Bioloogia 11klassi konspekt (1)

Bioloogia uurib elu
Bioloogia on teadus, mis uurib elu. Biomolekul on orgaanilise aine molekul , mille moodustumine on seotud organismide elutegevusega. Vitamiinid jne.
Molekulaarbioloogia on bioloogia teadus, mis uurib elu molekulaarset taset.
Elu tunnused
1. Kõik organismid on rakulise ehitusega.
2. Organismid on keerukama organiseeritusega, kui eluta objektid.
Molekul – rakk – kude – organ – elundkond – organism – populatsioon – liik – erinevad liigid – ökosüsteemid – biosfäär.
1. Kõikidele organismidele on omane aine- ja energiavahetus.
2. Organismidele on omane stabiilne sisekeskkond . Loomorganismid jaotatakse püsisoojasteks ja kõigusoojasteks.
3. Kõik organismid paljunevad sugulisel teel või mittesugulisel teel.
4. Kõik organismid arenevad. Areng võib olla kas moondega või otsene.( imetajad , linnud , roomajad )
5. Kõik organismid kasvavad
6. Kõik organismid reageerivad ärritusele. Närvisüsteemi ja meeleelundite abil.
Teaduslik uurimismeetod
Põhi bioelemendid ehk makroelemendid organismides on C(süsinik)H(vesinik)N(lämmastik)O(hapnik)P( fosfor )S(väävel)
Organismid vajavad kõiki neid elemente suhteliselt suurtes kogustes ja peamiselt erinevad need orgaaniliste ühendite koostises.
Keemilisi elemente, mida organismid vajavad väikestes kogustes nimetatakse mikroelementideks. K,Cl,Ca,Na jne.
Kõik makro- ja mikroelemendid on hädavajalikud organismide normaalseks elutegevuseks.
Süsinik – keskne eluelement – kuulub kõikide biomolekulide( valgud , rasvad ,süsivesikud) koostisse. CO2 – getosünteesi lähteaine
Vesinik – esineb kõikide biomolekulide koostises. Osaleb vesiniksidemete moodustumisel. Mida rohkem on süsinikku, seda energiarikkam on ühend.
Hapnik – kuulub kõikide biomolekulide koostisse. On tugev oksüdeerija, kindlustab hingamise.
Lämmastik – esineb valkude aminohapetes. ATP's
Fosfor – esineb nukleiinhapete koostises.
Väävel – esineb kahes aminohappes metioniin ja tsüsteiin, ka osades vitamiinides.
Naatrium – rakuväline element, raku sees leidub teda vähe
Kaalim – rakusisene element, väljaspool rakku leidub vähe.
Naatrium ja kaalium ioonid reguleerivad vee tasakaalu, närviimpulsside teket ja edasiandmist, kindlustavad rakkude laengu ning transportprotsessid rakkude tasandil.
Magneesium – kuulub luude koostisesse(fosfaadina), on klorofüllis keskne element. Kuulub taimeraku kesta koostisesse. Magneesiumpektaadist sõltub marjade küpsus.
Kaltsium – kuulub vere punalibledes oleva hemoglobiini koostisesse. Heen (rauaühend) annab verele punase värvuse.
Jood – osaleb kilpnäärme hormooni sünteesis. Joodi puudumisel kujuneb välja kilpnäärme haigus – struuma.
Vesi organismis
Vesi on universaalne lahusti, sest vees lahustub rohkem aineid, kui üheski teises lahustis .
Jagatakse kaheks:
Hüdrofoobsed ained ei lahustu vees. (rasvad ja õlid)
Hüdrofiilsed ained lahustuvad vees. (glükoos, keedusool)
Vesi
1. tagab rakkude ainevahetuse ehk metabolismi. Rakku saabuvad ja rakust väljutatakse ained veelahustina. Mida rohkem on rakus vett, seda kiirem on ainevahetus .
2. Tagab raku siserõhu (turgori). Siserõhu vähenemisel taimed närtsivad.
3. Kindlustab organismide ringeelundkondade töö ( veri ja lümf)
4. Osaleb organismide termoregulatsioonil, sest vee auramine jahutab keha. Osa loomi higistab, osa ei higista ja taimedel toimub transpiratsioon õhulõhede kaudu. Suure soojusmahtuvuse tõttu aitab veri säilitada organismisisest püsivat temperatuuri.
5. Täidab kaitsefunktsiooni:
– pisarad vähendavad hõõrdumist ja kõrvaldavad võõrkeha silmast.
– liigesevõie ''õlitab'' liigeseid
imetajate loode areneb vesikestad ehk amnios.
Orgaanilised ühendid ja nende ülesanded organismis
Süsivesikud
.. on looduses enamlevinud orgaanilised ühendid
– taimedes
– loomorganismides (2%)
– mikroorganismides (12-28%)
– seentes (3%)
Süsivesikud ehk sahhariidid jagunevad kolmeks:
lihtsuhkrud ( monosahhariidid )
oligosahhariidid – malktoos, laktoos , sahharoos
liitsuhkrud ehk polüsahhariidid – tärklis, tselluloos , glükogeen, kitiin
Lihtsuhkrud jagunevad : pentoonid ( riboos , pesoksuriboos), heksoosid (glükoos, fruktoos ).
Monosahhariidid ehk lihtsuhkrud
1. Väga aktiivsed
2. reaktsioonivõimelised
3. esinevad tsüklilisel kujul
Glükoos ehk viinamarjasuhkur . Leidub viinamarjades ja veres.
Fruktoos ehk puuviljasuhkur leidub puuviljades.
Monosahhariid on grüboos ja desoksugrüboos.
Disahhariidid koosnevad kahest monosahhariidi jäägist.
Nt: 1) sahharoos – roo-e.peedisuhkur
2) maltoos ehk linnasesuhkur .. moodustub tärklise lõhustumisel
3) laktoos ehk piimasuhkur , leidub looma- ja rinnapiimas.
Polüsahhariidid ehk liitsuhkrud
Monosahhariidide jäägid on seotud glükosiidsidemetega pikkadeks ahelateks.
Nt: Tärklis – mugulates ja viljades
Glükogeen – varuane lihastes, maksas ja seentes
Tselluloos – taimeraku kestades
Kitiin – lülijalgsete toeses ja seente kestades.
Inuliin – varuaine , korvõielistes taimedes.
Süsivesikute funktsioonid organismis
1. energeetiline ehk süsivesikutest saadakse energiat. 1G süsivesikute oksüdatsioonil vabaneb 17,5 kJ energiat.
2. Struktuurne – 1) kitiin 2) tselluloos
oligosahhariidid retseptoritena loomarakumembraani välispinnal
3. ligimeelitav – õistaimedel nektar putukate ligimeelitamiseks
4. varuaine – talletatakse taimedes tärklise- ja inuliinina ning seentes ja loomades glükogeenina
5. kaitsefunktsioon – taimedes rakutsütoplasma suhkrustumine. Kaitseb ärakülmumise eest
6. toitefunktsioon – piimasuhkur imetajate piimas
7. biosünteetiline – lähteaineks teiste ühendite sünteesil. Süsivesikud – rasvad, lipiidid . Riboos, desoksuriboos – nukleiinhape . Süsivesikud on fotosünteesi pimedusstaadiumis algvahe ja lõpp-produktoriteks.
8. Bioregulatoorne – süsivesikud koos valkudega kuuluvad hormoonide koostisesse
● Lipiidid on hüdrofoobsed ained, mis ei lahustu vees. Lahustuvad orgaanilistes lahustites . Lipiidid on alkoholi ja rasvhapete estrid .
G – rasvhappejääk
L
Ü
T
S- rasvhappejääk
E
R
O
O
L- rasvhappejääk
Neutraalrasvad
= glütserool + rasvhappejäägid
Küllastunud rasvhapetes esinevad süsiniku aatomite vahel üksiksidemed. Sellised rasvad on tahked . (neid nimetatakse loomseteks organismideks)
Küllastumata rasvhapetes esinevad süsinike aatomite vahel kaksiksidemed. Sellised rasvad on vedelad. (õliseemnetes)
Vahad
Vahad on pikaahelaliste ühe hüdroksüüsete (üks OH ühik) alkoholide ja rasvhapete estrid. Vahad on tahked, enamasti plastsed ained, mis on vastupidavad teiste keemiliste ainete toimele. Puuviljadel, okastel, vahalillede leht4edel esinevad taimsed vahad, mis täidavad kaitsefunktsiooni. Mesilasvaha on loomne vaha, sellest valmistavad mesilased oma kärjed.
Lipiidid
Fosfolipiidid sisaldavad lisaks glütseroolile ja rasvhapetele fosforhappejääki. Fosfolipiidid kuuluvad rakumembraani koostisesse. Glükolipiididdes on lisaks glükoosijääk.
Steroidid ...
... on vees lahustumatud tsüklilised ühendid, mis esinevad loomarakkudes. Neerupealsete hormoonid ja meessuguhormoon testosteroon ja naissuguhormoon estrogeen on steroidid.
D- vitamiin on samuti steroid. Kolesterool kuulub loomsete biomembraanide koostisesse. Kolesteroolis sünteesitakse sapphappeid, suguhormoone ja D-vitamiini eelühendeid.
Lipiidide funktsioonid:
7 Energeetiline – ühe grammi rasva täielikul oksüdatsioonil laguneb 38,9 kJ energiat.
8 Ehituslik – biomembraanid koosnevad fosfolipiidide kaksikkihist.
9 Varuaine – loomadel varuaine rasvikutes, taimedel õlid seemnetes, viljades.
10 Kaitse – nahaalune rasvkude on halb soojusjuht ja kaitseb organismi temperatuuri muutuste eest. Siseorganeid ümbritsev rasvakiht kaitseb mehhaaniliste mõjutuste eest.
11 Bioragulatoorne – tsüklilised bioaktiivsed lipiidid reguleerivad ainevahetuslikke protsesse.
12 Lahusti – teatud hüdrofoobsed ained talletuvad rasvkoes. On lahutiks rasvas lahutuvatele vitamiinidele (K, A, D, E)
13 Ainevahetuslik – rasvade oksüdatsioonil vabaneb metapoolne vesi, mida kasutavad kõrbeloomad veetehvitsiidi korral (1kg rasva = 1,1 kg vett).
Valgud
Valgud on polüdepiidid, mis koosnevad aminohappejääkidest. Aminohappejääkide vahel on peptiidsidemed. Peptiidside moodustub kahe aminohappe ühinemisel, ühe karboksüülrühma ja teise aminorühma osalusel. Ühe peptiidsideme tekkel eraldub molekul vett. Valkude süntees toimub ribosoomides. Valkude koostises võib esineda kuni 20 erinevat aminohapet. Valkude omaduste erinevused tulenevad aminohappe jääkide järjestusest ning nende hulgast valgumolekulist. Inimene on evolutsiooni käigus kaotanud võime sünteesida mõningaid aminohappeid . Täiesti asendamatuid aminohappeid on 8, neid ei suuda organism ise valmistada ja neid saab ta vaid toiduga. Osaliselt asendamatuid aminohappeid on 3. Neid sünteesib organism ise, kuid ebapiisavalt. Asendatavaid aminohappeid (9) suudab organism ise sünteesida.
Lihtvalgud:
Koosnevad ainult aminohappe jääkidest. Sinna kuuluvad fibrillaarsed ehk niitjad valgud.. nad on kõõluste, kõhrede, juuste, küünte, karvade valgud, verehüübimis valgud ja lihastöös osalevad valgud. Globulaarsed valgud on kõik ensüümid, antikehad , histoonid.
Liitvalgud : Neis on lisaks aminohappe jääkidele veel teisi orgaanilisi aineid.
Valkude funktsioonid
1. ensümaatiline ehk katalüütiline
Kõik ensüümid ehk biokatalüsaatorid on valgud
2. geeniregulatoorne funktsioon
Histoonid osalevad geeni aktiivsuse regulatsioonis.
3. Bioregulatoorne. Osa hormoone on valgud.(nt. insuliin )
4. transpordifunktsioon. Hemoglobiin transpordib hapnikku ja membraanides on valgulised transportijad.
5. Struktuurne funktsioon. Küüned, karvad , sõrad, kõõlused.
6. Kaitsefunktsioon. Antikehad ja verehüübimis valgud.
7. Kokkutõmbe- ehk kontraktsioonivalgud . Lihaskoe valgud, ripsmed, viburid ja mitoosikääviniidid.
8. Retseptoorne funktsioon. Rakumembraani pinna retseptorid. Silma võrkkesta retseptorvalk – rodopsiin.
9. Varufunktsioon – munavalge.
10. Energeetiline funktsioon – ühe grammi valgu oksüdatsioonil vabaneb 17,6 kJ energiat.
Nukleiidhapped
Nukleiinhape on orgaaniline kõrgpolümeer, mis kannab pärilikku informatsiooni. DNA ehk desoksüribonukleiinhape asub päristuumsetel raku tuumas ja kannab endas geneetilist informatsiooni. RNA ehk ribonukleiinhape kopeerib DNA informatsiooni ja kannab rakus selle vajalikku kohta. Nukleiidhapped on biopolümerid, mille monomeerideks on nukleotiidid. Nukleotiid koosneb süsivesikust(S), fosforrühmast(P) ja lämmastikalusest(A).
DNA monomeer
A-aderiin
C-tsütosiin
G- guaniin
T-tümiin
U-uratsiil
C G
A T
G C
DNA JA RNA võrdlus
Monomeer
DNA – deksoribonukleotiid
RNA – ribonukleotiid
Süsivesik
DNA – desoksuriboos
RNA – riboos
Lämmastikalused
DNA – adeliin, tsütosiin, tümiin, guaniin
RNA – adeliin, tsütosiin, guaniin, uratsiin
Kohati molekuli siseselt 2-ahelaline, kus lämmastikaluste vahel on vastavalt komplementaarsusele on vesiniksidemed . Funktsioonid: DNA- on kromosoomide koostisosa . Päriliku info säilitamine ja ülekandmine tütarrakkudesse raku jagunemise ajal.
RNA võtab osa geneetilise info realiseerimisest.
mRNA – informatsiooni RNA ..messenger – päriliku info ülekanne rakutuumast ribosoomidesse.
tRNA – transpordiRNA- aminohapete transportimine tsütoplasmast ribosoomidesse.
rRNA – ribosoomiRNA- valkude süntees ribosoomides.