PRODUKTID: amino-, rasvhapped, ADP+P ATP Nukleotiidid, glükoos Sahhariidid Valgud, lipiidid ASSIMILATSIOON *** ATP ehk adenosiinttriosfaat Universaalne energia talletaja aja ülekandja, mis osaleb kõigi rakkude metabolismis. ATP ADP + P = ATP + 30kj/mol energiat P-P-P A ASSIMILATSIOON? (väiksest suuremaks) Denaturatsioon EI Replikatsioom JAH Polüpeptiidi moodustamine JAH Nukleotiidide ühinemine Jah Glükogeeni hüdrolüüs EI Vitamiinide teke JAH Makroergilised ühendid ...on energiarikkad ühendid mille ühe keemilise sideme lõhkumisel vabaneb vähemalt 30kJ/mol energiat A A P--P--P Makroergiline sinde
tülakoid sisemembraani sissesopistus (kloroplastis) 27. graan tülakoidide virnad (kloroplastis) 28. strooma sisemine ruum (kloroplastis) 1.Millises järjekorras kasutab organism oma orgaanilise aine varusid energia saamiseks? 2.Millest koosneb ATP? adeniin, riboos, 3 fosfaatrühma 3.Kuidas on omavahel seotud ATP ja ADP? 4.ATP tähtsus osaleb KÕIGI rakkude metabolismis 5.Kuidas salvestatakse energiat ATP molekulisse? kolmanda fosfaatrühma lisandumisel salvestub energia 30kJ ühe molekuli kohta 6.Nimeta protsesse, millega kaasneb ATP moodustamine. glükolüüs, hingamisahel, 7.Kuidas võib jaotada metabolismi? assimilatsioon, dissimilatsioon 8.Kuidas säilitavad organismid oma glükoosivarusid? fotosünteesiga 9.Palju energiat saadakse 1 glükoosi molekuli täielikul lagundamisel? 30kJ 10.Millised etapid on eristatavad glükoosi lagundamisel? glükolüüs, tsitraaditsükkel ja hingamisahela reaktsioonid 11.Kus toimub glükolüüs? tsütoplasmas 12
või redoksreakstoonidel vabanevat keemilist energiat (kemos.) Heterotroofid- organismid, kes saavad elutegevuseks vajaliku energia toidus sisaldava orgaanilise aine oksüldatsioonil. Ja kehale omased ained sünteesitakse toiduga saadud orgaaniliste ainete lõhustumissaadustest. Miksotroofid- (siomviburlane) suudab mõlemat käitub nii auto kui heterotroofina (huulheain) Makroenergilised ühendid ehk energiarikkad ühendid, ühe keemilise sideme lõhkumisel vabaneb vähemalt 30kJ energiat. ATP- universiaalne energia ülekandja (edeniintrifosfaat) ATP on nukleotiid, mis koosneb lämmastikalusest (adeiin), süsivesikust(riboos) ja 3 fosfaat rühmast. Osaleb biomolekulide tekkel, ainete aktiivsel trantspordil, lihasrakkude töös. Dissimilatsioon- katapolism. Organismis toimuvad ainete lagundamise protsessid (lõhustamine).energeetilisel eesmärgil. Lähteaine glükoos. Süsivesikud 17,6kJ/g Lipiidid 38,9kJ/g Valgud 17,6kJ/g
saamiseks? Süsivesikud, lipiidid, valgud 4. Kirjeldage ATP molekuli ehitust. ATP molekul koosneb riboosist, adeniinist ja kolmest fosfaatrühmast 5. Milles seisneb ATP tähtsus? ATP on universaalne energia talletaja ja ülekandja, sest osaleb kõikide rakkude matabolismis. 6. Kuidas salvestatakse energiat ATP molekulidesse? ADP (adenosiindifosfaat) liitub juurde üks fosfaatrühm ja sellega koos salvestub 30kJ energiat ja tekib ATP. 7. Kuidas saab ATP energiat kasutada sünteesireaktsioonides? Kui ATP lagundeb ADP'ks või AMP'ks (adenosiinmonofosfaat) siis vabaneb ka selle käigus energiat, mida saab ära kasutada sünteesiprotsessides. 8. Nimetahe protsesse, millega kaasneb ATP moodustumine. Tärklise lagundamine glükoosi molekulides ja glükoosi oksüdatsioonil. Kokkuvõte Kõik organismid vajavad energiat ja energiat saab ühendite lagundamisel. Selleks aga et
KIRJELDAGE ATP MOLEKULI EHITUST. ATP MOLEKUL ON RIBONUKLEITIID, MIS KOOSNEB LÄMMASTIKALUSEST ADENIIN , RIBOOSIST JA KOLMEST FOSFAATRÜHMAST. MILLES SEISNEB ATP TÄHTSUS? ATP ON UNIVERSAALNE ENERGIA TALLETAJA JA ÜLEKANDJA, MIS OSALEB KÕIGI RAKKUDE METABOLISMIS. KUIDAS SALVESTATAKSE ENERGIAT ATP MOLEKULISSE? KUI MOLEKULI KOOSTISSE KUULUB KAKS FOSFAATRÜHMA, NIMETATAKSE ÜHENDIT ADP-KS, KOLMANDA FOSFAATRÜHMA LIITMISEL ADP MOLEKULIGA TEKIB ATP. PROTSESSIGA SALVESTUB ATP-SSE U. 30KJ ENERGIAT ÜHE MOLEKULI KOHTA. KUIDAS SAAB ATP ENERGIAT KASUTADA SÜNTEESIREAKTSIOONIDES? ATP MOLEKUL SAAB SAADUD ENERGIAT EDASI ANDA MÕNELE TEISELE KEEMILISELE ÜHENDILE, MIS TOIMUB KOOS VIIMASE FOSFAATRÜHMA ÜLEKANDEGA. NIMETAGE PROTSESSE, MILLEGA KAASNEB ATP MOODUSTUMINE. GLÜKOLÜÜS, KÄÄRIMINE, HINGAMINE, FOTOSÜNTEES. KUIDAS SÄILITAVAD ORGANISMID OMA GLÜKOOSIVARUSID? POLÜSAHHARIIDIDENA TÄRKLISE VÕI GLÜKOGEENI KUJUL. MILLISED ERINEVUSED ON AEROOBSEL JA
Toitainete kasutamise järjekord: 1.Sahhariidid (glükoos) 1g = 17,5 kJ ( 4 kcal) 2.Lipiidid (neutraalrasvad) 1g = 38,9 kJ (9 kcal) 3.Valgud (kaseiin) 1g = 17,6 kJ (4 kcal) ATP on universaalne energia talletaja ja ülekandja, mis osaleb kõigi rakkuda metabolismis. Kui molekuli koostisesse kuulub kaks fosfaatrühma, siis nimetatakse ühendit adeniinfosfaadiks (ADP), kolmanda fosfaatrühma liitmisel ADP molekuliga tekib ATP. Selle protsessiga salvestub ATP-sse ligikaudu 30kJ energiat ühe molekuli kohta. Glükoosi lagundamise üldvalem: C6H12O6 + 6O2 = 6CO2+ 6H2O + 38ATP GLÜKOOS ENERGIA Glükoosi algne lagundamine ehk glükolüüs toimub päristuumsete rakkude tsütoplasmavõrgustikus. Lähteaineks on C6H12O6. Glükolüüsil toimub glükoosi järkjärguline muutumine ensüümreaktsioonide käigus. Tekivad 2 püroviinamarihappe molekuli (2 PVA). H jääb üle (NADH2 )
Ülesanne: energia salvestajad elusorganismides Koostis: Lämmastikalus-süsivesik-P~P~P~ ATP: adeniin-riboos-P~P~P~ GTP: guaniin-riboos-P~P~P~ CTP: tsütosiin-riboos-P~P~P~ UTP: uratsiil-riboos-P~P~P~ dATP: adeniin-desoksüriboos-P~P~P~ dGTP: guaniin-desoksüriboos-P~P~P~ dCTP: tsütosiin-desoksüriboos-P~P~P~ dTTP: tümiin-desoksüriboos-P~P~P~ ADP+PATP 30KJ Erinevus ATP ja nukleotiidi vahel: ATP-l on kolm fosfaatrühma, nukleotiidis üks fosfaatrühm 13. Ensüüm Mõiste: biokeemilise reaktsiooni kiirust reguleeriv valk Liigid: lihtensüüm (aminohappejäägid) ja liitensüüm (aminohappejäägid + muu aine (vitamiin)) 2100-2150 erinevat ensüümi ja moodustava 3-4%valkudest Koostis: Toime organismis: organismis on madal temperatuur, ainete konsentratsioonid tühised, kuid
ATP ehk adenosiintrifosfaat Universaalne enegia talletaja ja ülekandja, mis osaleb kõigi rakkude metabolismis. ATP moodustub glükolüüsi, käärimise ja hingamise käigus. ADP + P--> ATP + 30 kJ/mol energiat. Jaguneb: Dissimilatsioon- lagundamisprotsess, kaasneb energia vabanemine. Assimilatsioon- sünteesiprotsess, vajalik täiendav energia. Põhiline energiakandja ATP. Ehituselt nukleotiid. ATP->ADP->AMP energiarikkad sidemed. Ühe sideme moodustamiseks seotakse 30kJ energiat molekuli kohta. Organismides toimuvad sünteesi ja lagundamisprotsessid, mis tagavad aine- ja energiavahetuse ümbritseva keskkonnaga. Universaalne energiarikas makroergiline ühend. ATP moodustub põhiliselt glükolüüsi käärimise, hingamise ja fotosünteesikäigus. Glükoosi lagundamine mitkondrites. Kõige esmane kasutatav energia allikas glükoos. Dissimilatsioon- vabaneb energia 4.3 Glükoosi lagundamine organismis
Kuidas saab makroergilisse ühendisse salvestada energiat? Kätte energiat?(reaktsiooni võrrand üldiselt) · Erinevad lämmastikaluse poolest. Näiteks ATP(adenosiintrifosfaat), ADP(adenosiindifosfaat), NAD(nikotiinamiidadeniindinukleotiid), NADP(nikotiinamiidadeniindinukleotiidfosfaat). · Makroergiline ühend osaleb keemilise energia salvestaja ja ülekandjana biokeemilistes reaktsioonides. · Energia salvestatakse ATP molekulidesse. ADP + Pi ATP - 30kJ · Kätte saab fosfaatrühma ülekandega ATP + S S - Pi + ADP 6.Glükoosi lagundamine: vajalikkus, olemus, millistes raku osades toimub, millised etapid, mis nendes toimub, miks etappidena, milleks vaja ensüüme, NADi, teada üldist võrrandit. Kuidas antakse käärimistele nimetus, osata nimetada erinevaid käärimistüüpe ja kääritajaid. Millal ja miks kasutab inimene anaeroobset glükoosi lagundamist, miks see ei ole eriti soovitatav(too näited)
kasutusele valgud. Dissimilatsiooniprotsessides vabanevat energiat salvestatakse enamasti ATP molekulidesse, et seda hiljem kasutada. ATP molekul on ribonukleotiid, mis koosneb lämmastikalusest, kolmest fosfaatrühmast ja riboosist. Kui aga molekuli koostisesse kuulun kaks fosfaatrühma, nimetatakse teda ADP ehk adenosiindifosfaadiks, millele ühe fosfaatrühma liitmisel tekib adenosiintrifosfaat ning viimsesse salvestub 30kJ energiat ühe molekuli kohta. Saadud energia annab ta edasi mõnele keemilisele ühendile. Lisaks ATP’le on rakkudes veel teisigi makroergilisi ühendeid (GTP, CTP, UTP), mis erinevad üksteisest vaid lämmastikaluste poolest (GTP – guanosiintrifosfaat). 3. Glükoosi lagundamine Taime- ja loomarakkudes kulgeb glükoosi lagundamine ühtemoodi, mistõttu seda dissimilatsiooniprotsessi võib pidada universaalseks.
valke. 4. Kirjeldage ATP molekuli ehitust. ATP moolekul on ribonukleotiid, mis koosneb lämmastikalusest adeniin, riboosist ja kolmest fosfaatrühmast. 5. Milles seisneb ATP tähtsus? ATP on makroergiline ühend, mis osaleb kõigi organismide aine- ja energiavahetuses. 6. Kuidas salvestatakse energiat ATP molekulisse? Kui molekuli koostisse kuulub kaks fosfaatrühma, siis nim ühendit ADP. Kolmanda fosfaatrühma liitmisel ADP molekuliga tekib ATP. ADP + Pi -><- ATP 30kJ (1) ATP + S -><- S Pi + ADP (2) 7. Kuidas saab ATP energiat kasutada sünteesireaktsioonides? 8. Nimetage protsesse, millega kaasneb ATP moodustamine. Tärklise lagunemisel, vabaneva energia arvel on võimalik sünteesida ATP molekuli. GLÜKOOSI LAGUNDAMINE 1. Kuidas säilitavad organismid oma glükoosivarusid? Enamikus organismides talletatakse glükoosivarud polüsahhariididena tärklise või glükogeeni kujul. 2
sahhariidi varud, siis hakkab lipiidiide lõhustamine ja kõige viimasena lõhustatakse organismi valke. Lisaks sahhariididele, lipiididele ja valkudele vabaneb energia ka teiste org ainete lagundamisel, kuid nende osatähtsus on suht väike. Adenosiidtrifosfaat on universaalne energiatalletaja ja ülekandja, mis osaleb kõigi rakkude metabolismis. ATP mol on ribonukleotiid, mis koosneb lämmastikalusest adeniinist, riboosist ja kolmest fosfaatrühmast. ADP + Pj= ATP -30kJ , saadud energia saab ATP molekul edasin anda mõnele teisele keem. ühendile. ATP moodustub põhiliselt glükoosi, käärimise, hingamise ja fotosünteesi käigus. Teised makroerglised ühendid: GTP(valkude süntees) ATP, GTP, CTP, TTP(DNA süntees), ATP, GTP, CTP, UTP(RNA süntees). Glükoosi lagundamist võib pidada universaalseks, sest taime- ja loomarakkudes toimub see ühtemoodi.Enamikes organismides talletatakse glükoosivarud polüsahhariididena- tärklise või glükogeeni kujul
arvutada väga lihtsalt, kasutades valemeid. NB VAATA VIHIKUSSE!! Kuna, vabaenergia muutus on positiivne, siis see tähendab, et soodustatud on vastassuunaline reaktsioon. F6P arvelt hakkab moodustuma G6F-i. Siit me järeldame, et tasakaaluolekus leidub segust rohkem G6Pd. 18. Reaktsiooni: ATP + H2O ADP + fosfaat G0 = -30 kJ/mol. Milline on reaktsiooni: ADP + fosfaat ATP + H2O Gºväärtus? Kuna tegemist on pöördreaktsiooniga, siis antud juhul on reaktsiooni dG0 väärtus +30kJ/mol. 19. Millele on keskmise inimese võimsus kõige lähedasem? Laualambi pirn, mis on umbes 100 vatti. Keskmise inimese võimsus on ca 109 vatti. 20. Kirjutage reaktsiooni tasakaalukonstandi avaldis: GTP + ADP GDP + ATP K = ((Produktid)/(Lähteained)) K = (GDP + ATP) / (GTP + ADP) 21. Kui palju kasulikku tööd saab rakk teha biokeemilise reaktsiooni arvelt, mille G = -45 kJ/mol, kui kasutegur on 60%?
45.Keemilise reaktsiooni põhitunnus: igale keemilisele reaktsioonile kaasneb ka energia eraldumine või energia neeldumine. Enamikel juhtudel energia eraldub soojusena. Keemiline reaktsioon on protsess, kus tekib uus aine ja selle käigus peab tekkima vähemalt üks ja katkema vähemalt üks side. Suletud süsteemis energia kiirgumise korral süsteem soojeneb ja vastupidi. Eksotermilise reaktsiooni puhul eraldub soojust, s.t. väheneb süsteemi energia DH=- 30kJ(põlemisr., lubja kustutamisr.). Endotermilise reaktstiooni kulgemiseks tuleb reageerivaid aineid soojendada, s.t. anda juurde energiat DH=30kJ (elavhõbedaoksiidi lagunemisr.) DH nimet. reaktsiooni tekkesoojuseks ehk entalpiaks. Põlemissoojus on aine täielikul põlemisel eraldub soojushulk, kuid praktikas kasutatakse org. ainete põlemisel mõistet kütteväärtus (naftal 10400- 11000 kcal/kg, suhkrul 3940kcal/kg). Hess’i seadus: reaktsiooni soojusefekt ei sõltu sellest, kas
rakkudevahelisel transpordil ning mitmesugustes liikumisprotsessides. ATP (adenosiintrifosfaat) – universaalne keemilise energia talletaja ja ülekandja, mis osaleb kõigi rakkude metabolismis. Moodustub glükoosi käärimise ja hingamise käigus. ATP’d ei saa talletada, seda peab pidevalt genereerima. ATP’d pole mõtet varuda, sest see lagundab end kui teda minuti jooksul ära ei kasutata. Rakk sureb kui energia otsas (1min sureb 300miljonit rakku). ADP (adenosiindifosfaat) +P -> ATP + 30kJ/mol. Füüsilise pingutuse korral vajab organism täiendavat energiat -> kiireneb ATP süntees -> vabaneb rohkem energiat. Et hoida püsivat kehatemperatuuri hakatakse higistama, kuna higi aurustumiseks nahapinnalt kasutatakse soojusenergiat. Lihaste liigutamiseks on vaja ATP’d kogu füüsilise aktiivsuse kestel. Lihas kasutab ära 35% saadud energiast, ülejäänud kaob. Lihase kontraktsioon: närviimpulsi tulemusena -> müosiin liitub aktiiniga -> müosiini pea tõmme
protsess(kataboolsed prots) Vaba energia standardmuut(ΔG0) on vabaenergia muut, kui reageerivate ühendite konts on 1M, pH on 7 ja temp 25° (vajalik reaktsiooni bsuuna ja võimalikkuse hindamiseks) Makroergilised ühendid on väike arv ühendeid, mile (makroergilise)sideme hüdrolüüsi vaba energia standardmuut on üle -25kJ/mol. Põhiline esindaja on ATP, ühtlasi ka universaalseim esindaja(-30kJ/mol). ATP lõhustamisega ADP-ks kaasuv terminaalse fosforüülgrupi(energiapaketi) ülekanne biomolekulile tagab suure energiamuudu tõttu biomolekuli aktiveerumise. Sel viisil töötavadki ATP ja makroergilised ühendid energia ülekande/doonorvormidena. Inimkeha põhilised makroergilised ühendid on makroergilised fosfaadid – ATP, GTP, UTP, CTP, ADP jne. Nende vaba energia muuton küll suur, kuid nad on enamasti stabiilsed.
tööd(antud temp, konts rõhk) Vaba energia muut(G). Biokeemilise protsessi suuna ja võimalikkuse määrab vaba energia muut. Negatiivse vabaenergia muuduga kulgeb spontaanne protsess (kataboolsed prots) Makroergilised ühendid on väike arv ühendeid, mile (makroergilise)sideme hüdrolüüsi vaba energia standardmuut on üle -25kJ/mol. Põhiline esindaja on ATP, ühtlasi ka universaalseim esindaja (-30kJ/mol). 8 ATP lõhustamisega ADP-ks kaasuv terminaalse fosforüülgrupi (energiapaketi) ülekanne biomolekulile tagab suure energiamuudu tõttu biomolekuli aktiveerumise. Sel viisil töötavadki ATP ja makroergilised ühendid energia ülekande/doonorvormidena. Inimkeha põhilised makroergilised ühendid on makroergilised fosfaadid ATP, GTP, UTP, CTP, ADP jne.
Kas tasakaaluolekus leidub reaktsioonisegus rohkem glükoos-6-fosfaati või fruktoos-6- fosfaati? Põhjendage. Glükoos-6-P, sest vabaenergia muutus on positiivne, seega on tegemist vastassuunalise reaktsiooniga ehk reaktsiooni tasakaal on suunatud vasakule. 22. Reaktsiooni: ATP + H2O ADP + fosfaat Gº on -30 kJ/mol. Milline on reaktsiooni: ADP + fosfaat ATP + H2O Gº väärtus? Kuna teine on vastassuunaline reaktsioon, siis on dG=+30kJ/mol 23. . Millele on keskmise inimese võimsus kõige lähedasem? a) laualambi pirn b) taskulambi pirn c) Ignalina tuumajaama reaktor 24. Kirjutage reaktsiooni tasakaalukonstandi avaldis: GTP + ADP GDP + ATP K = [GDP]eq[ATP]eq / [GTP]eq[ADP]eq 25. . Kui palju kasulikku tööd saab rakk teha biokeemilise reaktsiooni arvelt, mille G on -45 kJ/mol kui kasutegur on 60%? 45*0,6 26. Kuidas sõltub laengutevahelise interaktsiooni energia laengutevahelisest kaugusest (valem, ühikud)?
0,3 35) Ülesande vastus: Tasakaaluoleku reaktsioonisegus leidub rohkem glükoos6fosfaati. (66,5%) Lühemalt siis: vabaenergia muut on positiivne, järelikult on soodustatud G6P teke ja mitte selle lagunemine. Tasakaalulises segus on rohkem G6P. 18. Reaktsiooni: ATP + H2O ADP + fosfaat Gº on 30 kJ/mol. Milline on reaktsiooni: ADP + fosfaat ATP + H2O Gº väärtus? Pöördreaktsioonid on vastasmärgilised. Seega antud juhul on vastuseks: +30kj/mol 19. Millele on keskmise inimese võimsus kõige lähedasem? a) laualambi pirn(~110W) 20. Kirjutage reaktsiooni tasakaalukonstandi avaldis: GTP + ADP GDP + ATP Reaktsiooni GTP + ADPGDP + ATP tasakaalukonstant on järgmine: K=[GDP][ATP]/[GTP][ADP] 21. Kui palju kasulikku tööd saab rakk teha biokeemilise reaktsiooni arvelt, mille G on 45 kJ/mol kui kasutegur on 60% G mõõdab seda energiahulka, mis on potentsiaalselt kätte saadav tegemaks kasulikku tööd.vastus peaks olema 45 x 0,6. 22
Ülesande vastus: Tasakaaluoleku reaktsioonisegus leidub rohkem glükoos6fosfaati. (66,5%) Lühemalt siis: vabaenergia muut on positiivne, järelikult on soodustatud G6P teke ja mitte selle lagunemine. Tasakaalulises segus on rohkem G6P. 18. Reaktsiooni: ATP + H2O ADP + fosfaat Gº on 30 kJ/mol. Milline on reaktsiooni: ADP + fosfaat ATP + H2O Gº väärtus? (võivad olla erinevad reaktsioonid) Pöördreaktsioonid on vastasmärgilised. Seega antud juhul on vastuseks: +30kj/mol 1. Millele on keskmise inimese võimsus kõige lähedasem? a) laualambi pirn(~110W) b) taskulambi pirn c) Ignalina tuumajaama reaktor (võivad olla erinevad võrdlused) 2. Kirjutage reaktsiooni tasakaalukonstandi avaldis: GTP + ADP GDP + ATP (võivad olla erinevad reaktsioonid) Reaktsiooni GTP + ADPGDP + ATP tasakaalukonstant on järgmine: K=[GDP][ATP]/[GTP][ADP] 21
annaabi.ee 
