Bioloogia eksami kordamiseks (5)

4 HEA

18
Elu olemus
Elu tunnused:

Kõik elusorganismid on rakulise ehitusega

Kõik elusorganismid on keerukama organiseeritusega, kui eluta objektid – nii ehituslikul, talituslikul kui ka regulatoorsel tasandil

Kõigile elusorganismidele on iseloomulik aine-ja energiavahetus – Ükski organism ei saa kohe väliskeskkonnast rakkude ehitamiseks kõlbulikke valke, lipiide jne – need tuleb sünteesida. Organismi lagundamis -ja sünteesiprotsessid moodustavad ainevahetuse.

Kõigile organismidele on iseloomulik stabiilne sisekeskkond . Püsiv keemiline koostis tuleneb ainevahetuslikest protsessidest. Püsiv happesusereaktsioon(pH), kõigu-või püsisoojasus

Kõigile organismidele on omane paljunemisvõime. Suguline või mittesuguline ( pooldumine , vegetatiivne, eostega) paljunemine.

Kõik organismid arenevad. Otsene või moondeline.

Kõik organismid reageerivad ärritusele. Ainuraksetel närvisüsteem puudub (selle asemel erinevad orgaanilise aine molekulid välismembraanis)
Eluslooduse organiseerituse tasemed :

Molekulaarne tase – teadus molekulaarbioloogia . Biomolekulid nt. sahhariidid

Rakk – esmane tase, kus ilmnevad kõik elu omadused – rakkude ehitust ja talitlust uurib tsütoloogia.
Eukarüootne rakk – päristuumne
Prokarüootne rakk – eeltuumne

Kude – sarnase ehituse ja talitlusega rakud koos vaheainega – teadus, mis uurib kudesid on histoloogia . Neli koetüüpi: epiteel-, lihas-, närvi- ja sidekude

Organ e. elund – kudede kogum, mis täidab kindlat funktsiooni.

Elundkond – ühise talitlusega organid moodustavad organisüsteeme (taimedel puudub)

Organism – teadusharu , mis uurib organismi talitlusi ja nende regulatsiooni nim füsioloogiaks. Organismi ehitust uurib anatoomia.
Homöostaas – sisekeskkonna stabiilsus
Neuraalne regulatsioon – elundkondade talitlust kooskõlastab närvisüsteem
Humoraalne regulatsioon – regulatsioon toimub veres esinevate hormoonide ja teiste keemiliste ühendite vahendusel

Populatsioon – ühel asutusalal elunevad sama liiki organismid. Loomade käitumist uuriv teadusharu on etoloogia

Liik – liiki piiritletakse paljude tunnuste abil nt. iseloomulik sise- ja välisehitus, talitluste eripära, kromosoomides paiknev spetsiifiline geenide kogum, kindlad nõuded elukeskkonnale

Ökosüsteem – ühisel territooriumil omavahel toitumissuhetes olevad organismid koos ümbritseva eluta loodusega. Ökosüsteeme uurib ökoloogia

Biosfäär – kogu Maad ümbritsev elu sisaldav kiht (litosfääri ülemine kiht, atmosfääri alumine kiht, hüdrosfäär)
Teadusliku meetodi rakendamine:
Loodusseadused on teaduslike faktide üldistused, mis võimaldavad selgitada paljusid loodusnähtusi.
Teaduslikud meetodid – lähenemised, mida loodusteadlased oma uurimustööd kasutavad (nt. mikroskoopia meetod)
Teaduslikud faktid – teadmised, mis on teadusliku meetodi abil leidnud korduvat kinnitust
Teadusliku meetodi etapid:

Probleemi püstitamine – teadlaste probleemiasetus tugineb teadusharu kaasaegsetele seisukohtadele s.o. teaduslikele faktidele
Probleemi püstitamisel määratletakse uurimisobjekt . Piiritletakse ka muutuja (tegur, mida uuritakse)

Taustinformatsiooni kogumine - ülevaade uurimisobjektist, samalaadsetest uurimustest.

Hüpoteesi sõnastamine – oletatav vastus püstitatud probleemile. Põhined teaduslikel faktidel.

Hüpoteesi kontrollimine – Katsete ja vaatluste abil.
Kaks uurimisobjektide gruppi: kontroll- ja eksperimentaalgrupp.
Peavad olema sarnastes tingimustes, ainuke erinevus uuritavas teguris ehk muutujas

Tulemuste analüüs ja järelduste tegemine – võrreldakse kahe grupi vaatlustulemusi.
ORGANISMIDE KOOSTIS
Keemiliste elementide sisaldus rakkudes
Hapnik, süsinik, vesinik , lämmastik (HONC)– moodustavad kokku 98 % raku keemiliste elementide kogumassist.
Keemiliste ühendite sisaldus rakkudes
Anorgaanilised ained: vesi
Orgaanilised ained: Valgud , lipiidid , sahhariidid, nukleiinhapped (DNA, RNA) jne
Anorgaanilised ained organismis
Vesi

Hea lahusti
Osaleb keemilistes reaktsioonides
Aitab säilitada rakusisest püsivat temperatuuri

Vee molekul on dipolaarne. Lahustab hästi anorgaanilisi aineid ja paljusid polaarseid orgaanilisi ühendeid. Molekulid moodustavad vesiniksidemeid.
Katioonid
K+ ja Na+ - osalevad närviimpulsi tekkes , leidub veres ja rakkude tsütoplasmas
Valkude lagunemise käigus eraldus ammoniaak (NH3*H2O)
Ca2+ - luukoe koostises, annavad luudele tugevuse
Mg2+ - seotud rakus DNA ja RNA-ga, taimerakkudes klorofülli koostises
Fe3+ - hemoglobiini koostises
Anioonid
Kabonaatioonid ( HCO3 - ja CO32- ) – hingamisel tekkinud CO2 lahustub raku tsütoplasmas
Fosfaatioonid ( H2PO4 - ja HPO42- ) – fosfolipiidide koostises ( rakumembraanis )
I- - kilpnäärmehormoonides, joodi puudust nim. struumaks
Orgaanilised ained organismis
Põhilisteks organismide koostises olevateks orgaanilisteks aineteks on sahhariidid, lipiidid, valgud ja nukleiinhapped. (Biomolekulid)
Biomolekulid – organismides moodustuvad orgaanilised ühendid.
Mõnikord käsitletakse nende all eraldi ka bioaktiivseid aineid. Põhilisteks bioaktiivseteks aineteks on ensüümid, vitamiinid ja hormoonid.
Sahhariidid
Süsivesikud on orgaanilised ühendid, mille koostisesse kuuluvad süsinik, vesinik ja hapnik.

Monosahhariidid – madalmolekulaarsed ühendid, milles süsiniku aatomite arv molekulis on enamasti kolmest kuueni.

Nt:
5- süsinikuga : riboos ja desoksüriboos
6- süsinikuga: glükoos( viinamarjasuhkur ) ja fruktoos (puuviljasuhkur)

Oligosahhariidid – madalmolekulaarsed ühendid, mis on enamasti moodustunud kahe-kolme monosahhariidi omavahelisel seostumisel.

Nt:
sahharoos = glükoos + maltoos
maltoos (linnasesuhkur)
laktoos (piimasuhkur)

Polüsahhariidid – kõrgmolekulaarsed ühendid – polümeerid, mille ehituslikeks elementideks ehk monomeerideks on monosahhariidide jäägid.

Kuuluvad valkude ja nukleiinhapetega biopolümeeride hulka.
Nt:
Tärklis – taimne energiaallikas
Glükogeen – loomne energiaallikas
Ülesanded:

energeetiline – 17,6 kJ/g
ehituslik

Lipiidid
Lipiidid on orgaaniliste ühendite klass, kuhu kuuluvad rasvad , õlid, vahad, steroidid jt. vees enamasti mittelahustuvad ühendid.
Lahustuvad enamasti apolaarsetes orgaanilistes lahustites (nt. benseen ja eeter )
Ülesanded:

Energeetiline – 38,9 kJ/g

Lihtlipiidideks ehk rasvadeks nimetatakse propaantriooli (glütserooli) ja rasvhapete estreid.
Lihtlipiidide ühinemisel teiste keemiliste ühenditega moodustuvad liitlipiidid . nt. fosfolipiidid
Steroidid – tsüklilised ühendid, vees ei lahustu. Nt. mitmesugused hormoonid, vitamiin D
Hormoonid – bioaktiivsed ained, mis põhiliselt moodustuvad loomorganismide sisesekretsiooninäärmetes.
Valgud
Valgud ehk proteiinid on biopolümeerid, mille monomeerideks on aminohappejäägid.
Aminohapped
Amfoteersed ühendid – koostisesse kuulub aluseliste omadustega aminorühm (-NH2) ja happeliste omadustega karboksüülrühm (-COOH).
Aminohappejäägid on valgu molekulis ühendatud peptiidsidemetega. Moodustub aminorühma ja kaboksüülrühma vahele.
Sünteesi tulemusena (sünteesitakse ribosoomides) tekib polüpeptiid. Vähem kui kümnest aminohappejäägist koosnevat ühendit nim. oligopeptiidiks.
Valgu struktuurid
Valkude omaduste erinevused tulenevad aminohappejääkide järjestusest ning nende hulgast valgumolekulides.

Esimest järku struktuur ehk primaarstruktuur – valgu aminohappeline järjestus

Nt:
Lys-Phe-Asn-Gly-His-Leu-Cys-
On olemas igal valgul , määrab ära valgu omadused.

Teist järku struktuur ehk sekundaarstruktuur – polüpeptiidi keerdumine kruvikujuliseks α-heeliksiks või kõrvuti asetsevate ahelate voltumisel β- struktuuriks

Juuste ja küüne valkude ning ämblikuniidi ja siidi koostises olevate valkude tase

Kolmandat järku struktuur ehk tertsiaarstruktuur – gloobulid või fibrillid
Kvaternaarstruktuur – kahe või enama polüpeptiidi ühinemisel moodustuv liitvalk

nt. hemoglobiin
Valkude struktuuri muutus
Denaturatsioon – valgu kõrgemat järku struktuuri kaotamine
Mehaanilisel teel – vahustamine
Kõrge temperatuuriga
Keemilisel teel – happed , raskemetallühendid
Kiirguse toimel – UV-kiirgus
Aminohappejääkidevahelised sidemed ei katke .
Renaturatsioon- denaturatsiooni pöördprotsess, struktuuride taastumine
Ülesanded

ensümaatiline

Ensüümid on valgud, mis reguleerivad biokeemiliste reaktsioonide kiirust.
Mõnede ensüümide arktiveerumiseks on vajalik vitamiinide olemasolu.
Vitamiinid on bioaktiivsed madalmolekulaarsed ained, mida loomorganismid saavad põhiliselt toiduga.

kaitse – küüned, suled, karvad, sõrad jne. aga ka antikehad
transport – liitvalk hemoglobiin, rakumembraanis olevad transportvalgud
retseptorvalgud – asuvad rakumembraanis, info edastamine raku sisemusse
regulatoorne – valgulised hormoonid nt. insuliin
liikumisfunktsioon – kontraktsioonivalgud – võimelised muutma struktuuri ja sellega kaasneb molekuli mõõtmete muutumine nt. lihasvalgud
energeetiline – 17,6 kJ/g – kõige viimane tagavara

Nukleiinhapped
Nukleiinhapped on biopolümeerid, mille monomeerideks on nukleotiidid .
Desoksüribonukleiinhape(DNA), ribonukleiinhape (RNA)
DNA molekul
Monomeerideks desoksüribonukeotiidid.
Desoksüribonukleotiidi moodustab lämmastikalus, desoksüriboos, fosfaatrühm.
4 lämmastikalust : adeniin (A), guaniin(G), tümiin(T), tsütosiin(C)
DNA molekuli struktuurid

Nukleotiidide liitumisel tekib DNA üksikahel, molekul koosneb aga kaksikahelast nim. primaarstruktuuriks.

Komplementaarsusprintsiip – nukleotiidide üksteisele vastavus. A-T (2 vesiniksidet), G-C (3 vesiniksidet)

Sekundaarstruktuur – moodustub kahe vesiniksidemetega ühendatud ahela keerdumisel biheeliksisse.

DNA ülesanded
DNA tähtsus seisneb päriliku info säilitamises ning selle täpses ülekandmises raku jagunemisel.
Replikatsioon – DNA kahekordistamine, viib läbi ensüüm DNA-polümeraas
RNA molekul
Biopolümeer, monomeerideks ribonukleotiidid .
Lämmastikalus, riboos, fosfaatrühm.
4 fosfaatrühma: adeniin (A), guaniin (G), tsütosiin (C), uratsiil (U)
RNA struktuurid

Ribonukleotiidide järjestust molekulis nim. RNA primaarstruktuuriks.

nt. A-U-U-C-G-G-G-A-U-G-

Kuigi RNA molekulid on üheahelalised, võivad ribonukleotiidid molekulisiseselt komplementaarselt paarduda. tRNA „ristikulehe“-kujuline sekundaarstruktuur

Ülesanne
RNA võtab osa geneetilise info realiseerimisest.
Võime jagada kolmeks:

Informatsiooni-RNA (mRNA) – toob geneetilise info valgu sünteesiks rakutuumast vastavatesse rakuorganellidesse – ribosoomidesse.
Transport-RNA (tRNA) – aminohapete transportimine tsütoplasmast ribosoomidesse ning geneetilise info dešifreerimine
Ribosoomi-RNA (rRNA) – kuulub ribosoomide ehitusse ning osaleb valgusünteesis

RAKU EHITUS JA TALITUS
Rakuteooria kujunemine
Tsütoloogia ehk rakuteadus uurib rakkude ehitust ja talitlust.
Karl Ernst von Baer – loomade embrüoloogia rajaja. Avastas imetaja munaraku.
Schleiden – kõik taimed on rakulise ehitusega.
Robert Hooke - valgusmikroskoop
Kõik organismid on rakulise ehitusega. Matthias Schleiden ja Theodor Schwann
Iga rakk saab alguse üksnes olemasolevast rakust selle jagunemise teel. Rudolf Virchow
st. et a) rakud saavad tekkida ainult rakkudest
b) rakud tekivad üksnes rakujagunemise teel
c) organismide kasv ja areng põhinevad rakkude jagunemisel
Rakkude ehitus ja talitlus on omavahel kooskõlas.
st. et erineva talitlusega organite ja kudede rakkudel on vaid neile iseloomulik kuju ja ehitus.
Epiteelkude
Ehitus – rakud tihedalt üksteise kõrval ja rakuvaheaine peaaegu puudub.
Moodustab naha pindmise osa ja katab siseorganeid.
Talitlus – kaitseb teisi kudesid keskkonna mõjutuste eest. Limaskesta epiteelkude eritab lima.
Lihaskude
Ehitus – Rakud pikliku kujuga, hulktuumsed, sisaldavad valgulisi müofibrille(võimaldavad raku kuju ja mõõtmete muutusi).

vöötlihaskude – skeletilihaste koostises

silelihaskude – siseelundite koostises (nt. soolestikus )

südamelihaskude
Lihaskude ja sidekude moodustab lihased.
Talitlus – Närviimpulsi mõjul tõmbuvad lihased kokku ja tekitavad sellega loomorganismidele iseloomulikke liigutusi
Sidekude
Ehitus – Rakud paiknevad hajusalt, palju rakuvaheainet. nt. luukude, rasvkude , veri .
Talitlus – Ühendab elundite koostisesse kuuluvad koed ühtseks tervikuks ning täidab ka kaitseülesannet. Veri kui vedel sidekude tagab organismi sisekeskkonna (homöostaasi) ja teostab kõigi elundkondade humoraalset regulatsiooni.
Närvikude
Ehitus – Närvirakud ehk neuronid on varustatud pikkade jätketega ( aksonid ja dendriidid). Närvikoest on moodustunud pea- ja seljaaju (kesknärvisüsteem), närvid ja ganglionid (piirdenärvisüsteem).
Talitlus – Närvikoele on iseloomulik erutuvus ja erutuse (närviimpulsi) juhtimine. Närvid ühendavad erinevad elundkonnad ühtseks tervikuks ja teostavad organismi talitluste neuraalset regulatsiooni.
Eukarüootne rakk
Vastavalt rakutuuma esinemisele jaotatakse kõik organismid eeltuumseteks ehk prokarüootideks ja päristuumseteks ehk eukarüootideks.
Prokarüoot – puudub piiritletud tuum, vähem esineb organelle ning membraanseid struktuure. Kuuluvad bakterid .
Eukarüoodid – jaotatakse protistideks, taime-, seene- ja loomariigiks.
Tsütoplasma
Peamiseks koostisaineks on vesi.
Lahustunud palju orgaanilisi ja anorgaanilisi aineid.
Rakutuum
Ümbritsetud kahe membraaniga. Nendes paiknevad poorid – ainete liikumine tuuma ja sealt välja.
Tuumasisest plasmat nim. karüoplasmaks – sisaldab valke, RNA-d ja madalmolekulaarseid ühendeid.
Rakutuumas asub kromatiin – kromosoomide koostisaine .
Tuumas on üks või mitu tuumakest – tuumapiirkonnad, kus teatud kromosoomidel toimub intensiivne rRNA süntees ja ribosoomide moodustumine.
Rakutuum reguleerib kõiki rakus toimivaid protsesse.
Kromosoomid
Inimesel 23 sarnaste kromosoomide paari.( homoloogilised ).
Homoloogilised kromosoomid sisaldavad samu pärilikke tunnuseid määravaid geene.
Eukarüootsete rakkude kromosoomides on DNA kompleksis valkudega – histoonidega.
Histoonid kaitsevad DNA-d ning aitavad rakujagunemise ajal kromosoome kokku pakkida .
DNA, mis on keerdunud ümber histoonide molekulidest koosnevate kerakeste, moodustab koos nendega nukleosoomse fibrilli.
Ühe kromosoomi moodustab histoonide ja teiste valkudega seotud üks DNA molekul – seega koosneb üks kromosoom ühest nukleosoomsest fibrillist.
Rakumembraan
Membraan eraldab raku sisekeskkonda väliskeskkonnast, kaitseb kahjulike mõjutuste eest ning ühendab rakke omavahel.
Membraanide koostisesse kuuluvad põhiliselt fosfolipiidid ja valgud. Fosfolipiidid paiknevad rangelt kahekihilisena, valgud nende peal või vahel. Peale selle sisaldavad rakumembraanid ka kolesterooli.
Transport –
a) passiivne – difusiooni või osmoosi teel. Vesi, gaasid, etanool jt. väiksemad molekulid. Võib toimuda kas valkude kaasabil või ilma, kuid ei vajata täiendavat energiat.
b) aktiivne transport – valgud peavad osalema (transpordivalgud). Erinevad transpordivalgud transpordivad erinevaid ühendeid. Vajatakse täiendavat energiat.
Osa loomarakke on veel fagotsütoosivõimelised. Fagotsütoosi teel viiakse rakku suuremad aineosakesed ja makromolekulid. nt. inimese vere koostises makrofaagid.
Pinotsütoosi käigus omastab rakk vedelikes lahustunud makromolekule.
Tsütoplasmavõrgustik (ER)
Raku tsütoplasmat läbib membraanse ehitusega kanalikeste ja tsisternikeste süsteem, mis moodustab endoplasmaatiline retiikulumi ehk tsütoplasmavõrgustiku.
Ainete rakusisene liikumine, seotud ka ainevahetuslike protsessidega.

karedapinnaline ER – pinnal paiknevad valgusünteesi organellid ehk ribosoomid

siledapinnaline ER – pinnal paiknevad ensüümid, mis võtavad osa lipiidide ja sahhariidide sünteesist
Ribosoomid
Koosneb 2st osast, mõlemad osad omakodra koosnevad ribosoomi- RNAst ja valgumolekulist.
Ribosoomides moodustuvad rakutuumas olevates tuumakestes.
Ribosoomides toimub valgusüntees.
Lüsosoomid
Ühekordse membraaniga ümbritsetud põiekesed, kus lagundatakse erinevaid makromolekule ja rakustruktuure.

primaarsed lüsosoomid – sisaldavad üksnes ensüümvalke

sekundaarsed lüsosoomid – sisaldavad lagundatavaid aineid ning neid lõhustavaid ensüüme
Golgi kompleks
Koosneb üksteise kohal asetsevatest plaatjatest tsiternikestest ja põiekestest ning neist ühendavatest kanalikestest.
Kõik osad on ümbritsetud membraaniga.
Golgi kompleksis jõuab lõpule valkude ümbertöötlemine ning nende pakkimine sekreedi põiekestesse ja lüsosoomidesse.
Osaleb taimedes ka rakukesta moodustumises.
Mitokonder
Ümbritsetud kahe membraaniga. Sisemembraan on varustatud arvukate kurdude ja sopistustega, mida nimetatakse harjakesteks. Nende vahele jäävat ruumis ehk maatriksis leidub mitokondriaalset DNA-d ja RNA-d. Seal paiknevad ka mitokondriaalsed ribosoomid, mis sünteesivad organellile vajalikke valke.
Mitokondrite põhiülesanne on raku varustamine energiaga.
Rakuhingamise käigus viiakse lõpule glükoosi lagundamine. Selleks vajavad mitokondrid hapnikku.
Mitokondrite arv sõltub raku füsioloogilisest aktiivsusest.
Tsütoskelett
Tsütoskelett koosneb valgulistest fibrillidest, mis ühendavad omavahel rakumembraani, tuumamembraane, tsütoplasmavõrgustikku ja enamikku rakuorganelle.
Tsütoskelett moodustab tsütoplasmas võrkja struktuuri.
Tsütoskeletti võib lugeda raku tugi-ja liikumissüsteemiks.
Tsentrosoom
Tsentrosoom koosneb kahest üksteise suhtes risti paiknevast silindrilisest tsentrioolist. Kumbki tsentriool koosneb üheksast kolmekaupa ühinenud mikrotuubulist.
Rakujagunemisel lähtuvad tsentrioolidest valgulised fibrillid – kääviniidid.
Organismi tunnuste kujunemine
Looduse üldist seaduspärasust, mille kohaselt järglased sarnanevad oma vanematega, nimetatakse pärilikkuseks.
Geneetika on teadus, mis uurib organismide pärilikkuse ja muutlikkuse seaduspärasusi.
Eukarüootse organismi pärilikkuse kandjateks on kromosoomid. Iga kromosoom määrab ära hulga tunnuseid selles asuvate pärilikkustegurite – geenide – kaudu.
Ühe isendi kromosoomistikus paiknevat geenide kogumit nimetatakse selle organismi genotüübiks.
Ühe isendi kõigi tunnuste kogumit nimetatakse selle organismi fenotüübiks.
Samuti soodustab või pidurdab keskkond geenide poolt määratud tunnuste väljakujunemist või muudab nende avaldumislaadi.
Pärilikkuse molekulaargeneetilised alused
1869. Friedrich Miescher eraldas rakutuumast aine, mille nimetas nukleiinhappeks.
1953. James Watson ja Francis Crick avastasid DNA molekuli keeruka biheeliksikujulise sekundaarstruktuuri.
Molekulaargeneetika on teadusharu, mis uurib pärilikkuse seaduspärasusi molekulaarsel tasemel. Keskendub kolmele universaalsele protsessile:

DNA sünteesile ehk replikatsioonile

RNA sünteesile ehk transkriptsioonile

valgu sünteesile ehk translatsioonile
DNA replikatsioon eelneb rakujagunemisele. Pärilik info sisaldub DNA nukleotiidses järjestuses.
DNA lõiku, mis määrab ära ühe RNA molekuli sünteesi, nimetatakse geeniks.
Nukleiinhapete (DNA, RNA) ning valkude sünteesiprotsesside ühine iseärasus on see, et erinevalt teistest biosünteesidest on need matriitssünteesid. See tähendab, et DNA, RNA ja valgud sünteesitakse olemasolevate molekulide (DNA või RNA) ahelatel , mis määravad sünteesitavate molekulide primaarstruktuuri.
Transkriptsioon
RNA molekuli süntees
Toimub rakus interfaasi ajal. Transkriptsiooni teostab RNA polümeraas, mis protsessi alguses seostub promootoriga (geeni algus).
DNA biheeliks keeratakse lahti, sünteesitakse ühe DNA ahelaga komplementaarne RNA molekul. Seejuures kasutatakse karüoplasmas olevaid makroergilisi nukleotiide.
Transkriptsioonil kehtib järgnev komplementaarsus:
DNA RNA
A - U
T - A
C - G
G - C
RNA süntees lõpeb, kui ensüüm jõuab DNA nukleotiidse järjestuseni, mida nim. terminaatoriks.
RNA sünteesi lõppedes eraldub ensüüm DNA molekulist, DNA omandab endise biheeliksi kuju ning sünteesitud RNA liigub läbi tuumamembraanis olevate pooride tsütoplasmasse.
Geeni transkriptsioon sõltub RNA- polümeraasi seostumisest promootorpiirkonnaga.
RNA- polümeraasi seostumist takistab vahel mõni teine valk, mida nim. repressoriks.
Osade geenide avaldumiseks on vaja aktivaatorvalku. Mõningatel juhtudel on repressor - või aktivaatorvalkude seostumiseks vajalik veel regulaatorainete liikumist.
Transkriptsioonil moodustuvad nii mRNA kui ka rRNA ja tRNA molekulid.
RNA süntees on universaalne – toimub nii prokarüootides kui ka eukarüootides.
Kui mingilt geenilt toimub transkriptsioon, siis öeldakse, et see geen avaldub.
Erinevused rakkude vahel tulenevad geenidest , mis ühtedes või teistes rakkudes avalduvad.
Hulkrakses organismis eristatakse 4 tüüpi geene:
a) Geenid , mis avalduvad samaaegselt organismi kõigis rakkudes. Nt. rRNA ja tRNA geenid, mitmete ensüümide geenid
b) Geenid, mis avalduvad ainult ühe kindla koe rakkudes. Nt. insuliini geenilt vastavate mRNA molekulide tootmine ainult kõhunäärmerakkudes.
c) Geenid, mis avalduvad ainult rakkude elutegevuse kindlal etapil. Nt. transkriptsioon geenidelt, mis osalevad loote elundite ja elundkondade väljakujunemises.
d) Geenid, mis ei avaldu kunagi. Nt. evolutsiooni teel eellaste geenide tähtsuse kaotamine uuel liigil
Vähkkasvaja rakkude üheks tekkevõimaluseks on „valede“ geenide transkriptsioon.
Geneetiline kood
Geneetiline kood – mRNA molekuli kolm järjestikust nukleotiidi määravad ära ühe kindla aminohappejäägi valgu molekulis.
Ühele aminohappele vastavat mRNA molekuli nukleotiidikolmikut nim. koodoniks.
Geneetilise koodi omadused:

sünonüümsus – Ühele aminohappele vastab mitu koodonit.

ühetähenduslikkus – Üks koodon määrab alati ära ühe kindla aminohappe.

universaalne – ühesugune koodonite ja aminohapete vastavus eksisteerib peaaegu kõigis organismides, nii prokarüootides kui ka eukarüootides

mittekattuv – geneetilise koodi lahtimõtestamine ehk dešifreerimine toimub valgusünteesi käigus koodonite kaupa.
Iga mRNA on varustatud nii translatsiooni algus- kui ka lõppkoodoniga.
Alguskoodon ehk initsiaatorkoodoniks on nukleotiidijärjestus AUG, millele vastab aminohape metioniin (Met).
Stoppkoodoneid ehk terminaatorkoodoneid on kolm: UGA, UAA ja UAG.
Valgu süntees
Toimub tsütoplasmas ribosoomides.

mRNA ühineb ribosoomiga

mRNA initsiaatorkoodoniga seostub esimene tRNA molekul, millega on ühendatud aminohape Met. Aminohappe ühinemisel tRNA-ga kasutatakse ATP energiat.
tRNA, mis ühineb initsiaatorkoodoniga, nim. initsiaator -tRNA-ks.
tRNA kolme nukleotiidi, mis on komplementaarsed mRNA koodoniga nimetatakse antikoodoniks.

Ribosoomi siseneb teine tRNA molekul, toob endaga kaasa järgmisele koodonile vastava aminohappe

tRNA molekulide aminohapete vahele sünteesitakse peptiidside ensüümide abil.

moodustunud kahest aminohappest koosnev ühend (dipeptiid) vabaneb initsiaator-tRNA-st ning jääb viimasena ribosoomi sisenenud tRNA molekuli külge. Aminohappeta tRNA väljub ribosoomist.

tRNA nihkub koos temaga seotud mRNA-ga ribosoomi suhtes edasi. Uus tRNA pääseb ribosoomi, seostub komplementaarselt, aminohapete vahele sünteesitakse jälle peptiidside. Tripeptiid jääb viimasena sisenenud tRNA molekuli külge, aminohappeta tRNA väljub.

Protsess kestab seni, kuni järg jõuab stoppkoodonini. Viimasele ei vasta ühtegi tRNA molekuli antikoodon . Stoppkoodoniga seostub ensüüm, mis lahutab translatsioonis osalenud komponendid: ribosoomist vabanevad tRNA, mRNA ja sünteesitud valk.
Translatsioon on universaalne protsess.
Valgu sünteesi regulatsiooni võimalused:

transkriptsioon ise on valgusünteesi esimene regulatsioonitasand. Geenide avaldumine muutub valgu eluea jooksul.

mRNA molekulide lagundamise kiirus – RNA-d lagundavad tsütoplasmas olevad ribonukleaasid.
Polüsoom
ORGANISMIDE KOOSEKSISTEERIMINE
Ökoloogilised tegurid
Organismidele mõju avaldavaid keskkonna tegureid nimetatakse ökoloogilisteks teguriteks.
_________________________|_____________________
Abiootilised tegurid Biootilised tegurid
Tulenevad organisme ümbritsevast Tulenevad organismide kooseksisteerimisest
anorgaanilisest maailmast Organismide vastastikune suhe võib olla Kliimategurid – valgus, temperatuur, ainult ühele osapoolele kasulik või kõigile
niiskus, tuul jt. osapooletele kasulik või kahjulik.
Lisaks keskkonna happesusereaktsioon,
raskemetallide ühendid, radioaktiivne
kiirgus jm.
Antropogeenne tegur – inimtegevusest tulenev mõju keskkonnale.
Valguskiirguse mõju
Valgus jaotatakse vastavalt lainepikkusele kolmeks vahemikuks:

ultraviolettvalgus - alla 380 nm

nähtav valgus - 380-750 nm

infrapunakiirgus ehk soojuskiirgus – üle 750 nm
Taimerakkude kloroplastides saab fotosüntees toimuda vaid nähtava valguse olemasolul – glükoosi sünteesimiseks.
Fotosünteesi intensiivsus on otseses seoses valguskiirgusest.
Taimi liigitatakse ka vastavalt eluks kohastunud valgustingimustele:

valguslembesed nt. niidutaimed

varjutaluvad

varjulembesed nt. alusmetsa taimestikus
Organismi reaktsiooni ööpäevase valgus- ja pimedusperioodi muutumisele nimetatakse fotoperiodismiks.
Päeva pikkuse muutumine kutsub taimedes esile mitmesuguseid füsioloogilisi ja morfoloogilisi muutusi. Vastavalt sellele kaks rühma taimi:

Lühipäevataimed nt. riis, kanep , daalia – õied moodustuvad siis kui päevavalgus ei ületa 12 tundi

Pikapäevataimed nt. oder, nisy, hernes, kartul – vajavad õitsemaminemiseks rohkem kui 12 tunnist päevapikkust.
On ka taimi, keda päevapikkus või valgus ei mõjuta palju.
Infrapunakiirgus on soojuskiirgus. Võimaldab kõigusoojastel loomadel end soojendada .
Ultraviolettkiirgus on suurtes kogustes kõikidele organismidele kahjulik. Kutsub ette rakkude sisemuses geenmutatsioone ja denatureerib valke.
Desinfitseerivat mõju kasutatakse ka operatsioonisaalide steriliseerimiseks. Väiksemates kogustes soodustab naharakkudes vitamiin D sünteesi.
Temperatuur
Imetajad ja linnud suudavad säilitada püsivat kehatemperatuuri.
Talvel taimedel puhkeperiood, paljud selgrootud varjuvad soojematesse kohtadesse või vajuvad talveunne . (mäger, karu) Linnud rändavad soojematesse paikadesse.
Ökoloogiline amplituud
Igal ökoloogilisel teguril on oma kindel mõju organismidele.
Ökoloogilise teguri minimaalset intensiivsust, mille alanedes organism hukkub nim. alumiseks taluvusläviks.
Ökoloogilise teguri maksimaalset intensiivsusastet, mille tõustes organism sureb , nim. ülemiseks taluvusläveks.
Ökoloogilise teguri intensiivsuse vahemikku, mis jääb ülemise ja alumise taluvusläve vahele, nimetatakse ökoloogiliseks amplituudiks . – Ökoloogilise teguri intensiivsuse vahemik, milles vaadeldav organism saab areneda.
Teguri intensiivsust, mille toime on organismi arengule kõige soodsam nim. ökoloogilise arengu optimumiks.
Organismidevahelised suhted
Sümbioos
Erinevat liiki organismide vastastikku kasulik kooselu.
Selliselt koos elavaid organisme nim. sümbiontideks.
Nt. liblikõielised ja mügarbakterid – taimed vajavad elutegevuseks lämmastikühendeid, kuid ei suuda ise otse õhulämmastikku kasutada. Seda seovad mügarbakterid ja saavad ise omakorda juurtelt erinevaid orgaanilisi aineid.
Eksosümbioos – organismide vaba kooselu vorm nt. sipelgad ja lehetäid
Endosümbioos- üks organism elab teise kehas nt. bakterid, kes lagundavad veise maos tselluloosi
Kommensialism
Erinevat liiki organismide kooselu vorm, mis on ühele osapoolele kasulik, teisele aga kahjutu . Nt. mõnede putukaliikide elamine sipelgapesas – pakub neile kaitset ja toitu. Inimese soolestikus elavad bakterid ja protistid .
Organismi, kellele selline kooselu on kasulik nim. kommensaaliks.
Konkurents
Liigisisene ja liikidevaheline olelusvõitlus keskkonnategurite pärast. – sama või erinevat liiki organismide vastastikku piirav kooselu vorm.
Nt. noores männikus puude omavaheline konkurents valgustingimuste pärast
Parasitism
Erinevat liiki organismide kooselu vorm, mis on ühele kasulik, kuid teisele kahjulik.
Nt. inimese sooles elav solge – kasutab seal olevat toitu, tekitab tervisehäireid inimesel. Sääsed, kirbud , täid.
Kooselust kasu saavat organismi nim. parasiidiks.
Kisklus
Röövlooma ja saaklooma omavaheline toitumissuhe.
Kisklusega reguleeritakse saakloomade arvukust, teiselt poolt aga paraneb populatsiooni üldine kohanemisvõime ja tervislik seisund.
Herbivooria ehk taimtoidulisus on taimtoidulise looma ehk herbivoori ja taime omavaheline toitumissuhe. Nt. lehetäi, maipõrnikas, metskits, põder.
Populatsioon
Igal liigil on oma levila ehk areaal – territoorium, mida ühte liiki isendid asustavad.
Ühisel territooriumil samal ajal elavad ühe liigi isendid moodustavad populatsiooni.
Ühe populatsiooni isendid saavad omavahel vabalt ristuda ja on osaliselt või täielikult isoleeritud teistest sama liigi populatsioonidest.
Populatsiooni arvukus on ühte populatsiooni kuuluvate isendite arv.
Populatsiooni tihedus näitab populatsiooni isendite arvu pinnaühiku kohta.
Ökosüsteem
Maad ümbritsevat elu sisaldavat kihti nim. biosfääriks.
Biosfääri asustustihedus on suurim ekvaatoripiirkonnas ja väheneb pooluste suunas.
Mida suuremad on organismid, seda väiksem on nende asustustihedus.
Biosfäär jaguneb erineva suurusega bioomideks. Bioom on samatüübiliste ökosüsteemide kogum. Nt. tundra , taiga, kõrb jne.
Bioomisiseselt eristatakse erineva suurusega ökosüsteeme. Ökosüsteem on isereguleeruv süsteem, mis koosneb erinevate elusorganismide kooslustest ja ökotoobist.
Ökosüsteemi elusosa nimetatakse elukoosluseks. Elukoosluse peamisteks osadeks on taime-, seene-, ja loomakooslus ning mikroorganismid .
Ökosüsteemi eluta osa nim. ökotoobiks. Selle all mõistetakse nii elukeskkonda, kui ka seal esinevaid abiootilisi tegureid.
Ökosüsteemi iseloomustamine
Ökosüsteemi saab kirjeldada selle liigilise koosseisu ja liigirikkuse abil.
a) Liigiline koosseis on ökosüsteemi kuulutavate liikide nimistu.
b) Liigirikkuse all mõistetakse taime-, seene- või loomakooslusesse kuuluvate liikide arvu.
Üheks liigirikkaimaks ökosüsteemiks on salu- segamets . Liigivaene on nt. raba .
Ökosüsteemi iseloomustatakse ka dominantide abil.
Dominant on liik, mille populatsioon on ökosüsteemis kõige arvukam . Enamasti üks olulisemaid liike ökosüsteemi toitumissuhetes. Nt. männiku dominandiks on mänd
Ökosüsteeme saab kirjeldada ka selle produktiivsuse abil.
Nt. et leida kuusikus kasvavate kuuskede produktsiooni, peame esmalt teadma kuuskede biomassi (taimede kuivkaal pinnaühiku kohta).
Produktsioon iseloomustab biomassi juurdekasvu ajas.
Toitumissuhtes ökosüsteemis
Toitumissuhete alusel reastatud organismid moodustavad toiduahela.
Saab alguse taimedest – omastavad ökotoobist anorgaanilisi ühendeid ja fotosünteesivad vajalikud ained.
Taimi nim. toiduahelas tootjateks ehk produtsentideks. Lisaks kuuluvad siia rühma ka autotroofsed bakterid ja mõned protistid.
Produtsendid on toiduahela esimene lüli.
Toiduahela organisme, kes kasutavad toiduks elusaid organisme, nim. tarbijateks ehk konsumentideks. Jagatakse primaarseteks, sekundaarseteks, tertsiaarseteks jne. konsumentideks.
Surnud produtsendid ja konsumendid lagundatakse destruentide poolt. (mikroorganismid, seened, selgrootud loomad)
Fütoplankton – vees olev taimne hõljum. Zooplankton – vees olev loomne hõljum.
Toiduvõrguks nim. omavahel põimunud toiduahelate kogumit. Toiduvõrgustiku kaudu moodustab ökosüsteem isereguleeruva terviku.
Ökosüsteemi iseregulatsioon
Iga järgnev toiduahela lüli ehk troofiline tase reguleerib eelneva lüli arvukust.
Populatsiooni arvukuse perioodilisi ajalisi muutusi nim. populatsioonilaineteks.
Iseregulatsioon toimub kõigi järjestikuste troofiliste tasemete vahel.
Kui populatsioonide arvukus püsib pikemat aega stabiilsena, siis nimetatakse sellist ökosüsteemi seisundit ökoloogiliseks tasakaaluks.
Ökosüsteemides toimuvad muutused
Kui populatsioonid on sündimus ja suremus ajalises tasakaalus, siis nim. seda stabiilseks populatsiooniks.
Kasvavas populatsioonis ületab sündimus suremuse. Populatsiooni arvukus ajas suureneb.
Kahaneva populatsiooni arvukus langeb, sest suremus ületab sündimuse. Võivad põhjustada kliimategurite suured muutused: paduvihm, põud, maavärin, kõrge/madal temperatuur jne.
Kui ökosüsteemi iseregulatsioon lakkab toimimast, muutub ökosüsteemi kuuluvate populatsioonide arv ja arvukus.
Nt. Kuusiku hävimisel hakkavad raiesmikul esmalt kasvama lehtpuud vms.
Seaduspärasus toiduahelas
Iga järgneva troofilise taseme biomass on ligikaudu 10 % eelneva taseme biomassist – ökoloogilise püramiidi reegel.
Energia ülekanne ühelt troofiliselt tasemelt teisele sarnaneb biomassi jaotusega toiduahelas. Organismis talletatakse vaid umbes 10 % toidus sisalduvast energiast.
Biomass ja energia vähenevad ökoloogilises püramiidis kiiresti kõrgemate troofiliste tasemete suunas.

.DOC Laadi alla originaalfail 18 lk · .doc · 375 allalaadimist

100 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 100 punkti.

~ 18 lehte Lehekülgede arv dokumendis

2011-01-02 Kuupäev, millal dokument üles laeti

375 laadimist Kokku alla laetud

5 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid

conquan Õppematerjali autor

Vastatud on SUUREMALE OSALE küsimustest, mida on vaja bioloogia eksamiks teada.

bioloogia eksam

Sarnased õppematerjalid

docx

Bioloogia koolieksam 2013

NR 1 1. Elu omadused : Rakuline ehitus, aine-ja energiavahetus ( heterotroofid ja autotroofid), stabiilne sisekeskkond, paljunemisvõime, kasv, areng, reageerimine ärritustele, muutlikkus, kohanemine ja kohastumine, mitmekesisus, kindel eluiga, pärilikkus 2. RNA süntees e. Transkriptsioon : RNA molekuli süntees Toimub rakus interfaasi ajal. Transkriptsiooni teostab RNA polümeraas, mis protsessi alguses seostub promootoriga (geeni algus). DNA biheeliks keeratakse lahti, sünteesitakse ühe DNA ahelaga komplementaarne RNA molekul. Seejuures kasutatakse karüoplasmas olevaid makroergilisi nukleotiide. Transkriptsioonil kehtib järgnev komplementaarsus: DNA RNA A - U T - A C - G G - C RNA süntees lõpeb, kui ensüüm jõuab DNA nukleotiidse järjestuseni, mida nim. terminaatoriks. RNA sünteesi lõppedes eraldub ensüüm DNA molekulist, DNA omandab endise biheeliksi kuju ning sünteesitud RNA liigub läbi tuumamembraa

Algoloogia

doc

Bioloogia gümnaasiumile 1osa

BIOLOOGIA EKSAMIKS 1. BIOLOOGIA UURIB ELU Biomolekulid-Ained mis ei moodustu väljaspool organismi- sahhariidid, lipiidid, valgud, nukleiinhapped, vitamiinid. Elu iseloomustav organisatoorne keerukus väljendub ehituslikul, talitluslikul ja regulatoorsel tasandil. Elu tunnus: rakuline ehitus, kõrge organiseerituse tase, (biomolekulide esinemine), aine- ja energiavahetus, sisekeskonna stabiilsus(ph), paljunemine, (pärilikkus), reageerimine ärritustele, areng Viirus pole elusorganism! Rakk on kõige lihtsam ehituslik ja talitluslik üksus, millel on kõik elu omadused. Üherakulised: -eeltuumsed-bakterid( arhebakterid, purpurbakterid, mükoblasmad) päristuumsed-protistid(ränivetikad, ripsloomad, munasseened, viburloomad, eosloomad, kingloom) Kõik organismid vajavad elutegevuseks energiat Imetajad ja linnud on ainukesed püsisoojased organismid Üherakulistel toimub paljunemine mittesuguliselt, pooldumise teel. Hulkraksed paljunevad kas mittesuguliselt- vegetatiivselt või eosteg

Bioloogia

odt

Bioloogia uurib elu; Organismide koostis

Füsioloogia on tihedas seoses anatoomiaga ehk organismi ehituse uurimisega. · Neuraalne regulatsiooniks nimetatakse elundite ja elundkondade talitluse regulatsiooni. · Humoraalseks regulatsiooniks nimetatakse talitluste reguleerimist veres esinevate hormoonide ja teiste keemiliste ühenduste vahendusel. · Organismi taset uurivad anatoomia, füsioloogia, geneetika ja mitmed teised bioloogia teadusharud. · Populatsiooniks nimetatakse ühel asutusalal elavaid sama liiki organisme. Teisisõnu populatsioon on organismile järgnev eluslooduse organiseerituse tase. · Etoloogia on teadusharu, mis uurib loomade käitumist. · Uued liigid tekivad evolutsiooni käigus. · Liik on üks peamisi elusloodus organiseerituse tasemeid. · Ökosüsteemi moodustavad ühisel territooriumil omavahel toitumissuhetes olevad

Bioloogia

docx

Geenitehnoloogia I konspekt

GEENITEHNOLOOGIA KORDAMISKÜSIMUSED 1. Bioteaduste meetodika Loodusseadused on teaduslike faktide üldistused, mis võimaldavad samaaegselt selgitada mitmeid loodusnähtusi. Bioteaduste uurimisobjektid pärinevad loodusest : biomolekulid, rakud, organismid, populatsioonid, liigid, ökosüsteemid. Kasutatavad meetodid jaotatakse : vaatlus, võrdlus (võrdlev anatoomi, geenijärjestuse võrdlus), katse (kui muudetakse üht tingimust ja võrreldakse tulemusi nii muudetud kui muutmata tingimustega katse puhul) TEADUSLIKUD FAKTID ∨ Uurimisobjekt < PROBLEEMI PÜSTITAMINE > muutuja ∨ TAUSTAINFO KOGUMINE > teadusinfo ∨ Probleemi oletatav vastus < HÜPOTEESI SÕNASTAMINE

Geenitehnoloogia

docx

Geenitehnoloogia I konspekt

GEENITEHNOLOOGIA KORDAMISKÜSIMUSED 1. Bioteaduste meetodika Loodusseadused on teaduslike faktide üldistused, mis võimaldavad samaaegselt selgitada mitmeid loodusnähtusi. Bioteaduste uurimisobjektid pärinevad loodusest : biomolekulid, rakud, organismid, populatsioonid, liigid, ökosüsteemid. Kasutatavad meetodid jaotatakse : vaatlus, võrdlus (võrdlev anatoomi, geenijärjestuse võrdlus), katse (kui muudetakse üht tingimust ja võrreldakse tulemusi nii muudetud kui muutmata tingimustega katse puhul) TEADUSLIKUD FAKTID Uurimisobjekt < PROBLEEMI PÜSTITAMINE > muutuja TAUSTAINFO KOGUMINE > teadusinfo Probleemi oletatav vastus < HÜPOTEESI SÕNASTAMINE

Geneetika

pdf

Üldbioloogia

MLB 6001 Üldbioloogia 1 Ettevalmistus üldbioloogia eksamiks Aine kood: MLB 6001 Ainepunkte: 3 AP Õppejõud: lekt Tõnu Ploompuu Eksam: 25.01.2005 Kell: 11.00 Aud: ? 1. Mitmekesine ja ühtlane elu Bioloogia teadus, mis tegeleb eluga. Elu määratlemine on võimalik vaid mitme tunnuse koosesinemise kaudu. Biomolekul ained, mis väljaspool organismi ei moodustu, nt sahhariidid, lipiidid, valgud, nukleiinhaooed, vitamiinid jt. On keerilise ehitusega. Elusorganismi tunnused:

Ajaloolised sündmused

doc

Pärilikkus

Ande Andekas-Lammutaja Bioloogia Pärilikkus Pärilikkuseks nimetatakse looduse üldist seaduspärasust, mille kohaselt järglased sarnanevad ehituselt ja talitluselt vanematega. Geneetika on teadusharu, mis uurib organismide pärilikkuse ja muutlikkuse seaduspärasusi. Mittesuguliselt paljunevad organismid saavad alguse ühest vanemast ja võivad seetõttu olla temaga päriliku materjali poolest identsed. Ristviljastumisega sugulisel paljunemisel ühendab organism endas mõlema vanema tunnuseid

Bioloogia

docx

Geenitehnoloogia eksam

Geenitehnoloogia eksam 1. Suhkrute lühiiseloomustus. Süsivesikud=sahhariidid. On orgaanilised ühendid, mille koostises esinevad süsinik, vesinik ja hapnik. Süsivesikud säilitavad rakusiseselt keemilist energiat. Rakk saab energiat suhkrumolekulide lagunemisel lihtsateks ühenditeks, aeroobidel veeks ja süsihappegaasiks. I Monosahhariidid ehk lihtsuhkrud on madalamolekulaarsed ühendid, milles süsinike arv on enamasti kolmest kuueni- riboos ja desoküriboos (5 süsinikulised). Glükoos ehk viinamarjasuhkur- kiire energiaallikas, näitab veresuhkrutaset. Funktsioon- energeetiline, DNAs ja RNAs ehituslik (6 süsinikuline). Rohelistes taimedes moodustub glükoos fotosünteesi tulemusena, loomorganismid saavad seda toidust. Fruktoos ehk puuviljasuhkur. II Polüsahhariidid on kõrgmolekulaarsed orgaanilised ühendid (polümeerid), mille ehituslikeks lülideks (monomeerideks) on monosahhariidid. Neil on energee

Geenitehnoloogia

Rohkem sarnaseid