BIO METABOLISM (0)

BIO METABOLISM
METABOLISM ehk ainevahetus tähendab organismis aset leidvaid sünteesi- ja lagundamisprotsess
ELUKS ON VAJA ENERGIAT JA SÜSINIKKU lk 8-11
elusorganismid on võimelised omastama 2te liiki energiat— valgusen. ja keemilist en.
OKSÜDEERUMISE käigus aine koostises olevate aatomite elektonide arv väheneb, aatomitevahelised sidemed lõhutakse ning VABANEB EN.
nt: rakuhingamise käigus lagundatakse glükoos CO2-ks ja O2 läheb vee koosseisu
REDUTSEERUMISE käigus lisandub aatomitesse elektrone (elektronide arv suureneb), tekivad uued aatomitevahelised sidemed ning seeläbi SALEVSTATAKSE EN.
nt: fotosünteesis kasutatkse valgusen.t, et CO2-st ja H2O-st sünteesida suhkruid ning eraldub O2
C—on võime moodustada pikki ahelaid, mille külge saavad liituda teised aatomid— iga C- aatom suudab endaga liita kuni 4 aatomit
C-ahel võib olla sirge, hatunev või rõngakujuline ja ka selle pikkus võib varieeruda
C-ühendite kaudu reguleeritakse eluprotsesside kulgu organismides
C-d 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 CO2-st saadakse org. üh.did
muundatakse fotosünteesi käigus keemiliseks energiaks
HETEROTROOFID (nt kõik loomad)— organismid, kes kasutavad C-allikana teiste organismide toodetud orgaanilisi C-ühendeid. ei oska ise anorg. üh.st org. üh.eid valmistada. en.t võivad nad (sarnaselt autotroofidega) saada nii keemilistest reaktsioonidest kui ka valgusest. (valgusen. kasutavad siiski väga vähesed heterotroofid.) heterotr. saavad en.t toidus sisalduva org. aine oksüdtasioonil EELIS— saavad kõik toidust saadud en. suunata kasvamisse ja sigimisse, autotroofid peavad aga osa en-t kulutama anorg.se C muutmiseks org. üh.ks
valgusen— bakterid
keem.en— loomad, seened, bakterid
ENERGIA VAHENDAJAKS ORGANISMIS ON ATP lk 12-
RAKUHINGAMINE — glükoosi lõplik lagundamine hapniku abil, mille tulemusena vabanev energia salvestatakse makroergilistesst ühenditesse (nt ATP) ja eraldub CO2 ja H2O

• e glükoosi lagundamine
  
• mitokondris en. tootmine
  

makroergilisd ühendid— väiksed, aga palju en-t sisaldavad orgaanilised ühendid, mis osalevad keemilise energia salvestajate ja ülekandajtena biokeemilistes reaktsioonides
ATP adenosiintrofosfaat peamine rakkudes kasutatav en. salvestaja ja ülekandja
energia vabaneb kui ATP laguneb (st ATP fosfaatrühm kantakse üle teistele molekulidele) (nt kasutatakse ATP lagunemiseltekkivat energiat valkude sünteesimiseks ning molekulide transpordiks )
1he mooli ATP lagunemisel vabaneb kokku 30,5 kJ ehk u 7,3 kcal energiat
kui reaktsioon vajab lisaenergiat, kaasatakse lisaks ensüümile reaktsiooni ka ATP—reaktsiooni käigus lagundatakse ATP molekul ning vabanev energia kasutatkse käsiloleva reaktsiooni käimalükkamiseks

• organismid muudavad ADP uuesti ATP-ks, kasutades toidust saadavat keemilist energiat —toimub rakuhingamise käigus
  
• taimed (jt fotos . organismid) salvestavad ATP-sse energia, mille nad saavad päikesevalgusest—fotosünteesi käigus
  
• ATP-d toodetkase mitokondrite membraanis paikneva ensüümi ATP-süntaasi abil= et konsentratsioonid võrdsustada, tahavad vesinikioonid liikuda kõrgemate konstentratsiooniga poolelt madalama konsentratsiooniga pooelele= läbi membraani saavad nad liikuda aga vaid kanalite kaudu= ATP-sünttas on üheks selliseks kanaliks, mis nende (vesinikioonide) liikumist ära kasutab = kui vesinikioon liigub ATP-sünttasi abil läbi rakumembraani, lükkab ta ensüümi “mootori” tööle ning saadud energia abil liidab esnüüm ADP ja fosfaatrühma
  

FOTOSÜNTEES
protsess mille käigus CO2 muudetakse org. üh.teks, eelkõige suhkruteks, kasutades selleks valgusen.t

• TOIMUB= taimeraku kloroplastis
  
• ON VAJA= kloroplasti + (nähtavat) valgust + H2O + CO2
  
• TEKIB= C6H12O6 glükoos
  
• mõjutavad= temp, valgushulk, mulla koostis, lehe pind/vanus, veesisaldus (mullas), CO2 konsentratsioon
  

• taimed vetiakd ja paljud bakteriliigid
  
• KLOROPLAST — taimerakkude ja päristuumsete vetikate organell, kus toimub fotosüntees
  

• kloroplastide sees on membraanidest moodustunud TÜLAKOIDID (väikesed mem.ga ümbritsetud kambrikesed, kus toimuvad fotosünteesi valgusstaadiumi reaktsioonid)
  
• tülakoidid on paigutatud 11sega kohakuti ja moodustades kogumikke e GRAANE, mis on omavahel ühendatud ja tegutsevad ühtse tervikuna
  
• kloroplasti sisemuses (STROOMAS—valguline vesilahus) asuvad vees lahustunud valgud ning väike rõngakujuline DNA molekul
  
• kloroplasti sisemistes membraanides on pigmendidm millest olulisim on roheline klorofüll
  

VÕRDLE
VALGUSSTAADIUM
PIMEDUSSTAADIUM
KUS TOIMUB?
kloroplasti tülakoidi membraanis
kloroplasti stroomas
MIDA ON VAJA?
tülakoidide memb. + graane + klorofüll + kloroplast
stroomas + kloroplast + vesikeskkond + valke
LÄHTEAINED
valgus + H2O
CO2 + H + O2 + NADP + ATP +
SAADUSED
ATP + H + O2 (hapnik on reaktsiooni jääkprodukt) + (NADPH2)
glükoos
MIS ERALDUB?
O2
H2O
EN. KASUTUS?
energiat/ ATP-d toodetakse
energia kulub
6 CO2 + 6 H2O + päikesevalgus = 6 glükoos + 6 O2

• Fotosüsteem II pigmendid tesotavad vee fotooksüdatsiooni (fotolüüsi) ja ATP sünteesi
  
• 2 H2O —> 4 H + 4 e- + O2
  
• eralduvad vesinikioonid ja elektronid
  
• eraldunud O2 difundeerub läbi õhulõhede atmosfääri
  
• Fotosüsteem I pigmendid osalevad NADPH2 moodustamisel
  
• NADP + 2e- + 2H NADPH2
  
• Valgusstaadiumis on valgusen. muundatud keemiliseks en.ks ja O2 on vabanenud atmosfääri
  
• Reaktsioonide tuemusena saadakse ATP ja NADPH2 molekulid, mis on vajalikud fotosünteesi pimedusstaadiumi reaktsioonideks
  
• PIMEDUSST.
  
• süsinikuallikaks on õhulõhede kaudu taime sisenenud CO2
  
• vesinikuallikaks on NADPH2
  
• en.allikaks on vaja 18 ATP molekuli
  
• 6 CO2 + 12 NADPH2 —> glükoos + 6 H2O + 12 NADP
  
• 18 ATP—> 18 ADP + 18 P
  
• glükoos väkub kloroplastidest või moodustab neid sälitustärklise (mugul, juur , sibul , vili jne)
  
• glükoosist ja Calvini tsükli vaheühenditest saab alguse lipiidide ja aminohapete süntees
  
• FOTOSÜNTEESI TÄHTSUS
  

• varustavad atmosfääri hapnikuga
  
• toiduahela 1ks lüliks
  
• toiduks heterotroofidele
  
• glükoos on põhiline energiaallikas enamikes organismides
  
• O2 osaleb hingamisel, osooni tekkel, põlemisel
  
• süsiniku- ja hapnikuringes tähtsal kohal
  
• fossiilsete kütuste teke ( nafta , kivisüsi, maagaas)
  
• vüimaldab muundada valgusen. keemi.sks en.ks
  
• vüimaldab toota CO2-st suhkruid
  
• lk 23 VAATA ÜLE
  

ANAEROOB. GL. TAIMER .D ANAEROOBNE GLÜKOLÜÜS LOOMARAKKUDES
RAKUHINGAMINE
organismile vajalik en. vabaneb toitainetest protsessis, mida nim rakuhingamiseks
RAKUHINGAMIST TEOSTAVAD KÕIK ELAVAD RAKUD
GLÜKOLÜÜS
TSITRAADITSÜKKEL
HINGAMISAHELA REAKTSIOONID
TOIMUMISKOHT
toimub päristuumse raku tsütoplasmavõrgustikul
(kõigis elusates rakkudes)
raku vedelas sisekeskkonas
toimub mitokondri sisemuses e MAATRIKSIS
toimuvad mitokondri harjakeste membraanil
mitokondri membraanide vahel
LÄHTEAINED
glükoos (koosneb 6st C-aatomist) + ?? NAD + ADP + ?? P + 4 H2
NAD + FAD + 2 püruvaat + 2 ADP + 2P
6 O2 + 2 NADH2 + 4 NADH2 + 6 FADH2 + 34 ATP + 34 P
SAADUSED
2 püruvaati + 2 NADH2 + 2?? ATP + 2 H2O
?2? 6 CO2 + 20 H-iooni (2 püruvaadist c02 ja h- ioon ) + 4 ?10? NADH2 (8H) + 6 FADH2 (12H) + 2 ATP
34 ATP + 6 NAD + 6 FAD + 12 H2O
GLÜKOLÜÜS

• glükoos —> püruvaat e püroviinamarihape
  

• protsess rakkude sisemuses, glükoos lõhutakse 2ks 3me-C’liseks molekuliks
  
• mille käigus 6st C-aatomist koosnev glükoos lõhutakse 2heks blablabla
  
• 1stes etappides kulutatase glükoosis olevate sidemete lõhkumiseks 2 ATP molekuli
  
• järgmistes etappides saadakse aga 3me-C-liste ühendite struktuuri ümber korraldamisel vabaneva energia arvelt 4 ?? ATP-d tagasi — lisaks vabaneb 4 H-iooni— osa vabanenud H-ioonidest seostuvad vesinikukandjaga NAD, see võimaldab kasutada H-ioone edastistes reaktsioonides
  
• lõh. glükoosimol. 2ks püruvaadimol.
  

TSITRAADITSÜKKEL

• eraldub co2
  

• keemiliste reaktsioonide ahel mitokondrites, toimub glükoos lõplik lagundamine
  
• mille käigus 3me-C-lised ühendid lagundatakse edasi CO2-ks
  
• püruvaadimolekulid transporditakse mitonkondrisse,kus neid edasi lagundatakse
  
• tsitraaditsükli lõpp-produktid on ühtlasi uue tsükli lähteaineks, nii et moodustub reakstioonide ring e tsükkel
  
• enne tsitraaditsüklisse sisenemist eralduvad püruvaadist CO2molekul ja 2 H-iooni, mille sepb NAD
  
• lk 26??? see ei ole sama tabeliga (20h-iooni ja 16h-iooni, 6 fadh2 ja 2 fadh2, 4 nadh2 ja 6 nadh2, 6 co2 ja 2 co2)
  

HINGAM. AH. REAK.

• eraldub h2o
  
• mitokondrite sisemebraanide sopistustes toimuv rakuhingamise viimane etapp, millega kaasneb 34 ATP molekuli süntees
  
• milles kogu protsessi käigus tekkinud energia salvestatakse ATP-sse
  
• hapnik on hädavajalik
  
• hingamisahela käigus kasutatakse O2te redutseertitud NADH+H ja FADH2 oksüdeerimiseks: koensüümide küljes olnud elektronid kantaske üle hapnikule—selle tulemusena saab O2 neg. laengu, seob endaga pos. laenguga H-iooni ning muutub veeks
  
• iga NADH2 molekuli kohta saab sünteesida 3 ATP molekuli ja iga FADH2 molekuli kohta 2 ATP mol.)
  
• 
  

KÕIGI PEALE KOKKU TEKIB 38 ATP-D
ANAEROOBNE GLÜKOLÜÜS
AEROOBNE GLÜKOLÜÜS
DISSIMILATSIOON ?
DISSIM.
DISSIM.
TOIMUMISKOHT
tsütoplasma
tsütoplasmas glükolüüs
tsitraadits . + hingam.ah. reak. mitonkondris
LÄHTEAINED
glükoos + 2 ADP + 2 P
glükoos + 2 NAD + 2 ADP + 2 P
SAADUSED
etanool + CO2 + 2 püruvaat + piimhape + 2 ATP
2 püruvaat + 2 NADH2 + 2 ATP
MIS SAAB SAADUSTEST EDASI?
piimhape liigub edasi maksa = tehakse uuesti püruvaadiks
püruvaat liigub maatriksisse, kus toimub tsitraaditsü.
2 NADH2 = hingamisahel
TOODETUD ATP-DE ARV
2 ATP
2 ATP
ATP SÜNTEESI KIIRUS
KIIRE
AEGLANE
3 etappi : C6H12O6 + 6 CO2 —> 6 CO2 + 6 H20 + ENERGIA

• PÜRUVAAT- phend, mis tekib glükoosi lagundamisel glükolüüsil (nim.ka püroviinamarihappeks)
  
• NAD JA FAD- ained, mis osalevad rakuhingamises elektronide ja vesinikioonide edasikandjatena rakuhingamise eri etappide vahel
  
• ANAEROOBNE GLÜKOLÜÜS E KÄÄRIMINE- glükoosi osaline lagudamine kapnikuvaestes oludes, mille käigus püruvaat muudetakse piimhappeks vüi etanooliks
  
• = Organismid: bakterid - piimhappekäärimine, seened - etanoolkäärimine, kõrgemad loomad - piimhappekäärimine lihastes.
  
• = Anaeroobse glükolüüsi käik:
  

6 süsinikuga ühend (glükoos) laguneb kaheks 3 süsinikuga ühendiks (püroviinamarihape - Pyr);
vabaneb 4 vesiniku aatomit, mis hapniku olemasolul lähevad edasi tsitraadits FOTOSÜNTEES
RAKUHINGAMINE
toimub ainult taimerakus
toimub looma- ja taimerakus
glükoosi tootmine
glükoosi lagundamine
LÄHTEAINED = C02 + H20 + päikesevalgus
LÄHTEAINED = glükoos + 02
SAADUSED = O2 + glükoos
SAADUSED = CO2 + H2O
polüsuhkur lihtsuhkur
NADP
NAD
assimilatsioon
dissimilatsioon