lineaarse struktuurina. Fükobiliinid esinevad vetikatel ja tsüanobakteritel. Milline struktuur tagab klorofülli molekulis nähtava valguse footonite neeldumise? Mis toimub footoni neeldumisel? Porfüriini rõngas ja Mg selle sees (resonantsahel). Klorofüll a hakkab valgusenergiat konverteerima keemiliseks energiaks ning hakkab pihta elektrontransportahel. Valguskvandi neeldumisel klorofüll a-s , saavutab klorofüll a elektron selle kvandi energia ning tõuseb vastavalt kõrgemale energianivoole st liigub tuumast kaugemale ergastub. Elektroniülekanne doonorpigmendilt P680aktseptorkinoonvee lagundamine ja oksüdeerunud P680 taasreduts cytbf plastotsüaniin P700 elektronid ferredoksiinile NADP-le Klorofüll b molekulid liiguvad apolaarses voolutis kiiremini/aeglasemalt/sama kiirusega kui klorofüll a molekulid. Ühe mittepolaarse metüülrühma asemel (klorofüll a) polaarne formüülrühm (klorofüll b).
Siis kui RH on 100% e õhk on veega küllastunud; ehk kui relatiivne niiskus on 100%, siis( fii) =0 (P/P0=1) 42. Vee difusioon läbi akvaporiinide on kiirem/aeglasem/võrdne kui läbi membraani lipiidse kaksikkihi (õige variant alla kriipsutada) 43. Kirjutage Van't Hoffi võrrand koos tähiste selgitusega = - iCRT C - molaalne kontsentratsioon (moolide arv kg lahusti s.t vee kohta); R - gaasikonstant (8.3 Pa m3 mool K-1); T- temperatuur Kelvini kraadides i - isotooniline koefitsient i = 1+(n-1) - dissotsiatsiooniaste (sõltub kontsentratsioonist) n - dissotsieerumisel moodustuvate ioonide arv 44. Leida 1M glükoosi lahuse osmootne rõhk kui P=0, R=0,082 L atm/mool K, temperatuur 25oC, i= 1 = - iCRT 45. Milline kasu võiks taimel olla kavitatsiooni toimumisest?
Enamik taimi on autotroofid, samuti on autotroofe bakterite hulgas (tsüanobakterid) ning protistide seas (vetikad). Heterotroofid aga on organismid, kes ei suuda ise toota eluks vajalikku orgaanilist ainet ja seega toituvad autotroofidest ja ka teistest heterotroofidest. Heterotroof on organism, kes saab oma elutegevuseks vajaliku süsiniku toidus sisalduvast orgaanilisest ainest. Need orgaanilised ühendid on valmistanud autotroofid. 3. Kuidas on fotosüntees ja mitokondriaalne hingamine seotud.(Fotosünteesi ja mitokondriaalse hingaminse võrrand, mis ained tekivad, milleks neid kasutatakse) Fotosünteesi võrrand 6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6O2 Mitokondriaalse hingamise võrrand C6H12O6 + O2 = CO2 +H2O +ATP Fotosüntees ja mitokondriaalne hingamine on omavahel tihedalt seotud. Fotosünteesi tulemusena tekivad glükoos ja hapnik, mida läheb vaja hingamiseks. Hingamise tulemusena tekivad süsihappegaas, vesi ja ATP
Toimub UV kiirguse ja välgu kaasabil maa atmosfääris. Eluslooduses on lämmastikku fikseerima võimelised vähesed mikroorganismid, kes redutseerivad elementaarse lämmastiku ammooniumiks. Mõned sellistest bakteritest on vabalt elavad, paljud on aga taimede, eelkõige liblikõieliste taimede, sümbiondid. Valdav enamus organisme on võimeline omastama lämmastikku NH 4+ vormis. Summaarne reaktsioon N2 + 10H+ + 8e- + 16ATP Z 2NH4+ + 16ADP + 16 Pi + H2 2. Kirjeldage reaktsiooni, mida katalüüsib nitrogenaasi kompleks, pöörates tähelepanu üldisele stöhhiomeetriale ning energia tarbimisele. Selgitage, millised on reduktaasi ja nitrogenaasi biokeemilised funktsioonid. Nitrogenaas katalüüsib õhulämmastiku fikseerimist. Koosneb dinitrogenaasist ja dinitrogenaasi reduktaasist. Taandab õhus sisalduva N2 ammooniumiks
Mõõdetavat potentsiaali nimetatakse standardseks bioloogiliseks elektroodipotentsiaaliks Eo’. Redoksreaktsiooni vabaenergia on arvutatav otse Eo’ väärtusest Nernsti võrrandi abil. ΔGo’ = -nFΔEo’ Selles võrrandis on n- reaktsioonis osalevate elektronide arv F- Faraday constant (94.4 kJ/V/mol) Keemiliste reaktsioonide (loomulikult ka redoksreaktsioonide) kulgemisega kaasneb vabaenergia muutumine ja iga reaktsioon kulgeb eelistatult ühes suunas. Kui elektronid liiguvad spontaanselt ühe ühendi koosseisust teisele ühendile, kaasneb sellega energia vabanemine. NADH ja FADH2 on väga kõrge negatiivse redokspotentsiaaliga ja elektronid saavad liikuda sealt spontaanselt teiste ühendite koosseisu, mille redokspotentsiaal on positiivsem. Selle käigus vabaneb energia. Hapnik, viimane elektronide akseptor hingamisahelas on kõige positiivsema ehk madalama redokspotentsiaaliga
Tallinna Ülikool FOTOSÜNTEESI KEEMIA Taimefüsioloogia referaat Koostanud: Luise Tiks Tallinn 2014 Sissejuhatus Fotosüntees on protsess, mille abil mitmed bakteritüübid, vetikad ning vaskulaarsed taimed muundavad valgusenergia orgaaniliste ainete keemiliseks energiaks. Fotosüntees hõlmab mitmeid füüsikalisi ning keemilisi reaktsioone, mille käigus sünteesitakse valgusenergia abil taandavaid agente (ferredoksiine ja NADPH-d) ning ATP-d. Saadud ühendeid kasutatakse lihtsate orgaaniliste ainete sünteesiks süsihappegaasist ning lämmastik- ja sulfaatioonidest. Sellised reaktsioonid on omased nii prokarüootidele kui eukarüootidele ning on aluseks taime funktsioneerimisele. Käesoleva töö eesmärgiks on anda ülevaade fotosünteesi pimedusstaadiumis toimuvatest
47. Kui rakumembraan on hüperpolariseerunud, siis milliste protsesside/ainete liikumise vahendusel võiks toimuda membraani depolariseerumine? nt. Na või Ca sissevooluga vastavatest kanalitest. Endomembraanid (ER/Golgi) 48. Nimetage vähemalt 5 rakkudest ER/Golgi vahendusel sekreteeritavat valku Proteaasid, glükoproteiinid, proteoglükaanid, mutsiinid, fibromoduliin, laktoferriin. 49. Kirjeldage SRP (signaali äratundja partikkel) struktuuri ja milleks vajalik. Proteiin-RNA kompleks. Eukarüootides kuus polüpeptiidi + RNA. Prokarüootides 1 polüpeptiid + RNA. Seostub valgu signaaljärjestusele ja tegeleb selle liigutamisega membraanile. 50. Kirjeldage signaaljärjestust valgu liikumiseks tsütosoolist ER-i, milliste teiste valkudega signaaljärjestus komplekseerub? Kus paikneb selle järjestuse retseptor? ER - Sekreteeritavad valgud sisaldavad N-terminaalses otsas nn ER signaal- e liiderjärjestuse. Signaaljärjestused on näiteks NLS ja NES. (tõin selle 48
Seega toimub nn. sekundaaraktiivne transport, mis otsest ATP hüdrolüüsi transpordiks ei vaja, kuid kasutab pumpade poolt ATP hüdrolüüsi energia arvel tekitatud ioonide kontsentratsiooni gradienti. Seni identifitseeritud kandjavalgud on enamikus monomeersed 40-50 kD suure hulga (~12) hüdrofoobsete piirkondadega. Geenide ekspresseerumine on raku- ja koespetsiifiline. Loomsetes organismides transporditav ioon on enamasti Na+. 18.Iseloomustage K/Na-ATPaas-i ja nimetage mõni protsess, mille läbiviimisel on oluline. Loomsetes organismides on sümpordis transporditavaks iooniks tavaliselt Na, sest Na+/K+- ATPaas tekitab suure Na gradiendi (vähe rakus ja palju väliskeskkonnas). Näiteks glükoosi transport rakkudesse toimub sümpordis Na+-ga. Taimedes konkreetse aine (iooni) transport kandjate vahendusel toimub sageli sümpordis või antipordis prootonitega, mis on rakkudest
Südametegevuse häired Na+ /K+ -ATPaas Resistentsus ravimite suhtes ja kemoteraapiale ABC pump (multi-drug resistance) Värvipimedus [H+] gradient kui pump (rodopsiin) ENDOMEMBRAANID Tsütoplasmavõrgustik = ER ja sekreetoorne rada ER/Golgi vahendusel sekreteeritavad valgud Proteaasid, glükoproteiinid, proteoglükaanid, mutsiinid, fibromoduliin, laktoferriin. SRP (signaali äratundja partikkel) on proteiin-RNA kompleks. Eukarüootides kuus polüpeptiidi + RNA. Prokarüootides 1 polüpeptiid +RNA. Vajalik valgu signaaljärjestuse äratundmiseks Kirjeldage signaaljärjestust valgu liikumiseks tsütosoolist ER-i, milliste teiste valkudega signaaljärjestus komplekseerub? Kus paikneb selle järjestuse retseptor? N-terminaalses otsas korduvad leutsiini jäägid ning ka lüsiini jäägid. Signaaljärjestus komplekseerub SRP-ga, translokaatoriga
20 5. Milline järgnevatest ühenditest ei funktsioneeri kui elektronide kandja mitokondriaalses ETA-s, mis vaheldumisi oksüdeerub ja redutseerub mitokondriaalses elektronide transpordi ahelas? vesi 6. Milline järgnevatest ühenditest on vajalik elektronide liikumiseks nii FADH2-lt kui ka NADH-lt hapnikule? CoQ 7. Fotosünteesi protsessis ............oksüdeeritakse ja ........... redutseeritakse vesi, süsihappegaas 8. Klorofülli molekul fotosüsteemi I reaktsioonitsentris pärast valguskvandi neelamist kaotab elektroni. Lineaarses fotosünteetilises elektronide transpordi ahelas eemaldunud elektron asendatakse fotosüsteemilt II pärit elektroniga 9. Milline järgnevatest väidetest ei ole õige RubP karboksülaasi jaoks? Katalüüsib füsforüüulumisreakts 10. Fotosünteesi pimereaktsioonid toimuvad stroomas 11
Membraanipotentsiaal on membraani erinevatel külgedel esineva elektriliste potentsiaalide vahe, mis on tingitud laetud osakeste erinevast konsentratsioonist kummalgi pool membraani. Sõltuvalt rakutüübist ja organismist, jääb loomarakkude membraanipotentsiaal vahemikku 20-200mV. Mõõdetakse (milli)voltides. 12. Nimetage membraanipotentsiaali tekkimise põhjusi - Vastaslaenguliste ioonide erinev liikumiskiirus läbi membraani. Nt K ioonid liiguvad kiiremini rakku kui Cl ioonid. - Membraanipotentsiaali aitavad säilitada ka erinevad pumbad rakumembraanis. Nt Na/K ATP-aasne pump 3 Na välja, 2 K sisse. - Valgud omavad tsütosooli aluselised keskkonnas (pH ~7.5) negatiivset laengut. 13. Rakumembraani, kloroplasti tülakoidi, mitokondri sisemembraani membraanipotentsiaali väärtused. - Rakumembraan : ~20-200mV - Kloroplasti tülakoid : ~30mV - Mitokonderi sisemembraan : ~160mV 14
BIOKEEMIA III TEST XX Fotosüntees 6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2 1. Kloroplastide ehitus. Kus fotosünteesi erinevad staadiumid toimuvad? Fotosüntees toimub nii prokarüootsete kui ka eukarüootsete organismide membraanides. Taimedes kulgeb fotosüntees kloroplastide (üks liik plastiide) tülakoidmembraanides. Kloroplastid sisaldavad DNA, RNA ja ribosoome, olles autosoomse DNA ja valgusünteesiga organellideks rakus. Plastiidides toimub fotosüntees, varuainete ümberkujundamine jt. taimele olulised protsessid. Plastiidid on pooldumisvõimelised organellid. Nende keskmine läbimõõt on 3-8 µm. Kõik soontaimede eritüübilised plastiidid tekivad algkudedes asuvatest, muutliku kujuga läbipaistvatest kehakestest - proplastiididest. Pimedas arenevad proplastiididest võrdlemisi vähediferentseerunud ehitusega, prolamellaarkehi ja protoklorofülli sisaldavad etioplastid. Valguse mõjul muutub etioplastide protoklorofüll
Substraatne ja membraanne fosforüülimine. Prootongradiendi teke membraanil. Metabolism = katabolism (energiat andvad reaktsioonid) + anabolism (biosünteesireaktsioonid). Katabolism lagundav ainevahetus. Keerulisematest ainetest tekivad lihtsamad ja vabaneb energia. Anabolism ainevahetuslike protsesside kogum, kus lihtsamatest keemilistest ühenditest sünteesitakse keerulisemad ühendid. Protsessi käigus vajatakse energiat ja ainet. (nt fotosüntees on anaboolne prots.) Anabolismi ei saa toimuda ilma katabolismita, mis varustab anabolismiprotsesse energiaga. Energiat kulutab ka bakteri liikumine, ainete transport rakku jne. Põhiliseks bioloogiliselt kasutatava energia kandjaks rakus on ATP. ATP sisaldab 2 makroergilist sidet. 8 ATP süntees AcCoA arvel: Atsetüül-S-CoA + H2O + ADP + Pi atsetaat + HS-CoA + ATP ATP energia arvel saab substraate aktiveerida. Nt: Glükoos + ATP Glc-6-P + ADP
Lõpetage hemiatsetaali ja hemiketaali moodustumise reaktsioonide võrrandid. Selgitage nende reaktsioo- nide tähtsust suhkrute keemias. Hemiatsetaal ühend, kus karbonüülrühmale on formaalselt lisatud OH, st (CHO-s on O asendatud OH-ga) Hemiketaal - Ühend, kus karbonüülrühmale on formaalselt lisatud OH. St (=0 on asendatud OH-ga.) 5. Millises stereoisomeerses vormis (D / L? põhjendus?) on Fischeri projektsioonina esitatud 2-desoksüriboosi molekul ? Kirjutage molekuli Haworthi projektsioon (tsükliline furanoosi vorm) a-anomeerina ja ß-anomeerina. Selgitage, kuidas toimub tsüklilisse vormi üleminek ja kuidas anomeere eristatakse. CHO | H-C-H | H-C-OH | H-C-OH | CH2OH Tegemist on D-vormiga, kuna viimane kiraalse süsniku juures olev OH rühm on suunatud paremale. Üleminek tsüklilisse vormi järgneval näitel: Anomeeri a, ß määramine: a - CH2OH ja OH on trans-asendis.
aatom suudab endaga liita kuni 4 aatomit Cahel võib olla sirge, hatunev või rõngakujuline ja ka selle pikkus võib varieeruda Cühendite kaudu reguleeritakse eluprotsesside kulgu organismides Cd saavad organismid keskkonnast AUTOTROOFID (nt taimed)-- sünteesivad ise eluteg.ks vaj. org. üh. väliskeskkonnast saadavatest anorg. ainetest. (VALMISTAVAD TOITU ISE). saavad en ka anorgaaniliste ühendite oksüdeerumisest. valgusen--taimed, vetikad, tsüanobak. fotosüntees keem.en-- bakterid kemosüntees VALGUSEN.t saavad kasutada TAIMED, VETIKAD, MÕNED BAKTERID fotosünteesis nt vee lagundamiseks vesinikuks ja hapnikuks=saadud vesiniku abil redutseeritakse CO2, mille tulemusena CO2st saadakse org. üh.did muundatakse fotosünteesi käigus keemiliseks energiaks HETEROTROOFID (nt kõik loomad)-- organismid, kes kasutavad Callikana teiste organismide toodetud orgaanilisi Cühendeid. ei oska ise anorg. üh.st org. üh.eid valmistada. en
Valkude pöörduv ankurdamine membraanile ja vabastamine membraanilt kontrollib signaaliülekannet. 4 ankru tüüpi: Amiid-seotud müristüülankrud; Tioester-seotud (rasvhappe-) atsüülankrud; Tioeeter-seotud prenüülankrud; Glükosüül-fosfatidüülinositoolankrud. 3. Membraanitransport. Vähesed apolaarsed ained lahustuvad membraani lipiidses kaksikkihis ning suudavad iseseisvalt läbida membraani. Polaarsed ja laetud ühendid ning ioonid ei suuda läbida membraani ilma membraanivalkude abita. Tüübid: passiivne difusioon ja soodustatud difusioon ei vaja välist energiat, kulgeb kontsentratsiooni või laengu gradiendi suunas. Aktiivne transport (primaarne ja sekundaarne) kulgeb vastu kontsentratsiooni gradiendi suunda, vajab ATP hüdrolüüsi või ioongradiendi energiat. ionofooride vahendatud ioonide transport, ioonkanalite vahendatud ioonide
Transferaasid -> funkts rühmade ülekanne ühelt molekulilt teisele Hüdrolaasid –> katalüüsivad hüdrolüüsi (C-N, C-O, C-P, C-S sidemete lõhustamist vee toimel) Lüaasid -> katalüüsivad C-C, C-O, C-N,C-S jt mittehüdrolüütilist lõhustamist Ligaasid -> katalüüsivad sünteesireaktsioone Isomeraasid Ensüümi toime: E+S - > ES E-ensüüm S-substraat ES-substraadi kompleks ES->EI EI- üleminekukompleks EI- >EP EP- produktikompleks EP-> E+ P P – produkt Selle asemel , et teha kõrge akt.energiga reaktsiooni E<->P , sooritatakse mitu madalama akt.energiaga reaktsiooni , mis kulgevad kiiremini. Ensüümi molekulaarne aktiivsus – üksiku ensüümimolekuli poolt kindla ajaühiku vältel muundatud substraadimolekulide arvu näitamine Kõige aktiivsem karboanhüdraas (süsihappegaasi ja vee reageerimine
24. Kirjutage atmosfääri veepotentsiaali arvutamise valem koos tähistuste selgitusega. 25. Kirjutage Van't Hoffi võrrand ................................ koos tähiste selgitusega 26. Leida 1M glükoosi lahuse osmootne rõhk kui P=0, R=0,082 L atm/mool K, temperatuur 27oC, i= 1 27. Milline on floeemi suhkrulahuse kontsentratsioon kui osmootne potentsiaal on miinus ........... MPa? 28. Juurerõhu suurus ja tekkimise põhjus taimedes Juurerõhk on madal positiivne 0,1-0,5 MPa. Kui ioonid sisenevad mullalahusest veega taime, siis läbi apoplasti, sümplasti ja sümplasti plasmodesmide satuvad ksüleemi. Ksüleemis madaldub seetõttu veepotensiaal (võrreldes mullalahuse omaga) ja vett hakkab ksüleemi sisse tulema. Samal ajal tekib ksüleemitorudes rõhk, tekib juurerõhk. 29. Millist õhulõhede liikumist nimetatakse passiivseks? Kui sulgrakkude naaberrakkude turgorrõhu muutustest on tingitud liikumine 30. Millest on tingitud turgori muutus õhulõhede avanemisel hommikul
FOTOSÜNTEESI KEEMIA Koostanud: Luise Tiks ELEKTRONTRANSPORT FOTOSÜNTEESIS • Valgusenergia mõjul toimub fotosünteesi aktiivtsentri klorofülli-molekulide ergastamine, selle tulemusena vabaneb elektron e- P680 → P680+ • Tugeva oksüdeerijana eemaldab P680+ vett- lõhustavalt kompleksilt elektroni, taastades nii fotosüsteemi neutraalse seisundi • Vett-lõhustava kompleksi Mn2+ ioon loovutab elektroni ning oksüdeerub Mn3+ iooniks • Mn3+ ioonid omakorda osalevad väävli oksüdeerimisel. • Vee oksüdeerimiseks peab eelpool kirjeldatud oksüdeerimiste ahel toimuma neli korda 4Mn3+ + S → S4+ + 4Mn2+ • S4+ reageerib kahe veemolekuliga: S 4+ + 2H2O → S + 4H+ + O2 • Fotosüsteem I ergastub samuti valguse mõjul, selle tulemusena toimub ferredoksiini redutseerimine • Redutseeritud ferredoksiin on vajalik näiteks NADP+ taandamiseks
ENERGIAT SAADAKSE! (seedimine, hingamine) ATP tekib (ADP+Pi) Vabanev energia salvestatakse energiarikastesse orgaanilistesse ainetesse, mida nimetatakse makroergilisteks ühenditeks. Peamiseks makroergiliseks ühendiks on ATP, millesse salvestatud keemilist energiat saab hiljem kasutada sünteesiprotsessides. ATP e adenosiintrifosfaat - universaalne energia talletaja ja ülekandja, mis osaleb kõigi rakkude metabolismis. ATP molekul koosneb: 1. lämmastikalusest adeniin (A), 2. riboosist ja 3. kolmest fosfaatrühmast (2 fosfaatrühma -> ADP). ATP moodustub glükolüüsi, käärimise, hingamise ja fotosünteesi käigus. ● NAD- vesinikukandja AEROOBNE LAGUNDAMINE C6H12 O6 glükolüüs- NAD 2AT tsütoplasmavõrg H22 P ustikus (AN, AE) püroviinamarih
2. Kirjutage ensüümireaktsiooni algkiiruse võrrand (Michaelis-Menten'I võrrand) ja iseloomustage selles olevaid tegureid. Arvutage, millega võrdub suhe v/Vmax, kui substraadi kontsentratsion ületab 8-kordselt Km väärtust. v= Kui [S] = Km, siis v = Vmax/ 2. o Vmax = k2 [ET], (M s-1) o Km= , (M) · Vmax on ensüümi iseloomustav konstant · Vmax on teoreetiline maksimaalne reaktsioonikiirus, millist reaktsioon mitte kunagi ei saavuta · Vmax saavutamiseks peaksid kõik ensüümi molekulid olema seotud substraadiga, st [ES] = [ET]. · Km on konstant, mis avaldatav ES kompleksi moodustamise ja lagunemise kiiruskonstantide kaudu. · Kmon substraadi kontsentratsioon, mille juures v0 = ½ Vmax · Km arvväärtus on ES kompleksi tugevuse väljendaja. · Kui [S] on madal, siis kiiruse võrrand on S suhtes 1. järku
reoksüdeeruvad). 1. Andke lühike seletus järgmistele mõistetele a. Mitokondri krista - sisemembraani sopististe kurrud(sisemembraanistik) b. mitokondri maatriks - ruum, mis jääb sisemembraanistiku vahele c. intermembraanne(membraanide vaheline) ruum - ruum, mis on sise ja välismembraani vahel d. tsütokroomid - valgud, mis paiknevad membraanidevahelises ruumis. Käituvad elektronide ülekandjatena. [membraanvalgu kompleks, mis vastutab fotosünteesi eest sini-rohebakterites] e. ATP süntaas - ensüüm, mis sünteesib ATP-d 2. Selgitage hingamisahela e. elektronide transpordisüsteemi (ETS) kohta järgmist: a) Millises raku kompartmendis ETS lokaliseerub ja funktsioneerib? Toimub eukarüootsetes rakkudes mitokondri sisemembraanisvõi selle pinnal (membraaniprotsess). b) Millistest komponentidest ETS koosneb?
Püroviinamarihappe lagundamine jätkub tsitraaditsüklis. Eraldunud 4H aatomit seostuvad vesinikukandjaga NAD, tänu millele saab H aatomeid kasutada hingamisahela reaktsioonides. 2 NAD + 4 H 2 NADH 2. Jaguneb aeroobseks ja anaeroobseks. Anaeroobses on produktiks piimhape ja etanool. Heterodroof organism, kes eluks vajaliku energia ja orgaanika saamiseks lagundavad valmis orgaanilisi ühendeid. N: enamik baktereid, seened, klorofüllita taimed, kõik loomad. Hingamisahela reaktsioon toimuvad mitokondrite sisemembraanide harjakestes, kus glükolüüsil ja tsitraaditsüklis moodustunud NADH2 energia arvel saab täiendavalt sünteesida ATP molekule. NADH2 molekulid vabanevad H aatomitest. Moodustunud NAD on vesinikusidujana uuesti kasutatav glükolüüsil ja tsitraaditsükli reaktsioonides. Eraldunud vesinik seotakse aga O2'ga ja moodustub H2O. Vabaneva energia arvel saab 12 NADH2 molekuli kohta sünteesida 36 ATP molekuli. 12 NADH2 + 6 O2 12 NAD + 12 H2O
reageerimine stimulatsioonile ja paljunemine Prokarüootne rakk DNA nukleoidis, paljuneb pooldumise või pungumise teel, puuduvad membraaniga ümbritsetud mitsellid, energia metabolism toimub plasmamembraanis, puuduvad tsütoskelett ja rakusisene liikumine Eukarüootne rakk DNA pakitud kromosoomidesse, paljuneb mitoosi teel, esinevad membraaniga ümbritsetud organellid, energia metabolism toimub mitokondrites, tsütoskelett on kompleks mikrotuubulitest ja filamentidest, rakusiseseks liikumiseks on mitoos, vesiikulite transport. Rakuorganellide põhifunktsiooni · plasmamembraan aktiivse transpordi süsteemid · tuum DNA replikatsioon, tRNA, mRNA ja tuumavalkude süntees · endoplasmaatiline võrgustik lipiidide süntees, biosünteesitud valkude suunamine nende lõplikku paika rakus · Golgi kompleks membraanikomponentide lõplik valmimine
FOTOSÜNTEES 1. Kloroplastid membraanidest koosnevad taimeraku organellid, kus toimub fotosüntees. Klorofüll on fotoreaktiivne pigment ehk valgust absorbeeriv fotosünteesi põhipigment ehk fotosünteesi rohelised pigmendid. Fotofosforüleerimine ATP süntees valguse energia arvel. Rubisco (RuBisCo) on bifunktsionaalne ensüüm, omades lisaks karboksülaasi akttivsusele (CO 2 liitmine) ka oksügenaasi aktiivsust (O2 liitmine). Valgustkoguv (püüdev) kompleks antenn-molekulidest ehk valgustpüüdvatest klorofüllidest ja abipigmentidest
- fosfolipiidid. * kõik taimeosad ei sisalda klorofülli ja seega ei fotosünteesi * fotosünteesi reaktsioonid toimuvad lamellides * kuna klorofüll ei neela rohelist valgust, vaid peegeldab seda, on taimed inimsilmale nähtavad rohelistena valgusstaadiumi täpne kirjeldus: 1) klorofülli molekulid püüavad kinni punase ja sinise valguse, mille energia ergastab klorofülli molekuli 2) ergastunud molekulilt kaldun ergastunud elektron edasi valkudele, mis on valmis teda vastu võtma 3) ergastunud elektron antakse ühelt molekulilt teisele edasi, kusjuures iga taolise andmise käigus (iga astme käigus) väheneb elektroni energiahulk 4) seda energiat kasutatake H+ pumpamiseks stroomast lamelli sisekeskkonda 5) nii tekitatakse H+gradient (H+gradient on olukord, kui vesinikioonide konsentrarsioon lamelli sees on suurem kui stroomas.) H+gradienti kasutatakse ATP sünteesiks
AINEVAHETUSE ÜLDISELOOMUSTUS METABOLISMI PÕHIMÕISTED Metabolism = ainevahetus kõigi elusrakus kulgevate keemiliste reaktsioonide võrk Katabolism keerulise ehitusega ühendite lagundamisega (degradatsiooniga) seotud reaktsioonide kogum Anabolism raku makromolekulide sünteesiga seotud reaktsioonide kogum Vahemetabolism ainevahetusreaktsioonid, milles osalevad (intermediaarne metabolism) väikesed molekulid (nn. intermediaadid) Metaboliidid raku ainevahetuses osalevad ained Metaboolsed rajad järjestikuste ensüüm reaktsioonide ahelad; ühe lõppprodukt on substraadiks järgmises reaktsioonis Metaboolsed rajad on paljuastmelised · Lineaarsed · Hargnenud · Tsüklilised METABOLISM KULGEB ÜKSIKUTE, KONTROLLITUD ASTMETENA Glükoosi kontrollimatul lagundamisel vabaneks korraga suur hulk energiat. Paljuastmelises ensümaatilises protsessis on vabanevad energiahulgad väikesed (mitte üle 60 kJ/mol) ja ülekanne individuaalsete
Reaktsioonid toimuvad kloroplasti stroomas kohe pärast valgusstaadiumi. Siin saab CO2-st ja NADPH-ga kohale toodud H+-ioonidest mitme järjestikuse reaktsiooni lõpptulemusena glükoos. Selleks vajaminev energia saadakse FP II-s tehtud ATP molekulidest. Reaktsioonid moodustavad Calvini tsükli. FP II: Valgusstaadium. Vajatakse päikeseenergiat. Reaktsioonid toimmuvad kloroplasti tülakoidi membraanis. Valguse mõjul ergastuvad pigmentide molekulid ning igast molekulist eraldub üks elektron. Klorofülli molekulid võtavad kaotatud elektroni tagasi vee molekulist. Vee molekul laguneb H+-ioonideks ja O2-ks. O2 eraldub õhulõhede kaudu. Klorofüllist eraldunud elektron antakse edasi NADP+ molekulile, mis selle tulemusel redutseerub ja liidab endaga H+-iooni ja veel ühe elektroni. Muutub NADPH-ks, mis viib vesinikiooni edasi pimedusstaadiumisse. TSÜKLILINE JA ATSÜKLILINE MILLE POOLEST ERINEVAD? Pimedusstaadiumi reaktsioonid toimuvad kloroplasti stroomas.
8. Püssikuul väljub torust algkiirusega 1000 m/s. Kui kõrgele see tõuseb kui tulistada vertikaalselt üles? Lahendame pöörd-võttega: kui kõrgelt peaks kuul kukkuma, et lõppkiirus oleks 1000 m/s? v=(2as), kust s=v2/2a=10002/2*9.81=50968m. Püssikuulid ei lenda kaugeltki nii kõrgele, seega õhutakistus, mida siin ei arvestatud, on väga oluline. 9. Õhu molekulid liiguvad maapinna lähedal keskmise kiirusega 400 m/s. Kui kõrgele lendaks vertikaalselt üles liikuv molekul kui teised ei takistaks? Lahendame pöörd-võttega: kui kõrgelt peaks molekul kukkuma, et lõppkiirus oleks 400m/s? v=2as, kust s=v2/2a=4002/2*9.81=8155m. Suurem osa õhu molekule asuvad madalamal kui 8 km, aga mõned omavad sedavõrd suurt algkiirust, et võiksid tõusta ka 100 või 200 km kõrgusele. Molekulide kiiruse jaotus maapinnal on seotud atmosfääri tiheduse jaotusega kõrguses. 10. Kaugushüppaja on äratõukemomendiks saavutanud hoojooksu kiiruse 10m/s. Kui
histoonvalgud paktiuna tuumas RAKU JAGUNEMINE Pooldumine, pungumine mitoos MEMBRAANIGA Puuduvad Mitokondrid, kloroplastid, ÜMBRITSETUD golgi aparaata ORGANELLID TOITUMINE Absorptsioon, vahel Absorptsioon, seedimine, fotosüntees fotosüntees ENERGIA Oksüdatiivsed ensüümid Oksüdatiivsed ensüümid METABOLISM plasmamembraanis mitokondrites TSÜTOSKELETT Puudub Kompleks mikrotuubulitest ja filamentidest RAKUSISENE Puudub Endotsütoos, mitoos, LIIKUMINE vesiikulite transport
Vesi Jää Vesiniksidemed 2,3 vesiniksidet 1 vee 4 vesiniksidet 1 vee molekuli molekuli kohta kohta Eluiga Umbes 10 pikosekundit Umbs 10 mikrosekundit 5. Vesi kui lahusti ioonide hüdratatsioon, hüdrofoobsed interaktsioonid vesikeskkonnas. Amfifiilsed molekulid ja nende käitumine vees. Elektrolüüdi ioonid on alati vees hüdraatunud olekus. Hüdrofoobse aine ümber moodustub vee molekulidest katraaditaoline struktuur. Amfifiilne ehk amfipaatne tähistab molekule mis sisaldavad nii hüdrofiilseid (polaarseid) kui hüdrofoobseid (apolaarseid) rühmi ning mida ,,tõmbab" samaaegselt nii polaarsesse kui apolaasesse keskkonda. 6. Hape-alus tasakaal: pH mõiste, pH skaala; vee ionisatsioon; tugevate ja nõrkade elektrolüütide dissotsiatsioon mis on Ka, mis pKa? Puhverlahused. Henderson-
Organismi varustamine energiaga Energia vabaneb sahhariidide, lipiidide, valkude ja teise orgaaniliste ühendite oksüdatsioonil. Erinevate orgaaniliste ainete dissimilatsioonil saadakse erinev energiahulk: 1g sahhariidide täielikul oksüdatsioonil vabaneb 17,6 kJ energiat, 1g lipiidide korral 38,9 kJ ja valkude puhul 17,6 kJ energiat. Organism kasutab esmalt oma sahhariidide varusid, seejärel algab lipiidide lagundamine ning alles viimasena lõhustatakse organismi valke. 1 glükoosi molekul annab 38 ATP molekuli. Füüsilise pingutuse korral rohkem ATP-sid. ATP moodustub glükoküüsi, käärimise, fotosünteesi ja hingamise käigus. Adenosiinfosfaat ehk ATP on universaalne energia talletaja ja ülekandja, mis osaleb kõigi rakkude metabolismis. ATP molekul on ribonukleotiid, mis koosneb lämmastikualusest adeniin, riboosist ja kolmest fosfaatrühmast. Kui molekuli koostisse kuulub kaks fosfaatrühma, siis nim. ühendit adenosiindifosfaadiks(ADP). Erinevad lämmastikualused:
Viimasena valke, kuna valkudel on väga palju teisi tähtsaid ülesandeid organismis. 1 g valkude oksüdatsioonil vabaneb 17,6 kJ energiat. Energiat kasutatakse organismis biosünteesil, ainete transpordil ja liikumisel. ATP - adenosiintrifosfaat. (ADP - adenosiindifosfaat - oleneb P-rühmade hulgast) ATP on universaalne keemilise energia talletaja ja ülekandja, mis osaleb rakkude metabolismis. ATP moodustub glükolüüsi, käärimise, hingamise ja fotosünteesi käigus. ATP molekul 3 fosfaatrühma. suhkur - riboos (OH OH) lämmastiku (N) rühm - adeniin Fosfaatrühmade vahelise sideme katkemisel vabaneb energia. Fosfaatrühma liitumisel seotakse energia. 1.2. FOTOSÜNTEES Fotosüntees on klorofülli sisaldavates organismides toimuv assimilatsiooniprotsess, mille käigus valgusenergiat kasutades sünteesitakse süsihappegaasist (CO2) ja veest (H2O) glükoosi ja kõrvalsaadusena hapnikku (O2). 6CO2 + 12H2O + valgus = C6H12O6 + 6H2O + 6O2↑
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
