Bioloogia 3-kursus (metabolism, ATP, fotosüntees, rakuhingamine, käärimine) (0)

BIOLOOGIA KT 1 (https://quizlet.com/462920896) 1. METABOLISM e. ainevahetus Metabolism - organismis toimuvad sünteesi- ja lagundamisprotsessid, mis tagavad aine- ja 
energiavahetuse ümbritseva keskkonnaga - organismi elutegevuse alus. Kõik organismid vajavad eluks energiat, mida saadakse orgaanilisest ainest. Organismid kasutavad toidus 
olevaid ühendeid uute ainete sünteesiks ja energia saamiseks. Süntees - lihtsamatest ühenditest uute, keerukamate ainete valmistamine keemilise/bioloogilise reaktsiooni 
teel. Autotroof (isetootja) - organism, kes oma elutegevuseks vajalikud ained (süsinik) sünteesib ise, 
väliskeskkonnast saadavatest anorgaanilistest ainetest. nt. rohelised (fotosünteesivad) taimed (valgusenergia fotosünteesi tulemusel glükoosiks) fotosünteesija - süsiniku sidumisel kasutatakse valgusenergiat. (nt taimed)
kemosünteesija - süsiniku sidumisel kasutatakse keemilist energiat. (nt väävlibakterid) Heterotroof (tarbija)  - organism, kes saab oma elutegevuseks vajalikud ained ja energia toidust,  lagundades sealseid valmis orgaanilisi aineid. (orgaaniline aine oksüdeerub, st reageerib 
hapnikuga → energia) nt. seened, kõik loomad. Miksotroof - organism, kes suudab vastavalt keskkonnale oma ainevahetustüüpi muuta. (nt. valguses 
autotroof ja pimedas heterotroof.) nt. silmviburlane, putuktoidulised taimed (huulhein) Isetootjad ehk autotroofid seovad ise süsinikku. Neid jaotatakse kahte suurde gruppi: fotosünteesijad, kes 
kasutavad valgusenergiat (nt taimed) ja kemosünteesijad, kes kasutavad keemilist energiat (nt 
väävlibakterid). Tarbijad ehk heterotroofid vajavad süsinikku toidust (nt inimene). Miksotroofid suudavad 
ainevahetustüüpi muuta (nt ümaraleheline huulhein). Metabolism koosneb kahest vastandlikust protsessist: assimilatsioon ja dissimilatsioon. Assimilatsioon - kõik organismis toimuvad sünteesiprotsessid. (aine loomine)
Toimub organismile vajalike orgaaniliste ühendite süntees: valgud, lipiidid, suhkrud, nukleiinhapped jne. 
Protsesside toimumiseks vajatakse lähteaineid, energiat ja ensüüme. Dissimilatsioon - kõik organismis toimuvad lagundamisprotsessid. (aine lagundamine)
Toimub ainete lagundamine, millega kaasneb energia vabanemine, nt füüsilise pingutuse korral. Orgaaniliste ainete dissimilatsioon Organismi esmaseks ning kõige kiiremini kasutatavaks energiaallikaks on süsivesikud (sahhariidid). 1 g süsivesikute (sahhariidide) oksüdatsioonil vabaneb 17,6 kJ energiat. Järgnevalt kasutab organism rasvu (lipiide). 1 g lipiidide oksüdatsioonil vabaneb 38,9 kJ energiat. Viimasena valke, kuna valkudel on väga palju teisi tähtsaid ülesandeid organismis. 1 g valkude oksüdatsioonil vabaneb 17,6 kJ energiat.


Energiat kasutatakse organismis biosünteesil, ainete transpordil ja liikumisel. ATP - adenosiintrifosfaat. (ADP - adenosiindifosfaat - oleneb P-rühmade hulgast) ATP on universaalne keemilise energia talletaja ja ülekandja, mis osaleb rakkude metabolismis.
ATP moodustub glükolüüsi, käärimise, hingamise ja fotosünteesi käigus. ATP molekul 3 fosfaatrühma.
suhkur - riboos (OH OH)
lämmastiku (N) rühm - adeniin Fosfaatrühmade vahelise sideme katkemisel vabaneb energia.
Fosfaatrühma liitumisel seotakse energia. 1.2. FOTOSÜNTEES Fotosüntees on klorofülli sisaldavates organismides toimuv assimilatsiooniprotsess, mille käigus 
valgusenergiat kasutades sünteesitakse süsihappegaasist (CO2) ja veest (H2O) glükoosi ja 
kõrvalsaadusena hapnikku (O2). 6CO2 + 12H2O + valgus = C6H12O6 + 6H2O + 6O2↑ Eralduv hapnik tuleb vee koostisest, süsihappegaasi süsinikest moodustub orgaaniline aine. Fotosünteesi kasutegur ja kiirus sõltuvad: valguse tugevusest, CO2 kontsentratsioonist õhus, 
temperatuurist, taimede varustatusest vee ja mineraalainetega.. + jt. Fotosünteesis eristatakse kahte etappi: valgus- ja pimedusstaadiumit. Fotosünteesi valgusstaadium Reaktsioonid kulgevad kloroplastide sisemembraanides ainult valgusenergia mõjul.
Klorofülli molekulid moodustavad (koos teiste pigmentidega) fotosüsteeme.
Valgusstaadiumis on valgusenergia muundatud keemiliseks energiaks ja hapnik on vabanenud atmosfääri. Fotosünteesi valgusstaadium sõltub valgusenergiast, mille tulemusena sisenevad kvandid kloroplasti 
sisemembraani, kus lagundatakse lähteainet vett, et sellest saada kätte vesinikioonid ja vabad elektronid. 
Jääkainena eraldub hapnik (õhulõhede kaudu). Fotosüsteem II : teostab vee fotooksüdatsiooni (fotolüüsi) → eraldub hapnik. 2H2O → 4H+ + 4e- + O2↑ ● H2O lõhutakse ära → O2 eraldub ja läheb atmosfääri, eralduvad H-ioonid ja elektronid. 
(laiali)


● Tekib ka 18 ATPd. 18 ADP + 18Pi → 18 ATP Fotosüsteem I: osaleb NADPH2 moodustamisel.
NADP + 2e- + 2H+ ↔ NADPH2 (elektronide energiaga seotakse H-ioonid NADP sisse ~ e-d on 
sidemed)
Ebastabiilsed H-ioonid ja vabad elektronid liidetakse kohe NADP külge, kus vabad elektronid moodustavad 
sidemed vesinikioonidega.  Valgusstaadiumi reaktsioonide tulemusena saadakse ATP ja NADPH2 molekulid, mis on vajalikud 
fotosünteesi pimedusstaadiumi reaktsioonideks. Fotosünteesi pimedusstaadium Pimedusstaadiumi reaktsioonid toimuvad kloroplastide stroomas. Süsinikuallikaks CO2, vesinikuallikaks NADPH2 ja energiaallikaks 18 ATP. 
(NADPH2 ja ATP valgusstaadiumist) 6CO2 + 12NADPH2 → C6H12O6 + 6H2O + 12NADP 18 ATP → 18 ADP + 18 Pi ADP ja NADP kasutatakse uuesti valgusstaadiumi reaktsioonides.
Glükoos (C6H12O2) väljub kloroplastidest või moodustab säilitustärklise. NADPH2 ja 18ATP liiguvad edasi pimedusstaadiumi, mis toimub kloroplasti stroomas. ATP energia varal 
sünteesitakse teisest lähteainest CO2-est ja valgusstaadiumis kätte saadud vesinik nii ümber, et sellest 
tekiks glükoos, mis on fotosünteesi eesmärk. Jäägina jäävad NADP ja ADP+Pi, mis saadetakse uuesti 
valgusstaadiumi. Samuti võivad glükoosi monomeerid ühineda, et tekiks polümeer tärklis, mida kasutatakse 
varuainena. Fotosünteesi tähtsus ● Anorgaanilistest ainetest esmase orgaanilise aine loomine (valgusenergia → keemiline 
energia); ● Glükoos on esmane ja põhiline energiaallikas enamikes organismides;
● Toiduahela esimene lüli;
● Hapnik;
● Süsiniku- ja hapnikuringe oluline lüli;
● Fossiilsete kütuste teke (nafta, maagaas, kivisüsi) (Glükoos on esmane energiaallikas. Glükoosist ja Calvini tsükli vaheühenditest saab alguse lipiidide ja 
aminohapete süntees.) 1.3. RAKUHINGAMINE
Glükoos on peamine organismisisene energiaallikas.
Taimedes tärklis → glükoos
Loomades glükogeen → glükoos Glükoosi lagundamine on dissimilatsiooniprotsess, mis on universaalne - toimub ühtemoodi nii loomades, 
taimedes kui ka seentes - RAKUHINGAMINE  → pmst glükoosist energia kätte saamine. Glükoosi lagundamine jaguneb kolmeks dissimilatsiooniprotsessiks; rakuhingamise 3 etappi: 1. Glükolüüs (toimub ERis) - (anaeroobse glükolüüsi tulem on käärimine.)
2. Tsitraaditsükkel (toimub mitokondri sisemuses)


3. Hingamisahela reaktsioonid (toimuvad mitokondri harjakeste membraanides) Aeroobne glükolüüs 1. etapp: GLÜKOLÜÜS (toimub ERis)
Glükoos lõhustatakse, tekib 2 püruvaadimolekuli (C3H4O3) ning 4 vesiniku (H+) iooni.
Eraldunud H-ioonid seostuvad NADiga ja tekib 2 NADH2 molekuli. (NADH2 edasi)
(Tekib 2 ATPd.) C6H12O6 → 2C3H4O3 + 4H+ 2NAD + 4H+ → 2NADH2 2. etapp: TSITRAADITSÜKKEL (toimub mitokondris)
Püruvaadi edasine lagundamine. Järk-järgult eralduvad CO2 molekulid ja H-ioonid, mis seotakse NADidega.
Tekib 10 NADH2. CO2 on jääkprodukt, väljub mitokondrist hingamisel. 
(CO2 välja ja H-ioonid NADH2-ena edasi) 3. etapp: HINGAMISAHELA REAKTSIOONID (mitokondri harjakeste membraanides)
Vajatakse hapniku O2 kui ka eelmistest reaktsioonidest NADH2 molekule (2 NADH2 glükolüüsist ja 10 
NADH2 tsitraaditsüklist) 12NADH2 + 6O2 → 12NAD + 12H2O 36ADP + 36P ↔ 36ATP Hingamisahela reaktsioonides vabanevad H-ioonid NADH2 molekulidest.
Eraldunud vesinik reageerib molekulaarse hapnikuga (O2) ja moodustub vesi (H2O).
Vabaneva energia arvel saab 12 NADH2 molekuli kohta sünteesida 36 ATP molekuli. 2 ATP molekuli saadakse glükolüüsi käigus ja hingamisahela reaktsioonidest lisandub 36 ATP molekuli, siis 
saadakse ühe glükoosimolekuli lõplikul lagundamisel 38 ATP molekuli. Rakuhingamise summaarne võrrand:  C6H12O6 + 6O2 → 6CO2↑ + 6H2O kloroplast - taimerakkude ja päristuumsete vetikate organell, kus toimub fotosüntees.
strooma - kloroplasti sisemus, kus toimuvad fotosünteesi pimedusstaadiumi reaktsioonid.
tülakoidid - membraaniga ümbritsetud kambrikesed, kus toimuvad fotosünteesi valgusstaadiumi 
reaktsioonid (kloroplasti sees).
klorofüll - roheline pigment, mis võimaldab valguse energiat saada.
ER e tsütoplasmavõrgustik - organell, kus toimub glükolüüs.
mitokonder - organell, kus toimub rakuhingamine. Anaeroobne glükolüüs
..ehk käärimine on glükoosi osaline lõhustumine, mis toimub tsütoplasmas hapniku puudumisel või defitsiidi 
korral. Piimhappekäärimine
toimub lihaskoe rakkudes ja piimhappebakterite elutegevuse käigus. Ühest glükoosi molekulist tekib 2 piimhappe C3H6O3 molekuli ja 2 ATP molekuli. C6H12O6 → 2 C3H6O3 2 ADP + 2 Pi → 2 ATP


Tekivad jogurtid, juustud, hapupiim, -kurgid jne. Etanoolkäärimine
..toimub pärmseente ja osade bakterite elutegevuse käigus. Glükoosi lagundamine kestab seni kuni jätkub glükoosi või kuni tekkiv etanool pärsib pärmseente 
elutegevuse. Eraldub süsihappegaas. Ühest glükoosi molekulist tekib 2 etanooli molekuli ja 2 ATP molekuli. C6H12O6 → 2 C2H5OH + CO2↑ 2 ADP + 2 Pi → 2 ATP Õhuhapniku ligipääsul käärimisprotsessile oksüdeerivad äädikhappebakterid etanooli veiniäädikaks. Piimhappekäärimine Etanoolkäärimine Kes teevad? Piimhappebakterid Pärmseened Valem C6H12O6 → 2 
C3H6O3 C6H12O6 → 2 C2H5OH + CO2
↑ Mitu ATP 2 2 Näited Hapupiim, juust, jogurt Vein, õlu, sai, kringel Toimumiskoht Toiduainetööstus, 
lihased Veinikelder, toiduainetööstus Toimumiskoht
rakus Tsütoplasma AE või AN Anaeroobne Anaeroobne