Ова Р. М., Жақсылықова А.Қ., Зотиков В. И



жүктеу 1.08 Mb.

бет1/13
Дата13.06.2017
өлшемі1.08 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13
11344

ова Р.М., Жақсылықова А.Қ., Зотиков В.И., 

Кудрявцев В.А., Ысқақов М.Ә.

Өсім іктер 

физиологиясы

Аминқышқылдары

^ылдар

СООН

А С Т А Н А - 2 0 0 7

ББК 28.57 я 73

Ө 68

Ө

- *

2

>



ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ АУЫЛШ АРУАШ ЫЛЫҚ

МИНИСТ  РЛІГІ

С.СЕЙФУЛЛИН АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ АГРОТЕХНИКАЛЫҚ

УНИВЕРСИТЕТІ

Әлжанова Р.М., Жақсылықова А.Қ., Зотиков В.И.,

Кудрявцев В.А., Ысқақов М.Ә.

Өсімдіктер физиологиясы

Жоғарғы оқу орнындагы ауылшаруашылық мамандықтарының 

студенттері үшін оқулык ретінде Қазақстан Республикасьшьш

Білім жэне ғылым министрлігі ұсьшган

Ө

00 (05) 07



9965-868-74-3 

БОЕУДК  581.1

П А В . Л

 



_______

*■ '-Д 


М(М чп

К.ТЛПХИ



л

,-

ч н а я

 

. «



А С Т А Н А -  2007 яс.

ББК 28.57 я 73

Ө 68 

'

С.Сейфуллин  аты ндагы   Қазақ агротехникалы қ университетіиін

50 жы лды қ мерейтойы на арналады

Ө 

68

  Өсімдіктер  физиологиясы:  Оқулық  /   Р.М  Әлжанова,  А.Қ  Жаксылықова, 



М.Ә Ысқақов жэне т.б.  Аударған М.Ә Ысқақов -  Астана:  С.Сейфулин ат.  Қазақ 

агротехникалық ун., 2007-380 бет.

Типтік оқу багдарламасыыа сәйкес, оқулыққа өсімдік физиологиясының 

«Жасуша физиологиясы.  Ферменттер туралы  ілім»,  «Өсімдіктегі  су  алмасу»,  «Фотосинтез»,  I 

«Өсімдіктердің  тыныс  алуы»,  «Өсімдікгердің  минералды  қоректенуі»,  «Өсімдікгерде

оргаиикалық  заггардың  өзгеруі  және  қозғалуы»,  «Өсімдіктердін  өсуі»,  «Өсімдіктердің 

дамуы»,  «Өсімдіктердің  қоршаған  ортаның  қолайсыздыгына  бейімделуі  және  төзімдшгі» 

атты  негізгі  тараулары  енгізілді.  Аталған  тараулар  сауатгы  білікгілігі  жогары  маман 

дайындауға  аса  қажет.  Оқулык  мәтіні  Қазақстанньщ  солтүстік  өңірінің  аймактык

Сын -  пікірш ілер:

Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия ¥лттық университетінін Биология жэне 

биотехнология кафедрасының профессоры, биология ғылымының докторы 

Хантурин М .Р

Ақмола техология және бизнес униерситетінің химия, химиялық 

технология және экология кафедрасының мегерушісі, химия ғылымдарыньщ 

докторы Б.Т Ермағанбет

С.Сейфуллин атындағы қазақ агротехникалық университетінің 

агроэкология және агрохимия кафедрасынын меңгерушісі, доцент, а,ш,ғ.к

Жоғарғы  оку  орнындағы  ауылшаруашылық  мамандықтарьшың  студенттері

үшін  оқулық  ретінде  Қазақстан  Республикасының  Бйгім  жэне  ғылым 

министрлігі ұсынған

Қаз¥АУ-нің оқу-эдістемелік секциясының отырысында қаралып, баспаға

І

8

ВЫ 9965-868-74-3



ерекшеліктерш ескерш мазмрщалган.

Оқулык студентерге, аспиранттарға, ғылыми қызыметкерлерге арналған.

ББК 28.57 я 73  •

$.Ж  Баидүисен

ұсьшылды.  Хаттама№ 12 

25.06.07 ж.

Ө

І

8

ВЫ 9965-868-74-3 



2007.

1906000000

00(05) 07

ақ агротехникалық ун

Алғы  сөз

Соңғы  жылдары  Қазақстанның  ауылшаруашылық

жуиесіне

оқулықтармен  және  оқу-әдістемелік  құралдарымен  қамтамасыз  етуде

өте

қалыптасқан.  Өсімдік

мияны

күнге

тіліндегі,  1988  жылы  баспадан  шыққан

бедевтің  «Өсімдік  физиологиясы»  мазмұны  бойынша  ған 

физикалық ескірген, немесе  1988 жылы баспадан  шыкқан

орындарының

жеткшіксіз

«Өсімдік  физиологиясы»  оқулықтарымен  жүргізілуде. 

Сонымен  бірге,  ол 

табиғи да сәйкес  емес,  екі оқулықта да өсімдік физиологиясының  аймақтық 

(Солтүстік  Қазақстандық,  тіпті  Қазақстандық)  ерекшеліктері  келгірілмеген. 

өрине,  аталған  пән  бойьпппа  қазақ  тіліндегі  оқулықтар  болғанымен 

(Кенесарина Н.  «Өсімдіктер  физиологиясы», 1982,  1988,2005;  Ж.  Қалекенүлы 

«Өсімдіктер  физиологиясы»,  2004),  олардьщ  бір  жағьшан  саны  аз,  екін 

Қазақстанның 

солтүстік 

өщрінде 

өсірілетін 

өсімдіктердің 

ерекшеліктері  толық  қамтылмағандықган,  үсынылып  отырған  оқулы 

жағынан  көп  ілгері  түр,  өсіресе  мемлекетгік  тідде  болуымен.  Сонымен 

окулыктың  жоғары  білікті  мамандарды  дайындаудағы

аймақтық

м аңыздылығьш

туындыгерлер өсімдік физиологиясының

тұргысьгада

мазмүндауға 

үмтылыс 

жасады. 

Оқулық 

негізіне 

туындыгерлердің  агрономия  факультетінің  студенттеріне  үзақ  жт.тттпяр  бойы

өсщдік  физиологиясы  мен  биохимиясынан  оқыған  дәрістері  алынған.

зерттеулерімен

ғылыми

Окулықты  дайьшдау  барысында  туындыгерлер

жақын  және  алыс  шетел  ғалымдарының 

деректерін,  қазіргі 

өдебиетгщ мәліметтерін пайдалан

Әрине,  туындыгерлер  бүл  оқулық  алдына  қойылған  мөселелерді  толық

қамты,

барлығы 

дүрыс 

деген 

ойдан 

аулақ

жөне 

өздерінің

ықылас

алма

дайын екендігін хабарлайды

з

1. ЖАСУША ФИЗИОЛОГИЯСЫ.  ФЕРМЕНТТЕР ЖӨНШДЕП  ІШМ

1.1 Жасуша тірі  ағза қүрылымымен 

тіршілік іс-әрекетінің элементарлы бірлігі  ретінде 

Өсімдіктер,  жануарлар,  адамдар  өр  түрлі  мүшелерден,  үлпалардан  және 

жасушалардан  түратын  күрделі  ағзалар  болып  табылады.  Жасушалар  өз 

кезегімен,  әр  қайсысы  арнаулы  міндеттер,  қызметтер  атқаратын,  бірқатар 

органоидтардан түрады. Бірақ кез келген ағзаның элементарлық, қүрылымдық 

және метаболиттік бірлік рөлі тек жасушаға ғана тән.

Жасуша  үйымдасқан  бүтін  жүйе  болғандықтан,  өзінің  кез  келген 

элементсіз қалыпты қызметін атқара, өзін-өзі үдайы көбейте (жаңарта),  дами 

алмайды.  Сонымен  бірге,  жасушаның  бірде-бір  органоидтары  толығымен 

өзін-өзі  басқара  алмайды,  жүйеге  бүтіндей  тәуелді.  Айнала  факторларының

әсеріне  жасуша  өзінің  белгілі  бір  органоидымен  емес,  бүкіл  элементтер

1

жиынтығымен, оларды өзгерген жағдайға көп сырлы бейімделуімен сезінеді.



Жасушаньщ  өсуі  және  бөлшектенуі  (дифференциациялануы)  кешенді 

үдеріс  түршде,  оның  жүйелі  кезеңдері  әр  түрлі  органоидтармен  іске 

асырыльш,  өтеді.  Ақырында,  түқым 

қуалаушылық  әрекеттер  де,  қазіргі 

көзқарас  бойынша,  бір ядроның емес, жасушаньщ  бүкіл жүйесінінің жинақы 

интегралды  іс-әрекетінің  нәтижесі  больш  табылады.  Бүдан  жасуша,  өзінің 

қандай  болмасьга  қүрылысының  күрделілігімен  және  тіршілік  іс-өрекетімен 

өзгешеленбесін,  ол  бәрібір  кез  келген  агзаның  бөлінбейтін  бөлігі  деген 

қисынды  қорытынды  туьшдайды.  Екінші  жағьшан,  өсімдік  және  жануарлар 

әлемінің кез келген өкіліне, оның жеке мүшелері мен үлпаларына тән  барлық 

зат  алмасу  ерекшеліктері,  ақыр  аяғында,  жасушаларда  іске  асырылады. 

Сондай-ақ  мүндайда,  әр  тірі  жасушаға  тән  арнаулы  үдерістерден  басқа,  зат 

алмасуының  негізі  іспетті  (универсал),  әр  жақты  жалпы  заңдылықтарға 

бағынатьш үдерістер үздіксіз  өтіп жатады.

1.2 


Ферментгер туралы  ілім  (Энзимология)

1.2.1 

Жасуша  затгарының  алмасуындағы  ферменттердің  рөлі.

  Зат 

алмасу  -  кез  келген  ағзаның  тіршілік  іс-өрекетінің  міндетгі  шарты  және 

ерекше 

белгісі 

болып 

табылады, 

ассимиляция 

(анаболизм) 

мен 

диссимиляңияньщ (катаболизм) диалектикалық бірлігін білдіреді. Біріншісінің

мәні  -   айналадан  қажетгі  затгарды  сіңіру  және  корьпу,  яғни  ағзаньщ  дене 

кұрамына  қосу,  айталық,  әр  түрлі  полимерлі  косылыстарды  түзу  больш 

табылады. Екіншісше, әлеуетгі қуат босайтын жөне белсенді түрге айналатын, 

сондай-ақ тіршілік іс-өрекетінің өнімдері бөлінін шығатьш, күрделі затгардың 

біршама қарапайымдарға ыдырау үдерістері жатады.

Зат  алмасу  бір  мезгілде  өтетін  және  жні  бір-біріне,  қарама-қарсы 

кептеген  реакциялардан  түрады: 

түзілу  мен 

ыдырау,  тоіыгу  мен 

тотықсыздану,  молекулаішіліх  қайта  құрылу,  жекелеген  топтардьщ 

бір 

молекуладан  екіншісіне  тасымалдануы  және  т.т.  Зат  алмасудың  ерекше 

белпсі  -   осы  реакциялардың  барлығының  ретсіз  емес,  тәртінпен  -   қатал 

жүиелілікпен және келісімдікпен  өтуінде.  Зат алмасудың  екінпгі  ерекшелігі  - 

өтетін  реакциялардың  өте  шапшаңдығы.  Ол  ағзадан  тыс  үқсас  үдерістерден 

(егер ол жағдайда мүмкін болса) мың, тіпті миллион есе артық шапшаңдықпен 

өтеді. Жасушаның заттар алмасуының тағы да бір ерекшелігі -  метаболизмнің 

әр  алуан  реакциялары  ағзада  «жұмсақ»  биологиялық  жағдайда,  яғни  жоғары 

темнератураның,  күшп  қышқылдар  мен  сілтілердің  әсерінсіз,  қалыпты 

атмосфералык 

қысымда  өтетіні.  Заттар  алмасу  үдерістеріндегі  айтылған 

ерекшеліктер тірі жасушаларда,  ферментгер немесе энзимдер деген атауы бар 

биологиялық  үдеткіштердің  (катализаторлардьщ)  қатысуымен  өтетіндігімен 

түсщщріпеді.  «Энзим»  -  ежелгі  гректің  «эн  зюме»  деген  сөзінен  аударғанда

«ашытқыда»  дегеңщ  білдіреді,  «фермент»  -  лат.«ГеппепШт»  деген  сөзінен 

тарайды  -  ашытқы.

Ферменттер  жөніндегі  алғашқы  мағлұматтар  Петербург  академиясыньщ 

толық мүшесі  П.С.Кирхгоффтің  зерттеулерінде  1814 жылы алынған  болатын. 

Ол  крахмалдың  арпа  солодында  қантқа  айналатынын  байқады.  Біршама 

кешірек  (1833ж.)  француз  химиктері  А.Пайен  мен  Ж.Персо  солод 

сығындысьшан  осы өзгеріске  әсер  ететін  заттың құрғақ ерігіш  үнтағын  бөліп 

алды.  Ол  диастаз  (грекпң  «айыру»  деген  сөзін  білдіреді)  деген  атау  альш, 

қазір оны амилаза деп атайды. Кейіннен әр түрлі ағзалардың жасушалары мен 

ұлпаларынан  алуан  өсерлі  басқа  да  ферменттер  бөлініп  ят.щды  Қазір  тірі 

ағзаларда  өтетін  дерлік  барлық  реакциялар  вздерінің  сипатгары  бойынша 

ферменггік екені анық деп санауға болады.

5


•  #

•  •


каталитикалык

бөліп  алғаннан  кейін  де,  жасанды  ортада  сақтайтындықтан,  олар  біркатар

•  




өнеркәсигпк өндірістер технологиясьгада кең қолданыс таиқан.  Соның ішінде, 

ферментгі 

дөрмектер 

кейбір 

амин 

қьппқылдарын, 

дөрумеидерді, 

антибиотикгерді,  органикалық  кышқылдаі 

__

темскі жөне т.б.  өнімдсрді  алу үшін пайдаланылады.  Ферменттер медицинада 

да  қолданыс  тапқан.  Оларды  адам  ағзасына  егумен  егу  арқылы  кейбір 

себептермен  әлсіреген  физиологиялық  қызметгерді  (функцияларды)  қа тптт.тда 

келтіреді  немесе  күшейтеді.  Мысалы,  пирожүзім  қышқылынын  ағзада 

жиналуына кедергі  жасаитын және оның декарбоксилдендіруін катализдейтін 

кокарбоксилазаны  айтуға  болады.  Биополимерлерде  қатаң  белгілі  бір 

химиялық  байланыстарды  ыдырататын  ферментгер  көптеген  ақуыздар  мен 

нукпеин  қышқылдарының  күрылымдарын  дешифрлеу  (шифрді

[анылады.  Мүның  теориялық  маңызы

Болашақта  ісжүзінде

айталық гендік инженерияда, қолданыс табуы да мүмкін,.

1.2.2 

Ферментгердің химиялық  табиғаты  және  күрылысы.

  Ферменттер 

үлкен  екі  топқа  бөлінеді:  бір  қүрамдасты  және  екі  қүрамдасты  болып.  Бір 

қүрамдасты  ферменттер тек ақуыздан  түрады.  Екі  қүрамдасты  ферметтерде, 

ақуыздан  басқа  ақуыз  емес  топ  болады.  Екі  қүрамдасты  ферментгің  ақуыз 

бөшгш апофермент немесе ферон деп атайды,  ақуыз емес  бөлігін простетика- 

лық топ немесе агон деп атайды. Простетикалық топ өзінің химиялық табиға- 

ты  бойынша  әр  түрлі  затгардан  қүралуы  мүмкін.  Екі  қүрамдасты  фермен- 

ттердің  басым  бөлігінде ол затгар дәрумендерден немесе олардың туындыла-

рынан  түрады.  Бүл  совдылардың  әр  түрлі  ағзалардағы  заг  алмасуындағы 

маңыздылығына  себеппгі  болады.  Екі  қүрамдасты  ферментгер

дәрумендерден  басқа  простетикалық

қүрамына

ретінде  нуклеотидтер  де  енуі

мүмюн.  Сонымен  бірге,  егер олар ферментгің ақуыздық бөлігімен тығыз бай- 

ланысы  болмаса,  ондай  простетикалық  топш   кофермент  деп  атайды.  Мысал

ретінде  тотықтыру-тотықсыздандыру  ферментгерінің  (ауасыз  дегидрогеназа- 

Щ) 


коферменті-  никотинамидадениндинуклеотидті  (НАД)  немесе нико- 

тинамид-адениндинуклеотидфосфатш  (НАДФ)  келтіруге  болады.  Екі  қүрам-

дасты  ферментгердің  простетикалық  топтарын  мегаллорганикалық  қосылы-

6


стар құрастырады.  Мысалы,  сутек  асқын тотығын  суға және  оттегіне ыдыра- 

татын  каталазаның  қүрамына  темір  атомымен  байланысқан  пирролдың  төрт 

молекуласынан  түратын  гематин  енеді.  Екі  қүрамдасты  ферменттердің  про- 

стетикалық  тобы  катализдеу  реакцияларына тікелей  қатысады.  Бірақ  бүл  ре- 

акцияның  жүзеге  асырылуында  айтарлықтай  маңыздылық  ақуыздық  бөлікке 

тиеді.  Оның  қүрылыс  ерекшеліктері  мен  қасиеттеріне  ферменттердің  бел- 

сенділігі  мен  ерекше  (арнаулы) өсері көптеп тәуелді  болады.  Айталық, гема- 

тин, каталазаның  ғана  қүрамына енбейді,  сондай-ақ,  полифенолдарды тотық- 

тандырьш,  оларды  сәйкес  хинондарға  айналдыруға пайдаланатын пероксида- 

заның  да қүрамына  енеді.  Сонымен  бірге  мүнда  су  да  пайда  болады.  Соны- 

мен, простетикалық тобы бірдей (гематин) осы екі ферменттердің каталитика- 

лық  әсерлеріндегі  айырмашылық  аОуыз  иеленушінің  (тобының)  қүрылыс 

ерекшеліктеріне толығымен байланысты екен. Бірақ, каталаза мен  пероксида- 

заның  қүрамына  енетін  ақуыздардың  өздері,  гематинмен  байланысы  жоқ- 

тығынан, каталитикалык әсерге ие емес.

Я|

Бір қүрамдасты  ферменттерге  келсек,  оларда  белсенді  топ  рөлін  бірқатар 



амин  қышқылдарының  қалдықтары  қүрастыратын,  ақуыз  молекулаларының 

белгілі  бір  телімдері  атқарады.  Белсенді  немесе  каталитикалық  орталық  деп 

аталатын  бүл  телімдерге  субстратгардың  қосылуы  жүреді  және  олардың 

тікелей  қатысуымен  кез  келген  катализделінген  реакциялар  жүзеге  асырыла- 

ды.  Бір  қүрамдасты  ферменттердің  бәрінде  бар  каталитикалық  орталықтан 

басқа,  олардьщ кейбіреулерінен  аллостериялық орталықтар  (гректің  «АІІоз»  - 

басқа)  дегендер табылды.  Бүлар  катализді  реакцияларға  тікелей  қатыспайды, 

бірақ  оларға,  эффекторлар  деп  аталынған  қосылыстар  қосылғанда,  фермент 

молекуласыньщ  пішін  үйлесімінде  өзгерістер  жүреді.  Бүл  белсенді  орталық- 

тың  қайта  қүрылуына  жетелейді,  демек,  оның  іс-әрекетіне  айқын  әсер  етеді. 

Сонымен,  бір  эффекторлар  ферментгердің  каталитикалық  белсенділігін  арт- 

тырса, басқалары,  керісінше, төмендетеді  және де эффекгорлардың осы  әсер- 

лері  қайтымды  сипатқа  ис.  Жасушаларда  мүндай  аллостериялык  фермен- 

тгердің  болуы  зат  алмасуды  реттеуде  маңызды  рөл  атқарады.  Ол  жөнінде 

кейіннен баяндалады.

7


1.2.3 

Ферментгердің  катализаторльщ  әсерінің 

механизмі.

 

Кез 

келген  химиялық  реакцияның  жылдамдығы  реакцияга  қатысатын  заттардың 

концентрадиясына  және  олардьщ  ішкі  қуатына  байланысты  екені  бұрыннан 

белгілі.  Молекулалар  неғұрлым  көптеп  катысса  олар  өзара жиі түйіседі  және 

соғұрлым  осы  реакцияньщ  жылдамдығы  жоғары  болады.  Бірақ  бұл 

соктығыстардың  бөрі  бірдей  молекулалар  арасындағы  химиялык  өзара 

әрекетіне  әкеле  бермейді,  себебі  одан  тек  жеткілікті  түрде  куаты  барлары 

ғана 

әсерлеседі. 

Мұндай 

молекулаларды 

белсенділер 

немесе 

белсендірілгендер  деп  атаиды.  Молекулаларды  белсендіруі  сөуле  қуаттарьга 

сініруіден  немесе  қоздырылған  басқа  бір  молекулалармен  соқтығысудан 

температураның  жоғарылауының  нөтижесінде  жұруі  мұмкін.  Кез  келген 

жағдайда  да  мұндай  белсену,  әсерленуші  заттардың  ішкі  қуаттарының 

артуымен  ілесе  жұреді.  Бір  моль  затгың  барлық  молекулаларын  берілген 

температурада  белсенді  күйге  ауыстыру  ұшін  қажет  қосымша  қуат  санын 

(мөлшерін)  белсендіру  қуаты  деп  атайды.  Мұндайда  катализаторлардың  өзі, 

оның  ішінде  ферменттер,  қосымша  қуат  көзі  бола  алмайтынын  есте  ұстаған 

жен.  Олардьщ реакцияны  жеделдететін  катализаторлық әрекеті, осы ұдерісті

іске 

асыруға 

кажет 

молекулалардың 

белсенді 

қуатын 

төмендете 

алатъшдығымен байланысты 

(1

 -сурет).



Белсендіру қуатьш  осылай төмендету,  субстрат деп  аталатын  әсерленуші 

зат,  ферментпен  тұрақсыз  байланысады,  нәтижесінде  реакция  бір  емес, 

бірнеше  сатымен  (екіден  кем  емес),  айналма  жоддармен  өткендей  болады. 

Мысалы,  кұрделі  косылыстың  (А)  екі  қарапайымға  (В  және  С  затгарға) 

ыдырағанда, алдымен субстратгың (А) ферментке қосылуы  жұреді:

А + Ф (фермент) 



  А  Ф (фермент)  /  1  - саты /. 

Сосын

найда болған  «субстрат Фермент» кешені  мына сүлба  бойынша  ыдырайды:

А   Ф 

► 

В + С +   Ф 

/ 2  —саты/

немесе біршама күрделі жолмен:

А  Ф——

►  В + С  Ф 

/ 2 — саты /

С Ф —►

 

С +   Ф (фермент) 

/3 -с а т ы /

Субстратш ферментті  кешеннің  ыдырауының  осы  екі  жолының  қайсы- 

сында  болмасын 

реакцияның 

соңғы  екі  өнімі  пайда  болады  және  еш

өзгеріссіз  субстратгьщ  кезекп  молскуласымен  әрекеттесе  алатын  фермент 

бөлініп  шығады.  Ферментпң субстратпен өзара әрекеттесуінде субстраттың

1

 -сурет. Реакцияыы ферментпен катализдеудің (узбе сызық) 



және катализдеусіздің (тұтас қисык сызық) нөтижесінде

жүйенін бос қуатыньщ өзгеруі

пішін  үйлесімі  ғана  емес,  молекулалардың  де  өзгеріп,  бірте-бірге  бел- 

сенділігін  төмендетеді  де  оның  ыдырауына  әкеледі.  Міне,  сондықтан  әр 

фермент  ағзаның  генетикалық  ерекшеліктері  мен  оның  онтогенетикалық 

күише  байланысты  айтарлықтай  өзгеретін  (бір  сағаттан  бірнеше  тәулікке 

дейін),  белгілі  бір  уақыт  қана  іс-әрекетін  атқара  алады.  Осыған  байланысты 


  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13


©emirb.org 2017
әкімшілігінің қараңыз

войти | регистрация
    Басты бет


загрузить материал