Aine ja energiavahetus küsimused ja mõisted (12)

Aine- ja energiavahetus:
Põhijooned:
1)aine ja en. Vahetuse järgi jaot. organismid 2 rühma:
a) autotroofid – org. Kes valmistavad ise anor-st ainetest org. Aineid, valgusenergia või keemiliste reaktsioonide energia arvel.
1)valgusenergia arvel – fotosütneesijad (taimed, vetikad , osad bakterid )
2)keemilise energia arvel – kemosünteesijad (osad bakterid)
b)heterotroofid – kasutavad oma aine- ja energiavajaduse rahuldamiseks väliskeskkonnast saadavaid valmis orgaanilisi aineid
Metabolism - organismis toimuvad aine- ja energiavahetusprotsessid kokku
Koosneb 2-st :
1)assimilisatsioon – sünteesiprotsesside kogum; kulub energiat
2) dissimilatsioon – lagunemisreaktsioon , tekivad vesi ja C02
Seosed nende vahel: D annab A-le energiat; A annab D-le aineid
Universaalne geneetiline vaheaine on ATP ehk adenosiintrifosfaat
Tekib, kui ühinevad: adeniin + riboos + 3H3P04
Ass.: ATP + H20 -> ADP + H3PO4
ADP + H20 -> AMP+H3PO4
Diss.-AMP+H3PO4->ADP+H20
ADP+H3PO4->ATP+H20
GTP energia – valkude sünteesiks,
ATP, GTP, CTP, UTP – Rna sünteesiks
ATP, GTP, CTP, TTP – vajalik DNA 2-koristumisel
Energiavarustus süsivesinike baasil: 1. ettevalmistav etapp: polüsahhariidid lagunevad monosahariidideks nt: tärklis või klükogeen laguneb glükoosiks, vabanev energia hajub soojusena. 2. glükoosi lagunemine (aeroobselt): glükoos laiemas mõttes
1)glükoos (kitsamas mõttes) toimub tsütoplasma võrgustikus: C6H12O62CH3-CO-COOH+4H ,püroviinamarihape 3H+3NAD2NADH2 *2ADP+2H2PO42ATP+2H2O
2)tritraaditsükkel, toimub mitokondri maatriksis 2CH3COCOOH+ 6H2O 6CO2+2OH 2OH+10NAD10NADH2
3) hingamisahel, toimub mitokondri harjakestel 12NADH212NAD+24H 6O2+24H12H2O * 36ADP+36H3PO436ATP+36H2O
glükoosi lagunemise summaarne võrrand: C6H12O6+6O26CO2+6H2O
38ADP+38H3PO438ATP+38H2O
anaeroobne glükolüüs: glükoosi lagunemine ilma 02 osavõtuta 1) C6H12O62CH3COCOOH+4H 2ADP+2H3PO42ATP 2CH3COCOOH+4H2C2H4OHCOOH
1. millisel juhul ja miks tekib lihastes piimhape ja mis sellest edasi saab?
2CH3COCOOH+4H2C2H5OH+2CO2
2. Kus ja kelle poolt ja millise tulemusega viiakse läbi antud reaktsioon ? Piimhappe käärimisel ja piimhappebakterite elutegevuse käigus. Lihastesse kuhjuv piimhape ei ole o2 puudumisel enam lihastes kasutatav ja põhjustab lihaste väsimust, valu , krampe. Et vabaneda piimhappest peab see kanduma verega maksa, kus see muutub püroviinamarihappeks.
2. pärmseeened koduveini pudelis
Lipiidide ja valkuda lagundamine. Lipiidid lagunevad rasvhappeks ja glütserooliks. Glütserool laguneb edasi glükoosi käigus, erladub natuke ATP. Tekivad püroviinamarihape ja rasvhapped tsitraaditsüklis ja hingamisahelas. Saadakse suurem hulk ATP'd. Eraldunud CO2 ja H2O kuuluvad jääkaine. Valgud lagunevad aminohapeteks, need lagunevad edasi glükolüüsi käigus, kus eraldub ATP’d ja tekib püroviinamarihape. Pürov. hape ja teised aminohapete lagunemisel tekkinud ained lagundatakse tsitraaditsüklis ja hingamisahelas, saadakse ATP ja h20. Ammoniaak eraldus varem.
Fotosüntees: Mõiste: assimilatsiooniprotsess, mille käigus salvestatakse valgusenergia orgaaniliste ühendite keemiliste sidemete energiaks. Lähteaineteks CO2 ja H2O. Lõpp-produktiks glükoos ja eraldub O2. Tingimused: Valguskiirgus peab jõudma taime rohelistes osades asuvate kloroplastideni. Nende sisemuses asuvad klorofülli molekulid ergastuvad valgusenergia toimel. Teostavad: Taimerakud,vetikad,protistid,bakterid
Valgusstaadium : Tingimused: valguse olemasolu, Toimumiskoht: kloroplastides
1. Fotosüsteem II pigmentidega toimuvad protsessid: vee fotooksüdatsioon, hapniku eraldumine
24H2O -> 24H + 24OH + 24e
24OH -> 12H2O + 6O2
*elektronide atsükliline transport(fotosüsteemi 1.pigmentidele),ATP süntees
6ADP+6H3PO4→6ATP+6H2O
2.fotosüsteem 1pigmentidega toimuvad protsessid
*elektronide tsükliline transport,ATP süntees
6ADP+6H3PO4→6ATP+6H2O
*vesiniku sidumine NADP-ga
24H+12NADP→12NADPH2
Pimedusstaadium
Ting :ei pea olema vahetut valgust
Toimumiskoht:kloroplasti lamellidest väljaspoolt
Vajalikud ained:CO2-õhust,H-NADPH2-st,energia-ATPst
6CO2+12NADPH2→C6H12O6+6H2O+12NADP
18ATP+18H2O→18ADP+18H3PO4
Summaarne võrrand:6CO2+12H2O→C6H12O6+6O2+H2O
fotosünteesi tähtsus
Taimele 1. energiaallikas (sünteesitakse energiarikkaid org.ühendeid)
2.hingamiseks 3. materjaliks ,millest nad koosnevad
Loomale 1.heterotroofidele toiduks
2. hingamine 3.aineringe
biosfääris 1.hapnikatmosfäär 2.osoonikihi moodustumine
3.kasvuhooneefekti vältimine(CO2)
Aeroobne glükoos – kõigi rakkude tsütoplasmas esinev makroergiline ühend , mis osaleb raku aine-ja energiavahetuses energia universaalse talletaja ja ülekahndjana.
Aine ja energiavahetus (metabolism)- sünteesi – ja lagundamisprotsessid , mille kaudu organism on seotud ümbritseva keskkonnaga. Hõlmab ainete omastamist väliskekkonnast ja sinna jääkproduktide väljutamist, aga ka otsest energia ( soojus või valgusenergia) ülekannet. Eristatakse assimilatsiooni ja dissimilatsiooni.
Anaeroobne glükoos (käärimine) – hapniku puudusel rakkude tsütoplasmas toimuv glükoosi lagundamine, mille üheks lõpp produktiks on kas piimhape või etanool.
Assimilatsioon – organismis toimuvate sünteesiprotsesside kogum.
ATP(adenosiintrifosfaat) – kõigis rakkudes esinev makroergiline ühend, mis osaleb raku aine ja energiavahetuses energia universaalse talletaja ja ülekandjana.
Autotroof – organism, kes sünteesib elutegevuseks vajalikud orgaanilised ühendid väliskeskkonnast saadavatest anorg. Ainetest. Selleks kasutatakse kas valgusenergiat või redoksreaktsioonidel vabanevat keemilist energiat.
Calvini tsükkel – fotosünteesi pimedusstaadiumi tsükliline reaktsioonide jada, mille käigus seotakse CO2 ning kas valgusstaadiumi reaktsioonides moodustunud NADPH2 ja ATP molekule.
Dissimilatsioon – organismis toimuvate lagundamisprotsesside kogum.
Etanoolkäärimine – pärmseentes ja mõnedes bakterites hapniku puudusel toimuv glükoosi lagundamine, mille üheks lõpp produktiks on etanool.
Glükolüüs – kõigis rakkudes toimuv glükoosi esmane lagundamine.
Heterotroof – organism, kes saab oma elutegevuseks vajaliku energia toidus sisalduva orgaanilise aine oksüdatsioonil.
Hingamisahel – mitokondri sisemembraanide harjakestes toimuv reaktsioonide jada, millega kaasneb ATP süntees. Protsessi käigus oksüdeeritakse glükoosi lagundamisel eraldunud H aatomid H20 molekulideks.
Makroergiline ühend – madalmolekulaarne org ühend, mis osaleb keemilise energia salvestaja ja ülekandjana biokeemilistes reaktsioonides. Nt mitmed nukleotiidid : ATP, GTP, CTP, UTP, TTP, NADP, NAD jt.
Metabolism – organismi kõik biokeemilised protsessid, mis tagavad aine ja energiavahetuse ümbritseva keskkonnaga. Jaotatakse assi ja dissimilatsiooniks.
Piimhape – anaeroobse glükolüüsi lõpp- produkt .
Pimedusstaadium – fotosünteesi teine etapp, mille tulemusena moodustub glükoos.(Vt Calvini tsüklit) Pimedusstaadiumi reaktsioonid mood Calvini tsükli.
Püroviinamarihape – glükoosi tulemusena moodustuv 3-süsinikuline karbonüülhape (CH3COCOOH)
Tsitraaditsükkel - mitokondri, sisemuses toimuv tsükliline reaktsiooniahel , mille käigus viiakse lõpule glükoosi lgundamine. Protsessi käigus eralduvad järk-järgult CO2 molekulid ja H aatmoid.
Valgusstaadium – fotosünteesi esimene etapp, mille käigus ergastunud klorofülli energia arvel toimub ATP süntees, NADPH2 moodustumine ja eraldub O2. Protsess toimub nähtava valguse olemasolul .
Vee fotooksüdatsioon – (fotolüüs) vee molekulide lagundamisreaktsioonide jada fotosünteesi valgusstaadiumis, mille käigus klorofülli molekulide ergastunud elektronide arvel toimub ATP süntees,NADPH2 moodustumine ja eraldub O2. Protsess toimub nähtava valguse olemasolul.
1.Organismi aine- ja energiavahetus koosneb assimilatsioonist ja dissimilatsioonist.
2.a)Dissimilatsiooni protsesside üheks põhieesmärgiks on ATP moodustumine
b)Assimilatsiooni protsesside üheks põhieesm’rgiks on ATP lagunemine.
3.Organismi kõik sünteesiprotsessid moodustavad assimilatsiooni.
4. Käärimise lõpp-produkt on etanool
5.Tsitraaditsükli reaktsioonide käigus eraldub CO2
6. Hingamisahela reaktsioonide lõpp-produkt
7.Molekulaarne hapnik eraldub fotosünteesi valgusstaadiumi reaktsioonides.
8.Fotosünteesi pimedusstaadiumi reaktsioonid moodustavad Calvini tsükli.
9.Kõige enam ATP molecule saab sünteesida 1g lipiididest.
10.Aeroobse glükoosi toimumiseks peab rakus piisavalt olema hapniku.
11.Tsitraaditsükli reaktsioonid toimuvad mitokondrites.
12.Anaeroobsel glükoosil moodustub piimhape.
13.Ühe glükoosimolekuli lagundamisel süsihappegaasiks ja veeks saadakse ATP molecule maksimaalsel 38
14.Süsihappegaas seostatakse Calvini tsükli reaktsioonides.
15.Glükoosi lagundamise põhieesmärgiks on ATP süntees.
16.Molekulaarset hapniku on vaja hingamisahela reaktsioonides.
17. ATP molekuli ehitusse kuulub 3 fosfaatrühma.
18. Glükoosi lagundamisel võime eristada glükoosi, tsitraaditsükli ja hingamisahela reaktsioone.
19.Püroviinamarihape moodustub glükolüüsi tulemusena.
20.Anaeroobse glükoosi produktideks võivad olla piimhape ja etaan.
21.Kloroplastides sisalduvate klorofüli molekulide elektronid ergastuvad valgusenergia toimel.
22.Hingamisahela reaktsioonide tulemusena eralduvad H2O ja ATP molekulid.
23.Calvini tsükli reaktsioonides vajatakse fotosünteesi valgusstaadiumis sünteesiud ATP ja NADPH2 molekule
24.Kui rakkudes ei ole piisavalt O2, siis moodustub glükoosi lagundamisel piimhape.