Aine- ja energiavahetuse põhijooned (26)

5 VÄGA HEA

Aine- ja energiavahetus
Aine- ja energiavahetuse põhijooni:
Aine- ja energiavahetus toimub rakumembraani kaudu organismi ja väliskeskkonna vahel. Organismide varustamine ainetega toimub toitumise kaudu. Toiduga peab organism saama orgaanilisi aineid: sahhariide , lipiide , valke, nukleiinhappeid, vitamiine, anorgaanilisi aineid ja vett. Orgaanilise aine saamise seisukohalt jagunevad elusorganismid järgnevalt:

Autotroofid – ise sünteesivad orgaanilisi aineid raku siseselt anorgaanilistest komponentidest.

Fotosünteesijad – kasutavad selleks päikeseenergiat

Gemosünteesijad – kasutavad selleks anorgaaniliste ainete lagunemisel vabanevat keemilise sideme energiat.

Heterotroofid – saavad toiduga valmis orgaanilise aine molekule. Toituvad teistest organismidest.
Aine ja energiavahetus ehk ( 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 .

ASSIMILATSIOON - millegi süntees, kus lihtainetest moodustatakse keerulisi ühendeid (nt liigiomaste valkude süntees, fotosüntees, lihtsuhkru muutumine glükoosiks jne). Assim. vajab energiat!

Dissimilatsioon - millegi lagundamine, kus keerulisted ained muutuvad uuesti lihtaineteks (CO2, H2O jt) . energia vabaneb!
Assimilatsiooniprotsessid toimuvad rakus ribosoomides, tsütoplasmavõrgustikus ja kloroplastides. Dissimilatsiooniprotsess toimub põhiosalt mitokondrites.
Organismi varustamine energiaga:
Iga organism vajab oma elutegevuseks energiat. Seda kasutatakse biosünteesireaktsioonides, ainete rakusisesel ja rakkudevahelisel transpordil ning mitmesugustes liikumisprotsessides. Vahetult kasutatav energia saadakse makroenergilistest ühenditest. Nende süntees kaasneb dissimilatsioonireaktsioonidega.
Dissimilatsiooniprotsessides vabaneb energia sahhariidide, lipiidide, valkude ja teiste orgaaniliste ühendite oksüdatsioonil. Erinevat eorgaaniliste ainete dissimilatsioonil saadakse erinev energiahulk:

1g süsivesikud- 17,6 kJ energiat
1g valke- 17,6 kJ energiat
1g lipiide- 38,9 kJ energiat

Organism kasutab esmalt oma sahhariidide varusid, seejärel algab lipiidide lagundamine ning alles viimasena lõhustatakse organismi valke.
Selleks, et dissimilatsiooniprotsessides vabanevat energiat saaks hiljem ära kasutada, salvestatakse see enamasti ATP molekulidesse.

ATP( adenosiintrifosfaat ) – kõigis rakkudes esinev makroergiline ühend, mis osaleb raku aine ja energiavahetuses energia universaalse talletaja ja ülekandjana.

ATP on nukleotiid , mis koosneb lämmastikalusest( adeniin ), süsivesikust( riboos ), 3 fosfaatrühmast.

Koos fostaatrühma ülekandega salvastatakse 30 kJ energiat.

ATP moodustub glükolüüsil, fotosünteesil, hingamise käigus.
GTP – spetsiifiline makroergiline molekul (ka CTP, UTP). Nemad viivad läbi transkriptsiooniprotsessi, st RNA molekulide sünteesi.
dATP, dGTP, dCTP ja dTTP on vajalikud DNA replikatsiooniks.
Glükoosi lagundamine: (näide dissimilatsiooniprotsessist)
See toimub kolmes etapis :

Glükolüüs

Tsitraaditsükli reaktsiooind ( hingamine )

Hingamisahela reaktsioonid (hingamine)
Toimub tsütoplasmavõrgustikus ensüümide toimel umbes 10 biokeemilise reaktsioonina. Keemiliste sidemete lõhkumisel tekib 2 x ATP.
Glükoosi lagundamise üldvalem:
C6H12O6 + 6O2 = 6CO2↑+ 6H2O ↑ + 38ATP
GLÜKOOS ENERGIA
Kui selles etapis pole piisavalt O2-te, siis ei lõpe protsess püroviinamarjahappe ja vesiniku moodustumisega, vaid jätkub käärimisena ehk anaeroobsena. Käärimisi on mitu liiki:

Piimhappekäärimine – moodustub 2 molekuli piimhapet ja vesinik kasutatakse ära. Protsess üldiselt lõpeb.

Etanoolkäärimine – toimub pärmseente abil. Tekib etanool ja süsihappegaas. Seda käärimist kasutatakse toiduainetööstuses. Kui selle käärimise juures satub õhku juurde, tekib veiniäädikas.
Tsitraaditsükkel
Toimuvad mitokondrite maatriksi piirkonnas. Lähteaineks on püroviinamarjahape.
2C2H3OCOOH → 6CO2↑ + 10H2 (vesinik jällegi seotakse NADiga, tekib 10NADH2)
Energiat selles protsessis ei teki, see läheb pigem kaduma soojuse näol.
Hingamisahela reaktsioonid
12NADH2 + 6O2 → 36ATP + 12H2O↑ + 12NAD
See toimub mitokondrite kristade piirkonnas ja see on aeroobne . Energia saadakse vesiniku lõhustamisel, sealjuures seotakse hapnik vesiniku molekuliga, mille tulemusena saadakse vesi.
Ensüümid reaktsioonide läbiviimiseks sünteesitakse mitokondrites seal oleva DNA alusel mitokondrites olevates ribosoomides.
Fotosüntees: (näide assimilatsiooniprotsessist)
Fotosünteesiks vajaliku energia allikaks on päikeseenergia, täpsemalt keskmise lainepikkusega (380-750nm) valguskiirgus ehk nähtav valgus. Fotosünteesi jaoks peab organismis olema pigmente (eelkõige klorofülle). Sellisteks organismideks on taimed, vetikad, mõningad bakterid ja mõningad algloomad.
Tinglikult võib fotosünteesi jagada kaheks:

Valgusstaadium
Vesinik ja ATP-molekulid lähevad kasutusse pimedusstaadiumis. Paralleelselt toimub valgusstaadium kahe fotosüsteemina:
2. fotosüsteem – lagundatakse vee molekule ja saadakse ATP-molekule.
1. fotosüsteem – seotakse vee lagundamisel tekkinud vesiniku aatomeid vaheühenditega.

Pimedusstaadium
Toimub kloroplastide membraanide vahelises alas ehk stroomas . Erinevalt valgusstaadiumist toimub pimedusstaadium ööpäevaringselt. Ta koosneb 10-st biokeemilisest reaktsioonist, mida viivad läbi ensüümid. Seda tsüklit nimetatakse Kalvini tsükli reaktsiooniks.
Kalvini tsükli reaktsioonides osalevad:

6CO2 (keskkonnast)
12NADPH2 (valgusstaadiumist)
18ATP (valgusstaadiumist)

Reaktsioonide tulemuseks on C6H12O6 + H2O↑ + 18ADP .
Vesiniku ja süsihappegaasi molekulide liitumisel talletatakse energia keemilistesse sidemetesse.
Fotosünteesi tähtsus:

Sünteesitud glükoos on kõikide teiste orgaaniliste ainete lähtekomponent. Fotosünteesi käigus seotakse keskkonnast anorgaanilisi aineid, sest aineringe maal on suletud.

Sünteesitud glükoos on kõikidele teistele orgaanilistele ainetele energiaallikaks.

Fotosünteesi käigus toodetakse keskkonda hapniku, mis on ju tore, sest

Kõik hingavad

Hapniku on vaja surnud orgaanilise aine lagundamiseks

Hapnik moodustab osoonikihti (kaitse kahjuliku UV eest).

esmased toiteallikad (energia , toodab sahhariide)
fotosünteesil tekkivad ühendid millest saab valmistada rasvu, süsivesikuid ja valke.
võimaldab osoonil tekkida
võimaldab põlemis reaktsioone

aeroobne glükolüüs –glükoosi esmane lagundamine hapniku juuresolekul (toimub rakkude tsütoplasmas).
aine- ja energiavahetus – sünteesi- ja lagundamisprotsessid, mille kaudu organism on seotud ümbritseva keskkonnaga.
anaeroobne glükolüüs – glükoosi esmane lagundamine hapnikuta keskkonnas (toimub rakkude tsütoplasmas).
assimilatsioon – organismis toimuvate sünteesiprotsesside kogum.
ATP – universaalne makroergiline molekul .
autotroof – organism, kes sünteesib elutegevuseks vajalikud orgaanilised ühendid väliskeskkonnast saadavatest anorgaanilistest ühenditest.
dissimilatsioon – organismis toimuvate lagundamisprotsesside kogum.
etanoolkäärimine – pärmseentes ja mõnedes bakterites hapniku puudusel toimiv 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.
makroergiline ühend – madalmolekulaarne orgaaniline ühend, mis osaleb keemilise energia salvestajana ja ülekandjana biokeemilistes reaktsioonides.
metabolism – aine- ja energiavahetus (sünteesi- ja lagundamisprotsessid, mille kaudu organism on seotud ümbritseva keskkonnaga).
piimhape –anaeroobse glükolüüsi üks võimalik saadus (C2H4OHCOOH).
püroviinamarjahape – glükolüüsi tulemusena moodustuv 3-süsinikuline karbonüülhape (CH3COCOOH).
vee fotooksüdatsioon – ehk fotolüüs. Vee molekulide lagundamisreaktsioonide jada fotosünteesi valgusstaadiumis.

Organismi aine- ja energiavahetus koosneb assimilatsioonist ja dissimilatsioonist.’
Assimilatsiooniprotsesside dissimilatsiooniprotsesside üheks põhieesmärgiks on ATP moodustamine.
Organismi kõik sünteesiprotsessid moodustavad dissimilatsiooni assimilatsiooni.
Käärimise lõpp- produkt on etanool.
Tsitraaditsükli reaktsioonide käigus eraldub CO2.
Hingamisahela lõpp-produkt alg-produkt on O2.
Molekulaarne hapnik eraldub fotosünteesi pimedusstaadiumi valgusstaadiumi reaktsioonides.
Fotosünteesi pimedusstaadiumi reaktsioonid moodustavad Calvini tsükli.

Kõige enam ATP molekule saab sünteesida 1g:

a) glükoosi, b) tärklise c) lipiidide, d) valkude oksüdatsioonil.

Aeroobse glükolüüsi toimumiseks peab rakus olema piisavalt:

a) hapniku, b) süsihappegaas, c) püroviinamarjahapet, d) piimhapet

Tsitraaditsükli reaktsioonid toimuvad:

a) rakutuumas , b) Golgi kompleksis, c) karedapinnalisel tsütoplasmavõrgustikul, d) mitokondrites.

Anaeroobsel glükolüüsil moodustub:

a) püroviinamarjahape, b) äädikhape, c) piimhape, d) hapnik.

Ühe glükoosimolekuli lagundamisel CO2-ks ja H2O-ks saadakse ATP molekule maksimaalselt:

a) 32, b) 34, c) 36, d) 38.

Süsihappegaas seotakse:
a) anaeroobsel glükolüüsil, b) tsitraaditsükli reaktsioonides, c) vee fotooksüdatsioonil, d) Calvini tsükli reaktsioonides.
Glükoosi lagundamise põhieesmärgiks on:
a) CO2 saamine, b) ATP süntees, c) O2 moodustamine, d) etanooli tootmine.
Molekulaarset hapniku on vaja:
a) hingamisahela reaktsioonides, b) vee fotooksüdatsioonil, c) tsitraaditsükli reaktsioonides, d) käärimisprotsessis.

ATP molekuli ehitusse kuulub 3 fosfaatrühma.
Glükoosi lagundamisel võime eristada glükolüüsi, hingamisahela reaktsioone ja tsiraaditsükli reaktsioone.
Püroviinamarjahape moodustub aeroobse glükolüüsi tulemusena.
Anaeroobse glükolüüsi produktideks võivad olla etanool ja piimhape.
Kloroplastides sisalduvate klorofüllide molekulide elektronid ergastuvad valgusenergia toimel.
Hingamisahela reaktsioonide tulemusena eralduvad vee ja ATP molekulid.
Calvini tsükli reaktsioonides vajatakse fotosünteesi valgusstaadiumis sünteesitud vesiniku ja ATP molekule.
Kui rakkudes ei ole piisavalt hapniku, siis moodustub glükoosi lagundamisel piimhape.

Fotosünteesi ja hingamise seosed

.DOC Laadi alla originaalfail 5 lk · .doc · 551 allalaadimist

10 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 10 punkti.

~ 5 lehte Lehekülgede arv dokumendis

2008-12-10 Kuupäev, millal dokument üles laeti

551 laadimist Kokku alla laetud

26 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid

johanna62 Õppematerjali autor

Põhjalik kirjeldus Aine ja energiavahetusest.

autotroofid heterotroofid energiavahetus assimilatsioon dissimilatsioon tsitraaditsükkel fotosüntees valgusstaadium pimedusstaadium

Sarnased õppematerjalid

doc

Aine- ja energiavahetuse mõisted

Aine- ja energiavahetus Autotroof - organism, kes sünteesib elutegevuseks vajalikud orgaanilised ühendid väliskeskkonnast saadavatest anorgaanilistest ainetest. (nulg, rukkilill) Heterotroof organism, kes saab oma elutegevuseks vajaliku energia toidus sisalduva orgaanilise aine oksüdatsiooniks (jõekäsn, vihmauss). Metabolism organismi kõik biokeemilised protsessid, mis tagavad aine- ja energiavahetuse ümbritseva keskkonnaga. Jaotatakse assimilatsiooniks ja dissimilatsiooniks. Assimilatsioon organismis toimuvate sünteesiprotsesside kogum. Dissimilatsioon organismis toimuvate lagundamisprotsesside kogum. Makroergiline ühend madalmolekulaarne orgaaniline ühend, mis osaleb keemilise energia salvestaja ja ülekandjana biokeemilistes reaktsioonides. Nt. ATP, GTP. Organism saab energiat valgusenergiast, glükoosi lagundamisel, toitainete lagundamisel.

Bioloogia

rtf

Aine- ja energiavahetus

Lk 100-Aine-ja energiavahetus Kas esitatud laused on tõesed või väärad? Vale väite korral lisage õige lause eitust mitte kasutades! 1. Organismi aine-ja energiavahetus koosneb assimilatsioonist ja dissimilatsioonist. Tõene 2. Assimilatsiooniprotsesside üheks põhieesmärgiks on ATP moodustamine. Väär Dissimilatsiooniprotsesside üheks põhieesmärgiks on ATP moodustamine. 3. Organismi kõik sünteesiprotsessid moodustavad dissimilatsiooni. Väär Organismi kõik sünteesiprotsessid moodustavad Assimilatsiooni. 4. Käärimise lõpp-produkt on etanool Tõene 5. Tsitraaditsükli reaktsioonide käigus eraldub CO2 Tõene 6

Bioloogia

docx

Aine- ja energiavahetus

AINE – JA ENERGIAVAHETUS Metabolism Organismis toimuvad sünteesi ja lagunemisprotsessid, mis tagavad aine- ja energiavahetuse ümbritseva keskkonnaga. Kõik organisid vajavad elutegevuseks energiat, mida saadakse orgaanilistest ainetest (sahhariidid, lipiidid jt.). Vastavalt energia saamise viisile jagatakse organismid autotroofideks ja heterotroofideks. Autotroof  sünteesivad ise elutegevusejs vajalikud orgaanilised ühendid väliskeskkonnast saadavatest anorgaanilistest ainetest  valgusenergia fotosünteesiad (rohelised taimed)

Bioloogia

doc

Aine ja energiavahetus küsimused ja mõisted

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

Bioloogia

doc

11 klass, fotosüntees, glükolüüs, organismi varustamine energiaga, glükoosi lagundamine, fotosünteesi tähtsus, aine- ja energiavahetus.

Kõik organismid vajavad oma elutegevuseks energiat. ATP kui universaalne energia ülekandja on kasutatav assimilatsiooniprotsessides mitmesuguste ainete sünteesiks. ATP tekib sahhariidide, lipiidide ja valkude dissimilatsioonil. Assimilatsioon ja dissimilatsioon moodustavad organismi aine- ja energiavahetuse, mille kaudu on ta seotud väliskeskkonnaga. Glükoos on peamine rakusisene keemilise energia allikas. Glükoosi lagundamine koosneb glükolüüsist, tsitraaditsüklist ja hingamisahela reaktsioonidest. Aeroobsel glükolüüsil tekib 2 molekuli püroviinamarihapet, 2 ATP-d ja 2 NADH2 molekuli. Tsitraaditsüklis moodustub 10 NADH2 ja vabanevad CO2 molekulid. Nii glükoosil kui ka tsitraaditsüklis tekkinud NADH2 kasutatakse ära hingamisahela reaktsioonides

Bioloogia

doc

Aine-ja energiavahetus

Aine-ja energiavahetus Organismid jaotatakse elutegevusliku tüübi järgi auto-ja heterotroofid. Autotroofid: sünteesivad ise elutegevuseks vajalikud orgaanilised ühendid väliskeskkonnast saadavatest anorgaanilistest ainetest. Sisaldavad klorofülli. *valgusenergia fotosünteesijad (rohelised taimed) *keemiline energia kemosünteesijad (väävlibakterid merepõhjas elavad sümbioosis ainuraksete loomadega) Heterotroofid: kasutavad toidust sisalduvate orgaaniliste ainete lagundamisel saadud energiat. Sünteesivad

Bioloogia

docx

BIOLOOGIA, METABOLISM = AINEVAHETUS- KORDAMINE

BIOLOOGIA KONTROLLTÖÖ. METABOLISM = AINEVAHETUS 1. Organismi aine- ja energiavahetus koosneb assimilatsioonist (sünteesimine) ja dissimilatsioonist (lagundamine). 2. Assimilatsiooniprotsesside üheks põhieesmärgiks on organismile vajalike ühendite sünteesimine. 3. Organismi kõik sünteesiprotsessid moodustavad assimilatsiooni. 4. Käärimise (anaeroobse glükolüüsi) lõppprodukt on kas piimhape või etanool. 5. Tsitraaditsükli reaktsioonide käigus eraldub süsihappegaas ja H. 6. Hingamisahela reaktsioonide lõppprodukt on vesi ja ATP. 7

Bioloogia