlanishi natijasida 6 molekula suv va 6 molekula karbonat angidrid hosil bo'ladi va reaktsiya shaklda energiya ajralib chiqishi bilan birga keladi. issiqlik (1 gramm molekula uchun taxminan 690 000 kaloriya, ya'ni 180 gramm glyukoza uchun). Issiqlik shaklidagi energiya, albatta, deyarli doimiy haroratda ishlaydigan hujayra uchun foydasizdir. Nafas olish jarayonida glyukozaning asta-sekin oksidlanishi shunday sodir bo'ladi, ammo glyukoza molekulasining erkin energiyasining katta qismi hujayra uchun qulay shaklda saqlanadi.
Natijada, hujayra oksidlanish jarayonida ajralib chiqadigan barcha energiyaning 50% dan ortig'ini fosfat bog'lanish energiyasi shaklida oladi. Bunday yuqori samaradorlik odatda texnologiyada erishilgani bilan ijobiy taqqoslanadi, bu erda yoqilg'ining yonishi natijasida olingan issiqlik energiyasining uchdan biridan ko'prog'ini mexanik yoki elektr energiyasiga aylantirish kamdan-kam hollarda mumkin.
Hujayradagi glyukoza oksidlanish jarayoni ikki asosiy fazaga bo'linadi. Glikoliz deb ataladigan birinchi yoki tayyorgarlik bosqichida glyukozaning olti uglerodli molekulasi sut kislotasining ikkita uch uglerodli molekulasiga bo'linadi. Ko'rinishidan oddiy ko'rinadigan bu jarayon bir emas, balki kamida 11 bosqichdan iborat bo'lib, har bir bosqich o'zining maxsus fermenti tomonidan katalizlanadi. Bu operatsiyaning murakkabligi Nyutonning “Natura entm simplex esi” (“tabiat oddiy”) aforizmiga ziddek tuyulishi mumkin; Ammo shuni esda tutish kerakki, bu reaktsiyaning maqsadi glyukoza molekulasini shunchaki ikkiga bo'lish emas, balki uning tarkibidagi energiyani ushbu molekuladan chiqarishdir. Oraliq mahsulotlarning har biri fosfat guruhlarini o'z ichiga oladi va reaktsiya ikkita ADP molekulasi va ikkita fosfat guruhi yordamida yakunlanadi. Oxir oqibat, glyukozaning parchalanishi natijasida nafaqat ikkita sut kislotasi molekulasi hosil bo'ladi, balki qo'shimcha ravishda ikkita yangi ATP molekulasi hosil bo'ladi.
Bu energiya nuqtai nazaridan nimaga olib keladi? Termodinamik tenglamalar shuni ko'rsatadiki, bir gramm glyukoza parchalanib, sut kislotasi hosil bo'lganda, 56000 kaloriya ajralib chiqadi. ATP ning har bir gramm-molekulasining shakllanishi 10 000 kaloriyani bog'laganligi sababli, ushbu bosqichda energiyani ushlash jarayonining samaradorligi taxminan 36% ni tashkil qiladi - bu juda ta'sirli ko'rsatkich, biz odatda texnologiyada nima bilan shug'ullanishimiz kerak. Biroq, fosfat bog'lanish energiyasiga aylantirilgan bu 20 000 kaloriya bir gramm glyukoza molekulasidagi (690 000 kaloriya) umumiy energiyaning juda kichik qismini (taxminan 3%) tashkil qiladi. Shu bilan birga, ko'plab hujayralar, masalan, anaerob hujayralar yoki mushak hujayralari, faol holatda bo'lgan (va hozir nafas olish qobiliyatiga ega bo'lmagan) energiyaning ahamiyatsiz ishlatilishi tufayli mavjud.
Glyukozani sut kislotasiga ajratgandan so'ng, aerob hujayralar qolgan energiyaning ko'p qismini nafas olish jarayoni orqali olishda davom etadilar, bunda uchta uglerodli sut kislotasi molekulalari bir karbonli karbonat angidrid molekulalariga bo'linadi. Sut kislotasi, toʻgʻrirogʻi, uning oksidlangan shakli, pirouzum kislotasi, yana ham murakkab reaksiyalar seriyasini boshdan kechiradi, bu reaksiyalarning har biri yana maxsus ferment tizimi tomonidan katalizlanadi. Birinchidan, uch uglerodli birikma parchalanib, sirka kislotasi (atsetil koenzim A) va karbonat angidridning faollashtirilgan shaklini hosil qiladi. Keyin "ikki uglerodli qism" (atsetil koenzim A) to'rt uglerodli birikma - oksaloasetik kislota bilan birlashadi va oltita uglerod atomini o'z ichiga olgan limon kislotasini hosil qiladi. Limon kislotasi bir qator reaktsiyalar orqali yana oksaloatsetik kislotaga aylanadi va bu reaktsiyalar sikliga oziqlangan piruvik kislotaning uchta uglerod atomi oxir-oqibat karbonat angidrid molekulalarini hosil qiladi. Nafaqat glyukozani, balki ilgari sirka kislotasiga bo'lingan yog' va aminokislotalar molekulalarini ham "maydalaydigan" (oksidlovchi) bu "tegirmon" Krebs tsikli yoki limon kislotasi aylanishi deb nomlanadi.
Tsikl birinchi marta 1937 yilda G. Krebs tomonidan tasvirlangan. Bu kashfiyot zamonaviy biokimyoning asosiy toshlaridan birini ifodalaydi va uning muallifi 1953 yilda Nobel mukofotiga sazovor bo'lgan.
Krebs sikli sut kislotasining karbonat angidridga oksidlanishini kuzatadi; Biroq, bu tsiklning o'zi sut kislotasi molekulasida mavjud bo'lgan katta miqdordagi energiyani tirik hujayrada foydalanish uchun mos shaklda qanday qilib olish mumkinligini tushuntirib bera olmaydi. Krebs tsikliga hamroh bo'lgan ushbu energiya olish jarayoni so'nggi yillarda intensiv o'rganildi. Umumiy rasm ko'proq yoki kamroq aniq, ammo ko'p tafsilotlarni o'rganish kerak. Ko'rinib turibdiki, Krebs tsikli davomida fermentlar ishtirokida elektronlar oraliq mahsulotlardan yirtilib, nafas olish zanjiri deb ataladigan bir qator tashuvchi molekulalar bo'ylab uzatiladi. Ushbu ferment molekulalari zanjiri biologik oksidlanish jarayonida ozuqa molekulalaridan chiqarilgan barcha elektronlarning oxirgi umumiy yo'lini ifodalaydi. Ushbu zanjirning oxirgi bo'g'inida elektronlar oxir-oqibat kislorod bilan birlashib, suv hosil qiladi. Shunday qilib, nafas olish orqali ozuqa moddalarining parchalanishi fotosintezning teskari jarayoni bo'lib, suvdan elektronlarni olib tashlash kislorod hosil qiladi. Bundan tashqari, nafas olish zanjiridagi elektron tashuvchilar kimyoviy jihatdan fotosintez jarayonida ishtirok etadigan tegishli tashuvchilarga juda o'xshash. Ular orasida, masalan, xloroplastnikiga o'xshash riboflavin va sitoxrom tuzilmalari mavjud. Bu Nyutonning tabiatning soddaligi haqidagi aforizmini tasdiqlaydi.
Fotosintezda bo'lgani kabi, bu zanjir bo'ylab kislorodga o'tadigan elektronlarning energiyasi tutiladi va ADP va fosfatdan ATP sintez qilish uchun ishlatiladi. Darhaqiqat, nafas olish zanjirida sodir bo'ladigan bu fosforlanish (oksidlovchi fosforlanish) nisbatan yaqinda kashf etilgan fotosintez paytida yuzaga keladigan fosforlanishga qaraganda yaxshiroq o'rganilgan. Masalan, nafas olish zanjirida adenozin fosfatning "zaryadlanishi", ya'ni ATP hosil bo'lishi sodir bo'lgan uchta markaz mavjudligi qat'iy tasdiqlangan. Shunday qilib, Krebs siklida sut kislotasidan chiqarilgan har bir elektron jufti uchun o'rtacha uchta ATP molekulasi hosil bo'ladi.
Jami ATP hosiliga asoslanib, endi hujayra glyukoza oksidlanishi orqali unga berilgan energiyani ajratib oladigan termodinamik samaradorlikni hisoblash mumkin. Glyukozaning ikki molekula sut kislotasiga oldindan parchalanishi natijasida ikkita ATP molekulasi hosil bo'ladi. Har bir sut kislotasi molekulasi oxir-oqibat olti juft elektronni nafas olish zanjiriga o'tkazadi. Zanjirdan o'tadigan har bir elektron juftligi uchta ADP molekulasining ATP ga aylanishiga sabab bo'lganligi sababli, nafas olish jarayonida 36 ATP molekulasi hosil bo'ladi. Har bir gramm ATP molekulasi hosil bo'lganda, yuqorida aytib o'tganimizdek, taxminan 10 000 kaloriya bog'lanadi va shuning uchun 38 gramm ATP molekulasi glyukozaning asl gramm molekulasidagi 690 000 kaloriyadan taxminan 380 000 tasini bog'laydi. Shunday qilib, glikoliz va nafas olishning qo'shilgan jarayonlarining samaradorligi kamida 55% deb hisoblanishi mumkin.
Nafas olish jarayonining o'ta murakkabligi, agar tarkibiy qismlar eritmada oddiygina aralashtirilgan bo'lsa, unda fermentativ mexanizmlar ishlay olmasligining yana bir belgisidir. Fotosintez bilan bog'liq bo'lgan molekulyar mexanizmlar ma'lum bir tuzilishga ega va xloroplast tarkibida bo'lgani kabi, hujayraning nafas olish organlari - mitoxondriyalar ham xuddi shunday tizimli tartibli tizimni ifodalaydi.
Hujayra o'z turiga va funktsiyasiga qarab 50 dan 5000 gacha mitoxondriyalarni o'z ichiga olishi mumkin (jigar hujayrasida, masalan, 1000 ga yaqin mitoxondriyalar mavjud). Ular oddiy mikroskop bilan ko'rish uchun etarlicha katta (uzunligi 3-4 mikron). Biroq, mitoxondriyaning ultrastrukturasi faqat elektron mikroskop ostida ko'rinadi.
Elektron mikrografiyada mitoxondriyaning ikkita membranasi borligini ko'rish mumkin, ichki membranada mitoxondriya tanasiga cho'zilgan burmalar hosil bo'ladi. Jigar hujayralaridan ajratilgan mitoxondriyalarni yaqinda o'rganish shuni ko'rsatdiki, Krebs siklida ishtirok etadigan ferment molekulalari matritsada yoki mitoxondriyaning ichki tarkibining eruvchan qismida, nafas olish zanjiri fermentlari esa molekulyar shaklda joylashgan. agregatlar,” membranalarda joylashgan. Membranalar oqsil va lipid (yog') molekulalarining o'zgaruvchan qatlamlaridan iborat; Xloroplastlarning granasidagi membranalar bir xil tuzilishga ega.
Shunday qilib, hujayraning butun hayotiy faoliyati bog'liq bo'lgan ushbu ikkita asosiy "elektr stantsiyalari" ning tuzilishida aniq o'xshashlik mavjud, chunki ulardan biri quyosh energiyasini ATP ning fosfat bog'larida "saqlaydi", ikkinchisi esa o'zgaradi. ozuqa moddalaridagi energiya ATP energiyasiga aylanadi.
Zamonaviy kimyo va fizikaning yutuqlari yaqinda ba'zi yirik molekulalarning, masalan, bir qator oqsillar va DNK molekulalarining, ya'ni genetik ma'lumotni o'z ichiga olgan molekulalarning fazoviy tuzilishini aniqlashtirishga imkon berdi.
Hujayrani o'rganishning navbatdagi muhim bosqichi - mitoxondriyal membranalarda katta ferment molekulalarining (ular oqsillar) joylashishini aniqlash, ular lipidlar bilan birga joylashgan - har bir katalizator molekulasining to'g'ri yo'nalishini ta'minlaydigan tartibga solish. uning butun ish mexanizmining keyingi aloqasi bilan o'zaro ta'sir qilish imkoniyati. Mitoxondriyaning "ulanish diagrammasi" allaqachon aniq!
Hujayraning elektr stantsiyalari haqidagi zamonaviy ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, u nafaqat klassik energiyani, balki texnologiyaning eng yangi, yanada yorqin yutuqlarini ham ortda qoldiradi.
Elektronika hisoblash qurilmalarining tarkibiy qismlarini joylashtirish va o'lchamlarini kamaytirishda ajoyib muvaffaqiyatlarga erishdi. Biroq, bu muvaffaqiyatlarning barchasini organik evolyutsiya jarayonida ishlab chiqilgan va har bir tirik hujayrada mavjud bo'lgan energiyani aylantirishning eng murakkab mexanizmlarini mutlaqo aql bovar qilmaydigan miniatyura bilan taqqoslab bo'lmaydi.
Agar xato topsangiz, matnning bir qismini ajratib ko'rsating va bosing Ctrl+Enter.
Semiz daraxtlarning mo'l o'sishi,
qaysi ildiz bepusht qum ustida
ma'qullangan, buni aniq bildiradi
semiz choyshablar havodan yog 'yog'i
singdirish ...
M. V. Lomonosov
Hujayrada energiya qanday saqlanadi? Metabolizm nima? Glikoliz, fermentatsiya va hujayrali nafas olish jarayonlarining mohiyati nimada? Fotosintezning yorug'lik va qorong'i fazalarida qanday jarayonlar sodir bo'ladi? Energiya va plastik almashinuv jarayonlari qanday bog'liq? Xemosintez nima?
Dars-ma'ruza
Bir turdagi energiyani boshqasiga aylantirish qobiliyati (radiatsiya energiyasini kimyoviy bog'lanish energiyasiga, kimyoviy energiyani mexanik energiyaga va boshqalar) tirik mavjudotlarning asosiy xususiyatlaridan biridir. Bu erda biz bu jarayonlarning tirik organizmlarda qanday amalga oshirilishini batafsil ko'rib chiqamiz.
ATP HUJAYRADA ENERGIYANING ASOSIY tashuvchisi. Hujayra faoliyatining har qanday namoyon bo'lishini amalga oshirish uchun energiya talab qilinadi. Avtotrof organizmlar fotosintez reaktsiyalarida dastlabki energiyani Quyoshdan oladi, geterotrof organizmlar esa energiya manbai sifatida oziq-ovqat bilan ta'minlangan organik birikmalardan foydalanadi. Energiya hujayralar tomonidan molekulalarning kimyoviy aloqalarida saqlanadi ATP (adenozin trifosfat), ular uchta fosfat guruhi, shakar qoldig'i (riboza) va azotli asos qoldig'i (adenin) dan tashkil topgan nukleotiddir (52-rasm).
Guruch. 52. ATP molekulasi
Fosfat qoldiqlari orasidagi bog'lanish makroergik deb ataladi, chunki u uzilganda katta miqdorda energiya ajralib chiqadi. Odatda, hujayra faqat terminal fosfat guruhini olib tashlash orqali ATP dan energiya chiqaradi. Bunda ADP (adenozin difosfat) va fosfor kislotasi hosil bo'ladi va 40 kJ/mol ajralib chiqadi:
ATP molekulalari hujayraning universal energiya savdosi chipi rolini o'ynaydi. Ular energiya talab qiluvchi jarayon joyiga yetkaziladi, u organik birikmalarning fermentativ sintezi, oqsillarning ishi - molekulyar motorlar yoki membrana transporti oqsillari va boshqalar ATP molekulalarining teskari sintezi fosfat guruhini biriktirish orqali amalga oshiriladi. energiyani yutish bilan ADP ga. Hujayra reaktsiyalar jarayonida energiyani ATP shaklida saqlaydi energiya almashinuvi. bilan chambarchas bog'liq plastik almashinuv, bu davrda hujayra o'z faoliyati uchun zarur bo'lgan organik birikmalarni ishlab chiqaradi.
HUJAYRADA METABOLIZMA VA ENERGIYA (METABOLIZMA). Metabolizm - bu o'zaro bog'liq bo'lgan plastik va energiya almashinuvining barcha reaktsiyalarining yig'indisidir. Hujayralar doimo uglevodlar, yog'lar, oqsillar va nuklein kislotalarni sintez qiladi. Aralashmalarning sintezi har doim energiya sarflanishi, ya'ni ATP ning ajralmas ishtiroki bilan sodir bo'ladi. ATP hosil bo'lishining energiya manbalari hujayraga kiradigan oqsillar, yog'lar va uglevodlarning oksidlanishining fermentativ reaktsiyalaridir. Bu jarayon davomida energiya ajralib chiqadi va ATPda saqlanadi. Glyukoza oksidlanishi hujayra energiya almashinuvida alohida rol o'ynaydi. Glyukoza molekulalari bir qator ketma-ket o'zgarishlarga uchraydi.
Birinchi bosqich, deyiladi glikoliz, hujayralar sitoplazmasida joy oladi va kislorodni talab qilmaydi. Fermentlar ishtirokidagi ketma-ket reaksiyalar natijasida glyukoza piruvik kislotaning ikkita molekulasiga parchalanadi. Bunday holda, ikkita ATP molekulasi iste'mol qilinadi va oksidlanish paytida chiqarilgan energiya to'rtta ATP molekulasini hosil qilish uchun etarli. Natijada, glikolizning energiya chiqishi kichik va ikkita ATP molekulasini tashkil qiladi:
C 6 H1 2 0 6 → 2C 3 H 4 0 3 + 4H + + 2ATP
Anaerob sharoitda (kislorod yo'qligida) keyingi o'zgarishlar har xil turlar bilan bog'liq bo'lishi mumkin fermentatsiya.
Hamma biladi sut kislotasi fermentatsiyasi(sut nordon), bu sut kislotasi zamburug'lari va bakteriyalarning faolligi tufayli yuzaga keladi. Mexanizm glikolizga o'xshaydi, bu erda faqat oxirgi mahsulot sut kislotasidir. Glyukoza oksidlanishining bu turi hujayralarda kislorod etishmovchiligi mavjud bo'lganda, masalan, intensiv ishlaydigan mushaklarda sodir bo'ladi. Spirtli fermentatsiya kimyoda sut kislotasi fermentatsiyasiga yaqin. Farqi shundaki, spirtli fermentatsiya mahsulotlari etil spirti va karbonat angidriddir.
Pirouzum kislotasi karbonat angidrid va suvga oksidlanadigan keyingi bosqich deyiladi hujayrali nafas olish. Nafas olish bilan bog'liq reaktsiyalar o'simlik va hayvon hujayralarining mitoxondriyalarida va faqat kislorod ishtirokida sodir bo'ladi. Bu yakuniy mahsulot - karbonat angidrid hosil bo'lgunga qadar bir qator kimyoviy o'zgarishlar. Ushbu jarayonning turli bosqichlarida vodorod atomlarini yo'q qilish bilan boshlang'ich moddaning oksidlanishining oraliq mahsulotlari hosil bo'ladi. Bunday holda, energiya ajralib chiqadi, bu ATP ning kimyoviy aloqalarida "saqlanadi" va suv molekulalari hosil bo'ladi. Ajratilgan vodorod atomlarini bog'lash uchun kislorod kerakligi aniq bo'ladi. Ushbu kimyoviy transformatsiyalar seriyasi juda murakkab va mitoxondriyalarning ichki membranalari, fermentlar va tashuvchi oqsillar ishtirokida sodir bo'ladi.
Hujayra nafas olish juda samarali. 30 ta ATP molekulasi sintezlanadi, glikoliz jarayonida yana ikkita molekula, mitoxondriyal membranalarda glikoliz mahsulotlarining transformatsiyasi natijasida oltita ATP molekulasi hosil bo'ladi. Hammasi bo'lib, bitta glyukoza molekulasining oksidlanishi natijasida 38 ta ATP molekulasi hosil bo'ladi:
C 6 H 12 O 6 + 6H 2 0 → 6CO 2 + 6H 2 O + 38ATP
Mitoxondriyalarda nafaqat qandlar, balki oqsillar va lipidlarning ham oksidlanishining oxirgi bosqichlari sodir bo'ladi. Ushbu moddalar hujayralar tomonidan, asosan, uglevodlarni etkazib berish tugagach ishlatiladi. Birinchidan, yog 'iste'mol qilinadi, uning oksidlanishi uglevodlar va oqsillarning teng hajmidan ko'ra sezilarli darajada ko'proq energiya chiqaradi. Shuning uchun hayvonlardagi yog 'energetika resurslarining asosiy "strategik zahirasini" ifodalaydi. O'simliklarda kraxmal energiya zaxirasi rolini o'ynaydi. Saqlanganda, u yog'ning energiya ekvivalentidan sezilarli darajada ko'proq joy egallaydi. Bu o'simliklar uchun to'siq emas, chunki ular harakatsiz va hayvonlar kabi o'zlariga oziq-ovqat olib yurmaydilar. Siz uglevodlardan energiyani yog'larga qaraganda tezroq olishingiz mumkin. Proteinlar organizmda juda ko'p muhim funktsiyalarni bajaradi va shuning uchun energiya almashinuvida faqat shakar va yog'larning resurslari tugaganda, masalan, uzoq vaqt ro'za tutish paytida ishtirok etadi.
FOTOSINTEZ. fotosintez quyosh nurlarining energiyasi organik birikmalarning kimyoviy bog'lanish energiyasiga aylanadigan jarayondir. O'simlik hujayralarida fotosintez bilan bog'liq jarayonlar xloroplastlarda sodir bo'ladi. Ushbu organellaning ichida quyoshning yorqin energiyasini ushlaydigan pigmentlar joylashtirilgan membrana tizimlari mavjud. Fotosintezning asosiy pigmenti xlorofill bo'lib, u asosan ko'k va binafsha rangni, shuningdek spektrning qizil nurlarini o'zlashtiradi. Yashil yorug'lik aks etadi, shuning uchun xlorofillning o'zi va uni o'z ichiga olgan o'simliklarning qismlari yashil ko'rinadi.
Fotosintezda ikki faza mavjud: yorug'lik Va qorong'i(53-rasm). Yorug'lik energiyasini haqiqiy ushlash va aylantirish yorug'lik bosqichida sodir bo'ladi. Yorug'lik kvantlarini yutishda xlorofill qo'zg'aluvchan holatga o'tadi va elektron donorga aylanadi. Uning elektronlari elektron tashish zanjiri bo'ylab bir oqsil kompleksidan ikkinchisiga o'tadi. Bu zanjirning oqsillari pigmentlar kabi xloroplastlarning ichki membranasida to'plangan. Elektron tashuvchilar zanjiri bo'ylab harakat qilganda, u energiyani yo'qotadi, bu ATP sintezi uchun ishlatiladi. Yorug'lik bilan qo'zg'atilgan elektronlarning bir qismi NDP (nikotinamid adenin dinukleotifosfat) yoki NADPHni kamaytirish uchun ishlatiladi.
Guruch. 53. Fotosintezning yorug'lik va qorong'i fazalarining reaksiya mahsulotlari
Quyosh nurlari ta'sirida suv molekulalari xloroplastlarda ham parchalanadi - fotoliz; bu holda, xlorofill tomonidan yo'qotishlarini qoplaydigan elektronlar paydo bo'ladi; Bu kislorodni yon mahsulot sifatida ishlab chiqaradi:
Shunday qilib, yorug'lik fazasining funktsional ma'nosi yorug'lik energiyasini kimyoviy energiyaga aylantirish orqali ATP va NADPH sintezidir.
Fotosintezning qorong'u fazasi sodir bo'lishi uchun yorug'lik kerak emas. Bu erda sodir bo'layotgan jarayonlarning mohiyati shundan iboratki, yorug'lik bosqichida hosil bo'lgan ATP va NADPH molekulalari CO2 ni uglevodlar shaklida "fiksatsiya qiluvchi" bir qator kimyoviy reaktsiyalarda qo'llaniladi. Barcha qorong'u faza reaktsiyalari xloroplastlar ichida sodir bo'ladi va "fiksatsiya" paytida chiqarilgan karbonat angidrid ADP va NADP yana ATP va NADPH sintezi uchun yorug'lik fazasi reaktsiyalarida ishlatiladi.
Fotosintezning umumiy tenglamasi quyidagicha:
PLASTIK VA ENERGIYA ALMASH JARAYONLARINING MUNOSABATLARI VA YANGLIGI. ATP sintezi jarayonlari sitoplazmada (glikoliz), mitoxondriyada (hujayra nafas olish) va xloroplastlarda (fotosintez) sodir bo'ladi. Ushbu jarayonlarda sodir bo'ladigan barcha reaktsiyalar energiya almashinuvi reaktsiyalaridir. ATP shaklida saqlanadigan energiya hujayra hayoti uchun zarur bo'lgan oqsillar, yog'lar, uglevodlar va nuklein kislotalarni ishlab chiqarish uchun plastik almashinuv reaktsiyalarida sarflanadi. E'tibor bering, fotosintezning qorong'u bosqichi reaktsiyalar zanjiri, plastik almashinuv, yorug'lik fazasi esa energiya almashinuvidir.
Energiya va plastik almashinuv jarayonlarining o'zaro bog'liqligi va birligi quyidagi tenglama bilan yaxshi ko'rsatilgan:
Ushbu tenglamani chapdan o'ngga o'qiyotganda, ATP (energiya almashinuvi) sintezi bilan bog'liq bo'lgan glikoliz va hujayrali nafas olish jarayonida glyukozaning karbonat angidrid va suvga oksidlanish jarayonini olamiz. Agar siz uni o'ngdan chapga o'qisangiz, fotosintezning qorong'u bosqichi reaktsiyalarining tavsifini olasiz, glyukoza ATP (plastmassa almashinuvi) ishtirokida suv va karbonat angidriddan sintezlanadi.
XEMOSINTEZ. Fotoavtotroflardan tashqari, ba'zi bakteriyalar (vodorod bakteriyalari, nitrifikator bakteriyalar, oltingugurt bakteriyalari va boshqalar) ham noorganiklardan organik moddalarni sintez qilish qobiliyatiga ega. Ular bu sintezni noorganik moddalarning oksidlanishi jarayonida ajralib chiqadigan energiya hisobiga amalga oshiradilar. Ular kimyoavtotroflar deb ataladi. Bu kimosintetik bakteriyalar biosferada muhim rol o'ynaydi. Masalan, nitrifikator bakteriyalar o'simliklar tomonidan so'rilmaydigan ammoniy tuzlarini ular tomonidan yaxshi so'rilgan nitrat kislota tuzlariga aylantiradi.
Hujayra metabolizmi energiya va plastik almashinuv reaktsiyalaridan iborat. Energiya almashinuvi jarayonida yuqori energiyali kimyoviy bog'larga ega bo'lgan organik birikmalar - ATP hosil bo'ladi. Buning uchun zarur energiya anaerob (glikoliz, fermentatsiya) va aerob (hujayra nafas olish) reaktsiyalarida organik birikmalarning oksidlanishidan kelib chiqadi; quyosh nuridan, uning energiyasi yorug'lik bosqichida (fotosintez) so'riladi; noorganik birikmalarning oksidlanishidan (xemosintez). ATP energiyasi fotosintezning qorong'u fazasining reaktsiyalarini o'z ichiga olgan plastik almashinuv reaktsiyalari paytida hujayra uchun zarur bo'lgan organik birikmalarning sinteziga sarflanadi.
- Plastik va energiya almashinuvi o'rtasidagi farqlar qanday?
- Quyosh nuri energiyasi qanday qilib fotosintezning yorug'lik bosqichiga aylanadi? Fotosintezning qorong'u bosqichida qanday jarayonlar sodir bo'ladi?
- Nima uchun fotosintez sayyora-kosmik o'zaro ta'sirni aks ettirish jarayoni deb ataladi?
Yuklanmoqda...