3.3. Nüüdielektroonika põhielement kiip ehk terviklülitus, milles mõne cm² suurusele pooljuhtplaadikesele on koondatud suur hulk [~10...10(kuuendas astmes :D)] üliväikesi transistore ühes lisadetailidega, mis toimivad koos tervikliku võimendi, protsessori vm. seadmena. *Tõkkekihi tekkimine. p-pooljuhis on palju auke, n-pooljuhis palju elektrone. Laengukandjate erinevus hakkab läbi siirde rekombineeruma. Siirdealas jäävad n- poolele positiivsed ioonid ja p-poolele negatiivsed aktseptori ioonid. Nende laengut ei tasakaalusta enam lahkunud elektronid ega augud. Kaksikkihi elektriväli hakkab ülevalguvaid laengukandjaid tagasi tõrjuma, kuni tekib tasakaal (tõkkekiht).
E - elektronide üleminekule (oksüdatsiooniastme muutusele) vastav elektriline potentsiaal, mis näitab elektronide liitmise võimet. o' -teiste elektroodide potentsiaale vesinikelektroodi suhtes standardolekus nimetatakse standardseteks redokspotentsiaalideks. Parim elektronide vastuvõtja on O2, H2O. 6. Kirjutage võrrand, mis seob omavahel reaktsiooni standardse vaba energia muudu Go' ja standardse redokspotentsiaali o'. Otsustage, kas protsess saab kulgeda spontaanselt, kui elektronide aktseptori ja doonori o' väärtused on vastavalt + 0,816 V ja 0,320 V. Go' = -nFo' Saab küll kulgeda spontaanselt, kuna o'=0,82-(-0,32)=1,14V (negatiivse tulemuse puhul kulgeks protsess mittespontaanselt. 7. Millised toodud väidetest vastavad tõele? Vale väide formuleerige ümber tõeseks. a. Elektronide kandjad paiknevad raku tsütoplasmas. mitokondri sisemembraanis b. NADH on võimsam redutseerija kui FADH 2 c. Elektronide lõpp-aktseptoriks hingamisahelas on O 2
Karboksüülimine tähendab CO2 sidumist substraadile, milleks on ribuloosbisfosfaat. Tekib kuuesüsinikuline produkt, mis laguneb kohe kaheks kolmesüsinikuliseks. Need ongi elektrone vastuvõtvaks substraadisk, et saada muudetud kolmesüsinikuliseks suhkruks. Ühekaupa ei saa CO2 taandada, mürgise sipelghappe tekkimise pärast. Seetõttu CO2 taandatakse 3-5 süsinikuliste vaheühendite kaudu. CO2 sidumise tsüklit nn Calvini tsükliks. Seda võib jagada kolmeks: CO2 aktseptori karboksüülimine(CO2 sidumine), taandamine (suhkru moodustumine) ja aktseptori regeneratsioon. Lisaks NADPH- le vajatakse ka ATPd, mis valmistab karboküülimise produktid ette taandamiseks ja regenereerib kaks korda fosforüülitud aktseptori. Regeneratsiooniosas tehakse viiest kolmesüsinikulisest kolm viiesüsinikulist suhkrut. Fotohingamine – lisaks CO2-le võib Rubisco abil ribuloosbisfosfaadile liituda ka O2. Tekib viiesüsinikuline produkt, mis laguneb 2 ja 3-süsinikuliseks. 3-
8. CO2 sidumine fotosünteesis. Calvini tsükkel. Ensüüm Rubisco. CO2 peamiseks assimilisatsiooni rajaks FSs on Calvini tsükkel (pentoosfosfaaditsükkel). Tsükli võib jagada kolmeks: 1. Karboksüülimine, 2. Redutseerimine, 3. Akteptori regenereerimine. Just esimeses faasis seotakse CO2 (rubisco). Erinevad vaheastmed, kui lõppsaaduseks on kaks fosfoglütseraadi molekuli. Redutseerimisfaasis toimub 3-fosfoglütseraadi fosforüülimine ning redutseerimine aldehüüdrühmaks. Aktseptori regenereerimisel toimub redutseerimisfaasis moodustunud trioosidest lähtuvalt CO2 primaarse aktseptori moodustumine, millega tsükkel sulgub. Rubisco on CO2 siduv ensüüm. Oma nime on ta saanud lühendina pikemast: ribuloosbisfosfaadi karboksülaas-oksügenaas. Rubisco on väga suur ensüüm. Ta koosneb 8 suuremast (56 kDa) ja 8 väiksemast (14 kDa) subühikust, mis kokku annavad molekulmassiks 560 kD 9. C4 taimed, paksulehelised (CAM taimed), nende FS eripärad.
Alternatiivselt võib Rubisco katalüüsida CO2 asemel O2 sidumist e. Oksügenaasset reaktsiooni, mille tulemusena moodustub üks molekul PGA-d ja üks molekul fosfoglükolaati. Sünteesitud PGA redutseeritakse trioosfosfaatideks fotokeemilistes reaktsioonides moodustunud ATP ja NADPH osavõtul. Suurem osa trioosfosfaatidest jääb tsüklisse ja kasutatakse ribuloos 5monofosfaadi sünteesiks, mis fosforüülitakse RuBPks valgusreaktsioonides sünteesitud ATP osavõtul. Sel viisil tagatakse CO2 aktseptori regeneratsioon ja assimilatsiooni jätkumine. Karboksüülimise ja oksügeneerimise vahekord sõltub CO2 ja O2 kontsentratsioonide suhtest . CO2 vabanemine vähendab fotosünteesi neto-efektiivsust. Fotosünteesi tüübid: · C3- Fotosünteesi efektiivsuse vähenemine õhuhapniku juuresolekul · C4- fotosüntees ei ole inhibeeritav õhuhapniku poolt · CAM- vett kasut kokkuhoidlikult, CO2 neelatake pimedas, ei teki suurt transpiratsiooni kui päeval
Kovalentneside (sidemeenergia kJ/mol): H-H (436); C-H (414); C-C (343); C-O (351) Mittekovalentsed sidemed e nõrgad sidemed: Van der Waalsi jõud (0,4-4,0 kJ/mol) 0,1-0,2 nm tekivad indutseeritud elektrilistest interaktsioonides kahe lähestikku jõudnud aatomi positiivselt laetud elektronpilvede vahel. Vesiniksidemed (10-30 kJ/mol) 0,3 nm tekib elektronegatiivse aatomiga kovalentselt seotud H ja teise elektronegatiivse aatomi (vesiniku aktseptori) vahe samas või naaber molekulis. Side on tugevaim, kui molekulid asuvad ühel joonel. Suur tähtsus bioloogiliste makromolekulide ruumiliste struktuuride moodustumisel. Ioonsed sidemed (20 kJ/mol) 0,25 nm vastaslaenguliste polaarsete funktsionaalsete rühmade vahelise elektrostaatiliste tõmbejõudude tulemus. Hüdrofoobsed vastasmõjud (<40 kJ/mol) sarnaste apolaarsete aatomirühmade amavaheline tõmbumine vesikeskkonnas
kihid on difundeerunud üksteisega. Difusioonipiirkonda nimetatakse pn-siirdeks. Ühe siirdega erineva juhtivusega pooljuhtainest moodustatud liitstruktuur ongi diood. Diood toimib voolule ventiilina. Ühes suunas juhib selline seade voolu hästi,teises suunas peaaegu üldse mitte. Tõkkekihi tekkimine. P-pooljuhis on palju auke, n-pooljuhis aga elektrone. Laengukandjate erinevus hakkab läbi siirde rekombineeruma. Siirdealas jäävad n-poolele positiivsed ioonid ja p-poolde negatiivsed aktseptori ioonid. Nende laengut ei tasakaalusta enam lahkunud elektronid ega augud. Kaksikkihi elektriväli hakkab ülevalguvaid laengukandjaid tagasi tõrjuma, kuni tekib tasakaal. P-N siirde juhtimine. Välise vooluallikaga saab tekkinud potentsiaalibarjääri tõsta või langetada. Kui dioodile rakendada päripinge (vt. Joonist), siis töötab väline elektrijõud siirdele vastu ja dioodi läbib normaalne pingega võrdeline vool.
üksnes ATP sünteesi ning ei kaasne NADP redutseerimine ega O2 eraldumine 8. CO2 sidumine fotosünteesis. Calvini tsükkel. # Ensüüm Rubisco. Calvini tsükkel fotosünteesi pimedusstaadiumi reaktsioonide jada, mille käigus seotakse õhulõhede kaudu sisenenud CO2 ja moodustatakse valgusstaadiumi tulemusena tekkinud NADPH ja ATP molekule , kasutades sahhariide. Vabaneb hapnik. Reaktsioonid leiavad aset kloroplasti stroomas. 3 osa: Karboksüülimine, redutseerimine ja aktseptori regenereerimine. Karboksüülimine: Seotakse Ribuloos-1,5-difosfaat ja CO2, moodustub 6 süsinikuline vaheprodukt, mis vee osavõtul laguneb kaheks fosfoglütseraadi molekuliks Redutseerimine: 3-fosfoglütseraadi karboksüülrühmast moodustatakse süsivesikud. Regenerereerimine: redutseerimisfaasis moodustunud trioosidest ribuloos -1,5-difosfaadi moodustumine. CO2 fikseeritakse Ribuloos-1,5 bifosfaadile. Tsükkel kasutab CO2 karboksüülgrupi
c. H2N-CO-NH2 (uurea) on võimeline moodustama vesiniksidemeid, sisaldab nii O ja N rühmi. Vesinikside on täiendav keemiline side, mille moodustab ühe molekuli negatiivse osalaenguga elektronegatiivse elemendi (F, O, N) aatom teise molekuli positiivse osalaenguga vesinikuaatomiga. Klassikalises mõttes on vesinikside suuremas osas elektrostaatiline vastasmõju teatud kovalentsuse osakaaluga. Vesinikside tekib prootoni doonori X-H ja prootoni aktseptori Y vahele: X-H···Y. The 2 conditions given for hydrogen bonding are: 1) A hydrogen atom must be covalently bonded to O, N or F atom. I can understand this part, as O, N and F are highly electronegative and will leave the H with a positive dipole (more or less a H+ ion). 2) The other condition is that the atom with a lone pair which the H is hydrogen-bonded to must be O, N or F. 3.Kirjeldage erinevusi taime- ja loomarakkude vahel. 4.Kirjutage Henderson-Hasselbach´i võrrand
13 Tsitraaditsükli põhifunktsioonid: · Orgaaniliste ühendite lõplik oksüdatsioon · C-skelettide andmine biosünteesireaktsioonideks Ka valkude katabolism toimub tsitraaditsükli vahendusel. Valgud lahundatakse AH-ks ja konverteeritakse kas püruvaadiks või tsitraaditsükli vaheproduktideks. Kuna tsüklis väljub pidevalt biosünteesi tarbeks vaheprodukte, siis on tarvis nende varu täiendada. Täiendatakse AcCoA aktseptori oksaalatsetaadi varu. Oksaalatsetaat moodustub kas püruvaai või PEPi karboksüülimisel. Paljudel mikroobidel on tsitraaditsükkel katkestatud ja seda kasutatakse just biosünteesi varustamiseks C-skelettidega. Enegia saadakse aga anorgaaniliste ainete oksüdatsioonist. Glükolüüs on heksooside katabolismirada, mida on peetud kõige ürgsemaks, kuna ta on väga laialdase levikuga: esineb peaaegu kõigis elusorganismideks: nii eu- kui ka prokarüootides. Rada nim ka EMP
UMP süntees orotaadist lähtudes. 12. Nukleosiid -monofosfaadi ja -difosfaadi kinaasid. Monofosfaadi kinaasid (NMP) aluse spetsiifika. Pentoosi suhtes spetsiifikat pole (riboos, desoksü-). 4 klassi: Adenülaadi kinaas fosforüülib AMP ja dAMP Kinaas, mis kasutab GMP ja dGMP Kinaas, mis kasutab CMP, UMP ja dCMP dTMP kasutav kinaas. Difosfaadi kinaasid (NDP) aluse või pentoosi suhtes mittespetsiifilised. Kehtib nii doonir kui aktseptori suhtes. 13. CTP süntees UTP-st lähtudes. 14. Pürimidiinide biosünteesi regulatsioon. Desoksünukleotiidide süntees 15. Ribonukleotiidi reduktaasi reaktsioon, mehhanism ja regulatsiooni tähtsus. 2' positsioonis riboosil OH asendada H aatomiga. Konversioon toimub nukleosiiddifosfaatide tasemel. 16. Tümidülaadi sünteesi reaktsioon. Metüülrühma allikas. 17
puudub, ilmnevad hingamisraskused); hemofiilia (inimestel puudub verehüübefaktor, mida saab ka lammaste piimast); kanad – ALV-lindude viirus (kanasse viiakse ALV viiruse genoom, mis toodab antikehi resistentsed) ja nende kanade munad sisaldavad vitamiine ja antigeene. Organismi kloonimine ehk ühest isendist tehakse identne teisik. Looduses on selleks nt ühemunakaksikud. Doonor-loomast võetakse rakk, viiakse aktseptori munarakku, kus on eelnevalt geneetiline info eemaldatud. Munast areneb uus organism, kes on identne doonor-organismiga. Esimene kloonimine toimus 1997. aastal, mil klooniti lammas Dolly (elas 7 aastat). Alla 3% katseloomadest jääb elama. Tulevikus on eesmärgiks kloonida transgeenseid loomi paljundamiseks. Esinevad aga eetilised probleemid: inimese kloonimine on seadusega keelatud. Blastotsüsti staadiumis on tüvirakud, mis võivad areneda igas suunas. Kunstlikul ..
redutseerumine suhkruteks lakkab mõni minut pärast valguse väljalülitamist. Calvin- Benson- Bassham'i tsükkel.Reduktiivne pentoosfosfaatide tsükkel. Calvini tsükli üldvõrrand: 3CO2 + 6NADPH + 9ATP GAP + 9ADP + 9Pi + 6NADP. Stabiilsed produktid tärklis ja sahharoos. CO2 sidumise biokeemilist tsüklit e. nn. Calvini tsüklit võib mõtteliselt jagada kolmeks osaks: CO2 aktseptori karboksüülimine (CO2 sidumine), taandamine (suhkru moodustamine) ja aktseptori regeneratsioon. 11.)Millises kloroplastide osas CO2 sidumise ja redutseerumise reaktsioonid toimuvad? Esimene etapp toimub lehtede mesofülli rakkudes (mesofülliks nimetatakse lehtede parenhüümseid rakke kahe katterakkude kihi e. epidermi vahel). CO2 ja PEP reaktsioonis moodustub oksaaloatsetaat. . Reaktsiooni katalüüsib PEP-i karboksülaas. Moodustunud
Redokspotentsiaal (E ) - iseloomustab aine e- -sidumise võimet. E väärtus tähendab tugevat e- sidumise ehk redutseerumise tendents. Mida suurem see väärtus on, seda suurem on võime elektrone siduda, seda kindlamini ta redutseerub. Kõige suurem redokspotentsiaal on hapnikul. 6. Kirjutage võrrand, mis seob omavahel reaktsiooni standardse vaba energia muudu Go' ja standardse redokspotentsiaali o'. Otsustage, kas protsess saab kulgeda spontaanselt, kui elektronide aktseptori ja doonori o' väärtused on vastavalt + 0,816 V ja - 0,320 V. 7. Millised toodud väidetest vastavad tõele? Vale väide sõnastage ümber. a. ETS paikneb raku tsütoplasmas. V, ETS-i protsessid toimuvad mitokondri sisemembraanis või selle pinnal. b. NADH on tugevam redutseerija kui FADH2. Õ. c. Elektronide lõpp-aktseptoriks ETS-is on O2. Õ. d. Elektronide kandjad on ETS-is reastunud o' väärtuse vähenemise järjekorras.
Neil molekulidel peab olema vabu elektronpaare ja nad moodustavad tsentraalaatomi ümbere sisesfääri. Igale kompleksimoodustajale on iseloomulik kindel ligandide arv ehk koordinatsiooniarv. Kroom(III) korral on see kuus 6-. Kompleksimoodustaja (antud juhul kroom) ja ligandide vahel tekib koordinatiivne side ehk doonor aktseptorside. Moodustub sarnane side kovalentse sidemega, aga tekke mehhanism on erinev: Üks aatom (doonor) annab oma vaba elektronpaari teise aatomi (aktseptori) tühjale orbitaalile ja selle tagajärjel moodustub ühine elektronpaar doonor-aktseptor mehhanismi järgi. Selgituseks saab kasutada ammooniumiiooni tekkemehhanismi. H H H N: + H HNH 38 H H Kroom võib oma sisesfääri siduda kloriidioone, vee molekule aga ka karboksülaatioone
Kui E ja S seostumine on aset leidnud ja ES kompleks tekkinud, siis siirdeseisundi aktivatsioonienergia langust seletatakse kas ühega või ka mitmega seni tuntud katalüüsimehhanismidest. Üldse tuntakse kuut ,,barjääri ületamise" mehhanismi. Siinkohal nimetame järgmisi: 9 katalüüs sideme pingestumise teel, 9 katalüüs rühmade täpse orientatsiooni kaudu, 9 katalüüs prootoni doonori või aktseptori kaasamise kaudu (hape/alus katalüüs), 9 kovalentne katalüüs. 67 Indutseeritud sobivuse mudelit illustreeriv skeem Esüümireaktsioonide kineetika alused Kineetika on teadus, mis uurib erinevate faktorite mõju reaktsioonide kiirusele. Reaktsiooni kiirust (v) väljendatakse ajaühikus ära reageerinud substraadi S hulgana või tekkinud produkti P hulgana (mol/s)
C-H happed Süsiniku madala elektronegatiivsuse tõttu (süsiniku võime elektronpaari kinni hoida on väike) on karbanioonide moodustumine energeetiliselt ebasoodne ja tekkinud anioonid on ebastabiilsed. Vesilahustes C-H happed dissotsieeruvad vähesel määral. Seetõttu on küllastunud süsivesinikud nii nõrgad happed, et praktiliselt on võimatu leida alust, mis oleks võimeline neist lahti rebima prootoni. Asendades C-H hapetes vesinikuaatomi(d) elektroni (de) aktseptori (te)ga (suurendavad delokalisatsiooni!) kasvab C-H hapete happelisus. Näiteks, meditsiinipraktikas kasutatav triklorometaan (kloroform), milles metaani kolm H- aatomit on asendatud klooriga (vt. kloori elektrone äratõmbavat -I-efekti skeemil), on ligi- kaudu 30 suurusjärku tugevam hape kui metaan (metaani pKa = 48-60 ja kloroformil ~ 15). Cl - +
Elektronide transportsüsteem (ETS ehk hingamisahel) võtab elektronid doonormolekulilt, mis on madala redokspotentsiaaliga molekul, ning kannab need positiivsema redokspotentsiaaliga ühendile ehk elektronide aktseptorile. Hingamisaehlas saadav energia (G) sõltub transportahela redokspotentsiaalide erinevusest (E). Neid reaktsioone katalüüsivad tsütoplasmamembraani seoselised kompleksid, mis kasutavad elektronide doonori ja aktseptori energiaerinevusi prootongradiendi tekitamiseks kahele poole membraani. Prootongradient koos elektrilise potentsiaaliga moodustavad prootonite liikumapaneva jõu (PMF-i), mida kasutatakse ATP sünteesiks ATP-süntaasi abil. Hingamisahela esimeseks komponendiks on dehüdrogenaas, mis võtab substraadilt (NADH, suktsinaat, laktaat jne) elektronid ning kannab need üle vaheühendile kinoonile. Hingamisahela viimane komponent on oksüdaas, mis
annaabi.ee 
