väliskeskkonnast saadavatest anorgaanilistest ainetest. Selleks kasutatakse kas valgusenergiat või süsihappegaasi. Biosüntees - org. ainete süntees organismis. Calvini tsükkel fotosünteesi pimedusstaadiumi reaktsioonid. Dissimilatsioon - organismis toimuvate lagundamisprotsesside kogum, tekib H2O ja CO2. Fotosüntees - klorofülli sisaldavates taimerakkudes toimuv assimilatsiooniprotsess, mille käigus salvestatakse valgusenergia orgaaniliste ühendite keemiliste sidemete energiaks. Protsessi peamisteks lähteaineteks on süsihappegaas, vesi, lõpp-produktis glükoos, eraldub ka hapnik. Heterotroof - organism, kes kasutab oma aine- ja energiavajaduse rahuldamiseks väliskeskkonnast saadavaid valmis orgaanilisi aineid. Makroergiline ühend - energiarikas madalmolekulaarne org ühend, mis osaleb keemilise energia salvestaja ja ülekandjana biokeemilistes reaktsioonides. Nt mitmed nukleotiidid: ATP, NADP, NAD jt.
(C2H4OHCOOH) Tsitraadi tsükkel, toimub mitokondri sisemuses, lagundatakse püroviinamarihappet. Tsitraaditsükkel koosneb ensüümide poolt katalüüsitavatest reaktsioonidest, mille käigus eralduvad järk järgult CO2 molekulid ja H aatomid Hingamisahela reaktsioonid toimuvad mitokondrite sisemembraanide harjakestes, kus NADH2 arvelt sünteesitakse täiendavalt ATP'd. Fotosüntees Toimub taimerakkude kloroplastides valgusenergia abil. O2 on kõrvalprodukt mis tuleneb veest. Valgustaadium-valgusenergia arvel klorofülli ergastumine, vee lagunemine tekib o2, elektronid ja H ioonid. H ioonid seotakse NADPH2 elektronid energia arvel ATP. Pimedusstaadium-CO2 sidumine, glükoosi süntees vajalik H2 saadakse NADPH2 ja tarvis on ATP'd Fotosüntees on ainuke looduses toimuv protsess, mille käigus muundatakse valgusenergia keemiliste sidemete energiaks.
Kiirus ja vastupidavus Aeglased ja Töötavad kiiresti ja vastupidavad väsivad kiiresti Milline glükolüüs? Aeroobne glükolüüs Anaeroobne glükolüüs Toitained Oksüdeerivad O2 abil Energia tarbimiseks toitaineid saadakse vähem kui punastest kiududest 13. Glükolüüs, tsitraaditsükkel, hingamisahel GLÜKOLÜÜS TSITRAADITSÜK HINGAMISAHEL KEL Toimumiskoht Tsütoplasma Mitokondri Mitokondri võrgustik sisemus harjakestel Lähteained C6H1206 2 tk 10 NADH2 püroviinamarjaha 2FADH2 6 O2 pet
10.Erinevate orgaaniliste ainete energiasisaldus, kasutamine energeetilistel eesmärkidel. Süsivesikud: 1g = 4.7 kcal kõige kiiremini kätte saadav energia Valgud: 1g = 4.2 kcal ei kasutata energia saamiseks kuna nad on väga väärtuslikud teistes bioloogilistes protsessides (nt: transpordivad ja salvestavad teisi molekule, vastutavad rakuliikumise eest) Lipiidid: 1g = 9.3 kcal kasutatakse peamiselt energia saamiseks 11.Fotosünteesi tekkimine, organismid, pigmendid, valgus. 3.5 miljardit aastat tagasi, Maakera evulutsiooni käigus. Tsüanobakterid olid esimesed, kes hakkasid fotosünteesima ning tänu eraldunud hapnikule muutus atmosfääri koostis, kuna see reageeris/lagundas mürgiste gaasidega. Tekkis osoonikiht (mis on väga õhuke), mis kaitseb UV kiirguse eest. Esmased fotosünteesijad: purpurbakterid, hangivad H väävelvesinikust ning O2 ei eraldu. Tänapäevased : hangivad H veest ning eraldub O2. FS toimub kloroplastides
Aine- ja energiavahetus Ainevahetus. Organismides toimuvad sünteesi ja lagundamisprotsessid, mis tagavad aine- ja energiavahetuse ümbritseva keskkonnaga. Kõik organismid vajavad elutegevuseks energiat, mida saadakse orgaanilistest ainetest. Öösel taimed ei fotosünteesi, öösel ei ole valgust. Taimed hingavad ka, kasutavad enda toodetud hapnikku. Fotosünteesi üldvalem: 6CO2+6H2O C6H12O6+6 O2 Sünteesiprotsess, mis vajab energiat. Jagatakse kaheks: valgus (võetakse valgusenergia ja vesi, veest tekib hapnik, energia neeldub ATP) - ja pimedusstaadium (ATP kantakse üle, vesinik ka NADPH2, siseneb CO2) pimedusstaadiumis väljub glükoos. Tähtsus- hapniku tootmine, CO2 sidumine, esmase orgaanilise aine tootmine. Toimub kolorüfüllis. Hingamine (rakuhingamine) - energia tootmiseks vajalik protsess. Saab jagada kolmeks etapiks: glükolüüs (toimub tsütoplasmavõrgustikus. Kui hapniku on piisavalt, saadakse püroviinamarihape ja 2ATP
NB! Proplastiididest arenevad kõik teised plastiidid, aga tagasi arengut pole! Kloroplastid roheline pigment klorofüll, kollane, oranzpunane (karotinoidid). Kloroplastide sisemuses kotjad moodustised lamellid (vt joon 3.38) Plastiidid võivad teatud tingimustes üksteiseks üle minna! Va proplastiidid! ÜL fotosüntees 15 Kromoplastid erinevad pigmendid (kollased,oranzpunased karotinoidid, ksantofüllid) Esinevad: viljades, õites. Leukoplastid pigmente pole värvitu. Sisaldavad varuaineid. 9.Vakuoolid · 1 memraanikihiga kaetud rakumahutid. · Tekivad siledapinnalise tsütoplasmavõrgustiku struktuuridest. · Esinevad kõikides päristuumsetes rakutüüpides. · Noores taimerakus mitu väikest vakuooli. · Need liituvad suureks keskvakuooliks.
Sisukord üldbioloogia konspektile I. ORGANISMIDE KEEMILINE KOOSTIS....................................................2 II. RAKUBIOLOOGIA (RAKU EHIUS JA TALITLUS)....................................21 III. PALJUNEMINE JA ARENG..................................................................33 IV. GENEETIKA......................................................................................49 V. EVOLUTSIOON..................................................................................65 VI. ÖKOLOOGIA....................................................................................79 VII. AINEVAHETUS................................................................................86 VIII. MOLEKULAARBIOLOOIGA..............................................................94 1 Loeng I 07.09.11 Üldbioloogia eesmärgid: 1.) lihtsus vajalikul tasemel, 2.) luua seoseid erinevate asjade bioloogia distsipliinide vahel ning põ
1. Autotroof Autotroofid sünteesivad ise elutegevuseks vajalikud orgaanilised Arvuta, kui palju energiat saaksid ühest 150 grammisest kohupiimakreemist, ühendid väliskeskkonnast saadavatest anorgaanilistest ainetest kui 100 grammis on: valke 4,7 g rasvu 1,8 g süsivesikuid 15,2 g Valgusenergia – fotosünteesijad (rohelised taimed) Keemiline energia – kemosünteesijad (nt väävlibakterid elavad Energia = (4,7*17,6 + 1,8*38,9 + 15,2*17,6)*1,5 = 630 kJ merepõhjas sümbioosis ainuraksete loomadega 2. Heterotroof ATP ehk adenosiintrifosfaat Heterotroofid saavad oma elutegevuseks vajaliku energia toidus Universaalne energia talletaja ja ülekandja, mis osaleb kõigi rakkude
· temperatuurist · lehe vanusest · taimeliigist Assimilatsioon. 6H2O + 6CO2 ----------> C6H12O6+ 6O2 Valgusenergia abil süsihappegaasi ja vee molekulid ühinevad ning tekib orgaaniline molekul glükoos. Glükoosi molekuli talletub päikese energia. Eraldub ka hapnik. Tingimused: valgus, klorofüll Lähteained: H2O, CO2 Lõpp-produkt: glükoos, hapnik Pimedus-ja valgustaadium Valgusstaadium Reaktsioonid kulgevad kloroplastide sisemembraanides ainult valgusenergia mõjul. Klorofülli molekulid moodustavad koos teiste pigmentidega fotosüsteeme. Fotosüsteem II pigmendid teostavad vee fotooksüdatsiooni (fotolüüsi) ja ATP sünteesi. · Eralduvad vesinikioonid ja elektronid. · Eraldunud hapnik difundeerub läbi õhulõhede atmosfääri. · Valgusstaadiumis on valgusenergia muundatud keemiliseks energiaks ja hapnik vabaneb atmosfääri. · Reaktsioonide tulemusena saadakse ATP ja NADPH2 molekulid, mis on vajalikud fotosünteesi
glükolüüsist, tsitraaditsüklist ja hingamisahela reaktsioonidest. Aeroobsel glükolüüsil tekib 2 molekuli püroviinamarihapet, 2 ATP-d ja 2 NADH2 molekuli. Tsitraaditsüklis moodustub 10 NADH2 ja vabanevad CO2 molekulid. Nii glükoosil kui ka tsitraaditsüklis tekkinud NADH2 kasutatakse ära hingamisahela reaktsioonides. Selle tulemusena moodustub veel 36 ATP molekuli. Valdav enamik autotroofsetest organismidest on rohelised taimed, kelle kloroplastides toimub valgusenergia arvel fotosüntees. Protsess koosneb valgus- ja pimedusstaadiumi reaktsioonidest. Valgusstaadiumis moodustuvad NADPH2 ja ATP molekulid. Lisaks sellele toimub vee fotooksüdatsioon, mille tulemusena eraldub O2, mis väljub atmosfääri. Pimedusstaadiumi reaktsioonid moodustavad Calvini tsükli. Protsessi käigus seotakse CO2 molekulid, vesinikuallikana kasutatakse NADPH2 ja tarbitakse ATP energiat. Fotosünteesi
H2O-st orgaanilisi ühendeid (glükoosi) Enamik orgaanilisest ainest on pärit taimedest FS (fotosünteesi) kiirus ja kasutegur sõltuvad o valguse tugevusest o süsihappegaasi kontsentratsioonist õhus o taimede varustatusest mineraalainete ja veega o temperatuurist (20o-30oC). Parasvöötmes algab FS 5o juures o taimeliigist FS toimub nähtava valguse vahemikus, maksimaalne on see spektri punases või violetses osas Valgusenergia, jõudnud taime kloroplastideni, ergastab klorofülli molekulid Kõik fotosünteesi reaktsioonid toimuvad klorofülli ergastunud elektronide mõjul FS valgusstaadium Reaktsioonid kulgevad kloroplastide sisemembraanides ainult valgusenergia mõjul Klorofülli molekulid moodustavad teiste pigmentidega fotosüsteeme Fotosüsteem II (toimub enne I) kasutab ergastunud elektronide energiat vee molekulide lagundamiseks - vee fotooksüdatsiooniks (fotolüüsiks) ja ATP sünteesiks
Mutatsioonid sugurakus- Downi sündroom (punetised- kahjustab loodet) Päriliku eelsoodumusega haigused- vastava genotüübi olemasolu, mis põhjustab tundlikuse mõne keskonnatingimuse vastu(kõrgvererõhutõbi,kopsuvähk) Keskkonnategurid kas kiirendavad või pidurdavad päriliku eelsoodumusega haiguse teket. AINE- JA ENERGIAVAHETUS Autotroofid- rohelised taimed Saavad esmase orgaanilise aine fotosünteesiprotsessis. Selleks vajavad- valgusenergia, H2O ja CO2. Fotosünteesi tulemusena moodustub glükoos. Jääkprodukt O2 eraldub atmosfääri. Fotosüntees 6CO2+12H2O=C6H12O6+6O2+6H2O Autotroofid on organismid, kes sünteesivad elutegevuseks vajalikud orgaanilised ühendid väliskeskkonnast saadavates anorgaanilistest ühenditest. Kasutavad valgusenergiat. Heterotroofid- organismid, kes ei sünteesi fotosünteesi(kemo) orgaanilisi aineid(inimene)
bakterid Tekib: 2 ATP-d ja etanool Vajalikud tingimused: a) hapniku puudus b)kergesti omandatavate süsivesikute olemasolu c) tekkiv etanooli hulk ei või olla väga suur II TSITRAADITSÜKKEL toimub mitokondri maatriksis Lähteaineks atsetüülkoensüüm A, mis tekib glükolüüsil moodustunud püroviinamarihappest. Kulg eralduvad CO2 molekulid ja tekib 10 NADH2 molekuli. III HINGAMISAHEL toimub mitokondri sisemembraani harjakestel (sopiste tippudes) Kulg glükolüüsil ja tsitraaditsüklis tekkinud NADH2 energia arvel sünteesitakse ATP-d (kokku 36 ATP-d) Fotosüntees Fotosüntees on klorofülli sisaldavates taimerakkudes toimuv assimilatsiooniprotsess, mille käigus salvestatakse valgusenergia orgaaniliste ühendite keemiliste sidemete energiaks. Fotosünteesi peamisteks lähteaineteks on CO2 ja H2O ning lõpp-produktiks
Sobivaim keskkond on troopika. Fotosüntees on kõige tõhusaim, kui taimele langev valgus on spektri punases (680 nm) või violetses (440 nm) osas. Klorofüll kasutab just neid pigmente,nende vahele jääv roheline pigment peegeldub tagasi. See tagasipeegelduv valgus satub meie silma, sellepärast näivad taimed rohelised. Valgusstaadium toimub ainult kloroplasti rohelistes osades ergastunud pigmendid teostavad vee fotolüüsi ja ATP sünteesi HO→H+e+O 1. vee fotolüüs →vee molekul lõhustatakse (sealt tekib energia, mis jääb ATP'ks) järgi jääb hapnik ja kaks vesinikku. Osa hapnikukasutab taim ise, ülejäänud läheb läbi õhulõhede atmosfääri. 2. NADP + e + H → NADPH (vesiniku sidumine) Vesinikud ja elektronid aitavad NADPH moodustamist. NADPH viib vesiniku edasi pimedusstaadiumisse
sünteesida CO2-st ja veest orgaanisi ühendeid, nt glükoosi. 6CO2+12 H2O on C6H12O6 + 6H2O + 6O2 Fotosüntees sõltub: valguse tugevusest, süsihappegaasi konsentratsioonist õhus, taimede varustavusest vee ja mineraalainetega, taime füsioogilisest seisundist, temperatuurist, lehe vanusest, taimeliigist. Valgusstaadium- reaktsioonid kulgevad kloroplastide sisemembraanides ainult valgusenergia mõjul. Klorofüllide molekulid moodustavad koos teiste pigmentide fotosüsteeme. Fotosüsteem II pigmendid teostuvad vee fotooksüdatsiooni ja ATP sünteesil. 2H2O on 4H +4e +O2 Eralduvad vesinikioonid ja elektronid, eraldunud hapnik difundeerub läbi õhulõhede atmosfääri. Fotosüsteem I pigmendid osalevd NADPH2 moodustumisel. NADP + 2e +2H on NADPH2 Valgusstaadiumis on valgusenergia muundatud keemiliseks energiaks ja hapnik on vabanenud atmosfääri, reaktsioonide tulemusena saadakse ATP ja NADPH2 molekulid, mis on vajalikud fotosünteesi pimedusstaadiumi reaktsioonideks
FOTOSÜNTEES · Fotosüntees on taimedes ja fotosünteesivates bakterites toimuv protsess, mille käigus valgusenergia muudetakse orgaaniliste ühendite keemiliseks energiaks. · Taimede puhul seisneb fotosüntees süsihappegaasi- ja veemolekulide liitmises orgaanilise aine (glükoosi) molekuliks valguse poolt ergastatud klorofülli energia arvel: 6CO2 + 12H2O ® C6H12O6 + 6O2 + 6H2O · Fotosünteesi tähtsus: - orgaanilise aine tootmine - hapniku tootmine - süsihappegaasi sidumine atmosfäärist · Fotosünteesi kiirus sõltub: - valguse intensiivsuses - CO2 hulgast
GTP- guaniin CTP-tsütosiin TTP-tümidiin UTP- uratsiil Glükoosi lagundamine C6H12O66CO2+6H2O+energia 1. Glükolüüs algselt toimub tsütoplasma võrgustikus 1. Aeroobne(glükoos2püroviinamarihape[(CH3COCOOH)+4H] 2ADP+Pi 2ATP 2. Anaeroobne- hapnikku ei jätku piisavalt Glükoos 2piimhape (C2H4COOH) 2. Tsitraaditsükkel toimub mitkondri maatriksis... Eralduvad süsihappegaasi molekulid ja vesiniku aatomid. Moodustavad NADH molekuli. 3. Hingamisahel Toimub mitokondri kristadel. Kasutatakse 12 NADH molekuli. 4. Fotosüntees,3 5. 6CO2+12H2O = C6H12O6+6H2O+6O2 *Fotosüntees toimub nähtava valguse vahemikus 380-750nm *Fotosünteesi protsess on maksimaalse efektiivsusega spektri punases või violetses osas. Fotosüsteem I pigemendid osalevad NADPH2 moodustumisel *valgustaadiumis on valgusenergia muundatud keemiliseks energiaks ja hapnik on vabanaenud atmosfääris Fotosünteesi pimedusstaadium ehk Calvini tsükkel:
NADHs molekuli kohta sünteesida 36 ATP molekuli. Ehk, 12 NADHs + 6O2 -> 12 NAD + 12 H2O 36 ADP + 36 Pi -> 36 ATP Et glükolüüsil saadakse 1 glükoosimolekuli lõhustamisel 2 ATP molekuli ja hingamisahela reaktsioonide tulemusena veel 36, siis kokku võib aeroobsetes tingimustes ühe glükoosimolekuli lõplikul lagundamisel moodustuda kuni 38 ATP molekuli. Fotosüntees - klorofülli sisaldavates taimerakkudes toimuv assimilatsiooniprotsess, mille käigus salvestatakse valgusenergia org. ühendite keem. sidemete energiaks. Toimub taimerakkude kloroplastides valgusenergia (klorofülli ergastunud elektronide energia) arvel. Maksimaalne efektiivsus: spektri punases (680 nm) või violetses (440 nm) osas. Jaguneb: 1. valgusstaadium vajalik valguse olemasolu. Vee molekul lagundatakse -> eraldub gaasiline hapnik. 2. pimedusstaadium ei sõltu valgusest. Kasutab reaktsioonide käigus moodustunud vaheühendeid ja salvestatud ATP energiat
sünteesida 36 ATP molekuli. Ehk, 12 NADHs + 6O2 -> 12 NAD + 12 H2O 36 ADP + 36 Pi -> 36 ATP Et glükolüüsil saadakse 1 glükoosimolekuli lõhustamisel 2 ATP molekuli ja hingamisahela reaktsioonide tulemusena veel 36, siis kokku võib aeroobsetes tingimustes ühe glükoosimolekuli lõplikul lagundamisel moodustuda kuni 38 ATP molekuli. Fotosüntees - klorofülli sisaldavates taimerakkudes toimuv assimilatsiooniprotsess, mille käigus salvestatakse valgusenergia org. ühendite keem. sidemete energiaks. Toimub taimerakkude kloroplastides valgusenergia (klorofülli ergastunud elektronide energia) arvel. Maksimaalne efektiivsus: spektri punases (680 nm) või violetses (440 nm) osas. Jaguneb: 1. valgusstaadium vajalik valguse olemasolu. Vee molekul lagundatakse -> eraldub gaasiline hapnik. 2. pimedusstaadium ei sõltu valgusest. Kasutab reaktsioonide käigus moodustunud vaheühendeid ja salvestatud ATP energiat. Seob CO2 molekulid -> moodustuvad
1) Valguse tugevusest 2) Süsihappegaasi kontsentratsioonist õhus 3) Varustatusest vee ja mineraalainetega 4) Füsioloogilisest seisundist 5) Temperatuurist 6) Lehe vanusest, taimeliigist Summaarne valem 6CO2 + 12H2O > C6H12O6 + 6H2O + 6O2 18 ATP > 18 ADP I fotosünteesi valgusstaadium Toimub kloroplastide sisemembraanides, on vaja valgust, klorofülli ja vett. - Valgusenergia ergastab klorofülli molekuli, elektronid väljuvad klorofüllist ja lõhuvad vee molekulid (vee fotolüüs) vabad H-ioonid seovad NADP molekulid, tekib NADPH2 Elektrontrantsportahel- NADP trantspordib elektrone, ADP teeb ATP molekule TULEMUS- NADPH2; O2; ATP II fotosünteesi pimedusstaadium ehk Galvini tsükkel Toimub kloroplastide stroomas, on vaja CO2, NADPH2, 18 ATP. Õhulõhede kaudu taimel siseneb süsihappegaas, kuid väljub ka vesi. 6CO2 + 12NADPH2 > C6H12O6 + 6H2O + 12NADP
on vastavad taimeosad rohelist värvi · Kloroplastides toimuva fotosünteesi tulemusena moodustub glükoos, mis transporditakse teistesse taimeosadesse · Kloroplastid on täidetud poolvedela stroomaga. Stroomas leidub kloroplastidele omaseid ribosoome, lipiiditilgakesi, tärkliseterasid ja DNA-d. · Stroomas esinevad membraansed torukesed ja nende laiendid tülakoidid. Tülakoididel paiknevad mitmed pigmendid ja ensüümid, k.a. klorofüll · Tülakoidide kogumikke nimetatakse graanideks Kromoplastid 9 · Kromoplastid sisaldavad erinevaid värvilisi pigmente e karotinoide (kollaseid, oranze ja punaseid) · Kromoplastid on kloroplastidest väiksemad ja esinevad enamiku taimede kroonlehtedes, küpsetes viljades ning sügiseste lehtede rakkudes
Aine- ja energiavahetus: Põhijooned: 1)aine ja en. Vahetuse järgi jaot. organismid 2 rühma: a)autotroofid org. Kes valmistavad ise anor-st ainetest org. Aineid, valgusenergia või keemiliste reaktsioonide energia arvel. 1)valgusenergia arvel fotosütneesijad (taimed, vetikad, osad bakterid) 2)keemilise energia arvel kemosünteesijad (osad bakterid) b)heterotroofid kasutavad oma aine- ja energiavajaduse rahuldamiseks väliskeskkonnast saadavaid valmis orgaanilisi aineid Metabolism - organismis toimuvad aine- ja energiavahetusprotsessid kokku Koosneb 2-st : 1)assimilisatsioon sünteesiprotsesside kogum; kulub energiat
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 ATPks, kasutades toidust saadavat keemilist energiat --toimub rakuhingamise käigus taimed (jt fotos. organismid) salvestavad ATPsse energia, mille nad saavad päikesevalgusest--fotosünteesi käigus ATPd toodetkase mitokondrite membraanis paikneva ens üümi ATPsüntaasi abil= et konsentratsioonid võrdsustada, tahavad vesinikioonid liikuda kõrgemate konstentratsiooniga poolelt madalama konsentratsiooniga pooelele= läbi membraani saavad nad liikuda aga vaid kanalite kaudu= ATPsünttas on üheks selliseks kanaliks, mis
Jaguneb kombinatiivseks ja Fotosüntees klorofülli sisaldavates mutatsiooniliseks. taimerakkudes (ka mõnedes bakterites ja Generatiivne areng organismi individuaalse protistides) toimuv assimilatsiooniprotsess, mille arenguetapp, mille vältel toimub suguline käigus salvestatakse valgusenergia orgaaniliste paljunemine. Katteseemnetaimedel arenevad selle ühendite keemiliste sidemete energiaks. Protsessi käigus õied ja viljad. Bioloogia gümnaasiumile I ja II kursus. 2003.a. 3 Pärnu Sütevaka Humanitaargümnaasium
Metabolism Organismis toimuvad sünteesi ja lagunemisprotsessid, mis tagavad aine- ja energiavahetuse ümbritseva keskkonnaga. Kõik organisid vajavad elutegevuseks energiat, mida saadakse orgaanilistest ainetest (sahhariidid, lipiidid jt.). Vastavalt energia saamise viisile jagatakse organismid autotroofideks ja heterotroofideks. Autotroof sünteesivad ise elutegevusejs vajalikud orgaanilised ühendid väliskeskkonnast saadavatest anorgaanilistest ainetest valgusenergia fotosünteesiad (rohelised taimed) keemiline energia kemosünteesijad (väävlibakterid merepõhjas elavad sümbioosis ainuraksete loomadega) Heterotroof saavad oma elutegevuseks vajaliku energia toidus sisalduva orgaanilise aine oksüdatsioonil. elutegevuseks vajalik energia sünteesimisprotsesside lähteaine saamine enamus loomi on heterotroofid samuti surnud orgaanisest ainest toituvad seened sprotroofid Assimilatsioon
V: a) piimhappekäärimine – läbiviijad on piimhappebakterid ja lihasrakud hapniku puuduses. Tekib: 2 ATP-d ja piimhape b) alkohol- e. etanoolkäärimine – läbiviijad on pärmseened ja osad bakterid Tekib: 2 ATP-d ja etanool 5) Fotosünteesi valgusstaadium/ pimedusstaadium VALGUSSTAADIUM PIMEDUSSTAADIUM TOIMUMINE Toimub ainult Toimub nii pimeduses kui valgusenergia mõjul valguse käes kloroplastide kloroplastide stroomas sisemembraanidel PÕHIPROTSESS Vee fotolüüs, mille käigus Paljud järjestikused tekivad hapnik ja vesinik reaktsioonid, mille käigus NADPH2-st ja süsihappegaasist tekib
Glükolüüs (tsütoplasmavõrgustikus) 1 glükoos lagundatakse 2 püroviinamarihape C6H12O6 2C3H4O3+4H 2ADP+2P12ATP NAD roll on selles prootonite ülekandmine Eraldunud vesinikuioonid seostuvad NAD-molekulidega 2NAD+4H2NADH2 2. ETAPP Tsitraaditsükkel (mitokondris) Püroviinamarihappe edasine lagundamine, erinevad reaktsioonid, tekivad CO2 ja H.ioonid, mis seotakse NAD- dega, tekib 10 NADH2. 2 püroviinamarihape6CO2+10NADH2 Seega tekib ühe glükoosi molekuli kohta kokku 12NADH. 3. ETAPP Hingamisahel 12NADH2+6O2 12NAD+12H2O 36 ADP+36P36ATP Rakuhingamise üldvõrrand: C6H12O6+6O26O2+6H2O 38ADP38ATP Aeroobne lagunemine Anaeroobne lagunemine Hapniku osalus Ei osale Vajatakse, osaleb Energiasaagis ühe 38 ATP 2ATP glükoosimolekuli kohta
Keemilise sideme moodustumine. Redoksreaktsioonid on oksüdeerimis- ja redutseerimisreaktsioonid. Redoksreaktsioonides elementide oksüdatsiooniaste (oa.) muutub. Oa. muutus on seotud elektronide üleminekuga ühtedelt osakestelt teistele. Redoksreaktsioonides on üks lähteainetest oksüdeerija, teine redutseerija. Assimilatsiooniprotsessid organismis: 6CO2 + 12H2O -> C6H12O6 – 6H2O + 6O2 (kõige tähtsam assimilatsiooniprotsess). Valgusenergia muudetakse keemiliseks energiaks; Anorgaanilistest ühenditest CO2 ja H2O sünteesitakse orgaanilisi ühendeid (glükoos). Ainus protsess, mille käigus muudetakse valgusenergia nn keemiliste sidemete energiaks, mida elusorganismid saavad raku tasemel kasutada. 2 funktsiooni: 1. valgusenergia neelamine ja selle muutumine keemiliseks energiaks; 2. süsiniku assimilatsioon ehk anorgaanilises aines oleva süsiniku sidumine orgaanilise aine koosseisu. ATP:
c) vaheühendi (NADP) ja ATP algse seisundi taastumine (ADP) Fotosünteesi kiirus ja kasutegur sõltuvad valguse tugevusest, süsihappegaasi konsentratsioonist õhus, taimede varustatusest vee ja mineraalainetega, taime füsioloogilisest seisundist, temperatuurist, lehe vanusest ja taimeliigist. Fotosünteesiks sobivaim temperatuurivahemik on 0-40°C, maksimaalne intensiivsus on vahemikus 20-30°C (sobivaim keskkond on troopika). Energia migratsioon: a) Fotokeemiliselt aktiivsed pigmendid: A-klorofüll b) Fotokeemiliselt inaktiivsed pigmendid: B-klorofüll, karotinoidid, fükobiliinid, enamik a-klorofülli molekule Fotosünteesi fotokeemiline faas: 1. Fotokeemilised reaktsioonid: a) I fotosüsteem (P700): Reduktiivjõu NADPH tekkimine ja tsükliline fotofosforüülimine b) II fotosüsteem (P680): Vee fotooksüdatsiooniks vajaliku tugeva oksüdeerija genereerimine 2. Elektrontransport a) Atsükliline e. mittetsükliline protsess b) Tsükliline protsess
energiat? Taimedes-varuaineks tärklisseemnetes,viljades Loomades-glükogeen e loomne tärklismaksas ja lihastes Lagunevad glükoosiks, oksüdeeruvad rakkudes ja annavad energiat. Glükoosi lõhustumisel vabanevast energiahulgast 40% salvestatakse ATP koostisesse, 60% hajub soojusena. 8.Millised dissimilatsioonijärgud on eristatavad glükoosi täielikul lagundamisel (aeroobsel glükoosil)? I etapp- GLÜKOLÜÜS: II etapp-TSITRAADITSÜKKEL III etapp- HINGAMISAHEL *toimub päristuumsete rakkude e KREBSI TSÜKKEL *toimub mitokondri harjastel tsütoplasmavõrgustikul *toimub mitokondri maatriksis, *kasutatakse hapnikku *glükoosi lõhustumisel tekib juhul kui hapnikku on piisavalt *NADH2 arvel sünteesitakse ATP püroviinamarjahape *protsessid on aeroobsed, vajavad molekule * NAD+ 2HNADH2 toimumiseks hapniku olemasolu *põhiosa ATP-st moodustub HA-s
Arvestuse teemad Aine- ja energiavahetus 1)Autotroofid ja heterotroofid, nende erinevused ja sarnasused ning näited Autotroofid sünteesivad ise elutegevuseks vajalikud orgaanilised ühendid väliskeskkonnast saadavatest anorgaanilistest ainetest. Valgusenergia fotosünteesijad (rohelised taimed) Keemlise energia sünteesijad kemosünteesijad (väävlibakterid merepõhjas elavad sümbioosis ainuraksete loomadega) Heterotroofid saavad oma elutegevuseks vajaliku energia toidus sisalduva orgaanilise aine oksüdatsioonil. Enamus loomi on heterotroofid Samuti surnud orgaanilisest ainest toituvad seened saprotroofid. 2) Metabolismi mõiste. Assimilatsiooni- ja dissimilatsiooniprotsessid ja näited
(mitokondrisse). 2. Tsitraaditsükkel Püroviinamarihappe edasine lagundamine toimub mitokondris. Enne tsüklisse sisenemist eralduvad püroviinamarihappest CO2 molekul ja 2 H aatomit. Tsitraaditsüklis eralduvad järk-järgult CO2 molekulid ja H aatomid. Süsihappegaas difundeerub mitokondritest välja. Kokku eraldub 20 H aatomit, mis seotakse NAD poolt ja saadakse 10 NADH 2 molekuli, mis lähevad edasi hingamisahelasse. 3. Hingamisahel 15 Toimub mitokondrite sisemembraanide harjakestes. Vajalik hapniku olemasolu. Osalevad: 2 ATP molekuli glükolüüsist 2 NADH2 molekuli glükolüüsist 10 NADH2 molekuli tsitraaditsüklist 12 NADH2 + 6O2 = 12 NAD + 12H2O + 36 ATP Tulemus: Hingamisahelas vabaned NADH2 molekul H aatomist. Moodustunud NAD läheb uuele ringile vesinikukandjaks glükolüüsi ja tsitraaditsüklisse.
Aine- ja energiavahetus ehk metabolism Autotroofid on organismid, kes sünteesivad elutegevuseks vajalikud orgaanilised ühendid väliskeskkonnast saadavatest anorgaanilistest ainetest(valgusenergia, keemiline energia). Kemosünteesijad kasutavad valgusenergia asemel keemilist energiat. Heterotroofid(suurem osa organismidest) on organismid, kes saavad oma elutegevuseks vajaliku energia toidus sisalduva orgaanilise aine oksüdatsioonil. Ei sünteesi ise orgaanilist ainet. Nad lagundavad orgaanilist ainet, et saada ka sünteesiprotsesside lähteained. Sapotroofid on surnud organismide lagundajad. Metabolismiks nim. organismis asetleidvaid sünteesi-ja lagundamisprotsesse, mis tagavad tema aine-ja energiavahetuse ümbritseva keskkonnaga