Bioloogia I kursus (0)

BIOLOOGIA 1. PERIOOD
1
Humoraalne regulatsioon – talituste (elundkondade ja elundite) reguleerimine veres esinevate hormoonide (ja teiste keemiliste ühendite) abil
Neutraalne regulatsioon – talituste reguleerimine närvisüsteemi abil.
BIOmolekulide esinemine on elu tunnus.
Rakk on elu organiseerituse esimene tasand, millel on kõik elu tunnused
Biosfäär on suurim ökosüsteem
Organismide sisekeskkonna stabiilsus tuleneb regulatsioonist (närvisüsteemi ja hormonaalse)
Hüpotees on oletatav vastus püstitatud probleemile, selle paikapidavust saab kontrollida katsete ja vaatluste abil. Katse planerimisel jaotatakse uurimisobjektid 2te rühma: eksperimentaal- ja kontrollgrupp.
Loodusseadus on paljude teaduslike faktide üldistus.
Imetajad on püsisoojased
Rakkude ehitust ja talitust uurib tsütoloogia
Kõik organismid saab jaotada ehitustüübi alusel ainurakseteks ja hulkrakseteks.
2
SAHHARIIDID
Sahhariid e süsivesik – koostises esinevad süsinik, vesinik ja hapnik. Kaks peamist ülesannet: energia ja ehituslik ( tselluloos )
Monosahhariid e lihtsuhkur – magus. Nt riboos (riboosijäägid RNAs) ja desoksüriboos(jäägid DNAs), glükoos ( viinamarjasuhkur ) ja fruktoos (puuviljasuhkur). Rohelistes taimedes moodustuvad glükoos ja frutoos fotosünteesi tulemusena, selle oksüdeerumisel vabaneb energia, mida saab kasutada elutegevuses – peamine energiaallikas organismis!!!
Oligosahhariid – kahe monosahhariidi ühinemisel tekivad (nt glükoos + fruktoos = sahharoos (roo-ja peedisuhkru peamine koostisosa )). Linnasesuhkur e maltoos . Piimas sisaldub laktoos ehk piimasuhkur . Ka oligosahhariite kasutatakse energia saamiseks.
Polüsahhariidid e polümeerid – looduslikeks polüsahhariitideks on tärklis, tselluloos ja glükogeen. Fotosünteesi käigus moodustunud glükoosi varud talletatakse taimede säilitusorganites tärklise kujul (kui fotosüntees lakkab, nt talvel, siis kasutab taim varutud tärklist energia saamiseks – lagundavad uuesti glükoosi molekulideks). Tselluloos võib moodustada kuni 50% varrega taimede massist, sest taime rakukest koosneb enamasti tselluloosist. Glükogeen on on loomne tärklis. Loomorganismid säilitavad glükoosivarusid maksas ja lihastes glükogeeni molekulidena.
ORG. AINED
Lipiid – organismi energiaallikas. Nende oksüdeerumisel vabaneb 2* rohkem energiat, kui sahhariitide. Seda kasutavad talveund magavad loomad ja veelise eluviisiga loomad (hüljes) – energia ja kaitse alajahtumise, põrutuste eest.
Rakumembraani koostises on fosfolipiidid.
Steroid – lipiid, aga teistsuguse ehitusega. Vees peaaegu ei lahustu. NT kolestorool ja hormoonid (suguhormoon), D vitamiin .
Hormoonid – bioaktiivsed ained, mis moodustuvad loomorganismide sisesekretsiooninäärmetes ( ajuripats , neerupealsed, kilpnääre). Meessuguhormoon on testosteroon ja naissuguhormoon on östrogeen. Hormoonid reguleerivad samaaegselt mitme elundkonna talitusi -> mõjutavad kogu organismi elutegevust.
Organismi peamised orgaanilised ained ehk biomolekulid on: sahariidid, lipiidid , valgud ja nukleiinhapped . Polüsahariidid, valgud ja nukleiinhapped on ka biopolümeerid.
Sahhariitidel ja lipiididel on ehituslik ja energeetiline ülesanne.
VALGUD
Biopolümeer – valgud on biopolümeerid, sest nad moodustuvad ainult elusorganismides (nagu ka polüsahhariidid ja nukleiinhapped)
Aminohape – valgud on aminohapetest moodustunud polümeerid.
Peptiidside – kovalentne side, mis tekib kahe aminohappe reageerimisel ribosoomis nende vahele. Valgu koostises on peptiidsidemega ühendatud väga palju aminohappejääke.
Valgu aminohappeline järjestus on esimest järku struktuur (primaar). Kõigil on esimest järku struktuur!
Teist järku struktuur ( sekundaarne ) moodustub polüpeptiidi (mitmest aminohappest koosnev peptiidahel, mis võib eraldi või koos teiste polüpeptiididega moodustada valgumolekuli) keerdumisel heeliksiks. NT juuste, küünte, ämblikuniidi, siidi valgud.
Kolmandat järku struktuur (gloobul) – kerakujuline
Neljandat järku struktuur – kui ühinevad mitu polüpeptiidi, moodustub valk, mis on neljandat järku struktuuris.
Denautratsioon – kui valgulahust kuumutatakse, miis keemilised sidemed katkevad – struktuur tehakse katki (muna praadimine . See võib juhtuda ka siis, kui aidatakse mehhaaniliselt (munavalge vahustamine). Hävineb ainult kõrgemat järku struktuur (3. Või 4.), peptiidside ei katke .
Renautratsioon – toimib ainult siis, kui denautreerivate tegurite mõju polnud suur ja struktuurid pole lagunenud (nt ei saa keedetud munast uuesti tibu tulla)
Ensüüm – valgud, mis reguleerivad reaktsioonide kiirust. (nt inimese süljes olev valk amülaas lagundab tärklist). Mõnede ensüümide aktiveerimiseks on vaja vitamiine – nende puudus põhjustab mitmete ensüümide töö pidurdumise -> tervisehäired. Igal ensüümil on ainult 1 ülesanne.
Transportvalk – valgud, mis transpordivad mingeid aineid. Nt vere koostises esinev hemoglobiin kannab hapniku kopsudest kõigisse kudedesse; rakumembraani koostises on transportvalgud , mis juhivad vajalikke aineid sisse-välja.
Retseptorvalk – valgud, mis edastavad väliskeskkonna infot rakku. Tänu retseptorvalkudele liigub amööb toiduosakeste suunas. Retseptorvalgud asuvad ka inimese meeleorganite epiteekoe rakumembraanis (nt tunneme toidu maitset ).
Antikehad – valgu kaitsefunktsioon, mis on kehasse sattunud võõrvalgud, nukleiinhapped ja teiste organismile mitteomaste org. ühendite vastu moodustunud. Viirushaigusest vabanemiseks läheb vaja antikehi – need seostuvad antikehadega ja kõrvaldavad need organismist.
Kontraktsioonivalk – valgud osalevad ka liikumisprotsessis – on suutelised muutma oma struktuuri ja tänu sellele molekult mõõtmed muutuvad – need ongi kontraktsioonivalgud. Tuntuim kontraktsioonivalk on lihasvalk.
Valkudel on ka energeetiline funktsioon – keha lahustab viimasena, siis kui sahhariidid ja lipiidid on juba otsa saanud. Valgud koosnevad aminohappejääkidest, mis on ühendatud peptiidsidemega, ja täidavad organismis transport (hemoglobiin transpordib hapnikku), retseptor , regulatoorset ( insuliin reguleerib veresuhkru sisaldust), kaitse, liikumis , toksiline , varuaine ja energeetilist funktisooni.
NUKLEIINHAPPED
Nukleiinhape on avastatud rakutuumast ( nucleus ). Pärilik info on salvestatud DNA molekuli ehitusse!!! Nukleiinhapped koosnevad nukleotiitidest, mis moodustavad pikki ahelaid ( rakutuumas ~ 3 mlrd). Nukleotiid koosneb 1) sahhariid – DNAs desoksüriboos ja RNAs riboos 2) lämmastikalus 3) fosfaatrühm
Desoksüribonukleiinhape e DNA – biopolümeer, mille monomeerideks on desoksüribonukleotiid. See on moodustunud lämmastikaluse, desoksüriboosi ja fostaatrühma liitumisel.
DNA struktuur – nukleotiidide järjestus kannab endas infi – päriliku info säilitamine ja edasikandmine.
DNA ahelate koospüsimise aluseks on komplementaarsus – kui ühes ahelas on A, siis teises T ja G-C.
DNA on rakkudes enamasti kaksikahelaline heeliks – biheeliks . See tagab päriliku info esinemise vähemalt kahes koopias. ( vist on nii: DNAle ensüümi lisades saab DNA hulka suurendada )
DNA tähtsus – päriliku info säilitamine ja selle täpne ülekandmine (kopeerimine) raku jagunemise käigus moodustunud tütarrakkudele.
RNA ehitus on analoogne DNAga. RNA molekulid on lühemad; neil puudub T, asendab U.
RNAl on esimest järku struktuur.
RNA osaleb pärilikkuse avaldumises – tagavad geneetilise info realiseerimise.
Informatsiooni RNA e mRNA (massenger) toob geneetilise info rakus asuvatest kromosoomidest tsütoplasmas olevatesse ribosoomidesse.
Transport RNA e tRNA – ribosoomidesse saabunud imfo lahtimõtestamine.
Ribosoomi RNA e rRNA – kuulub ribosoomi koostisesse ja osaleb valgusünteesis.
DNA ja RNA on nukleiinhapped, mis on kõigis organismides. DNA on kromosoomide peamine koostisaine , mis talletab pärilikku infot. Geneetilise info realiseerimine toimub RNA kaasabil.
Rakus on vett üle 80% - hea lahusti, osaleb mitmetes keemilistes reaktsioonides, aitab säilitada organismisisest püsivat temp.
Ebasobivates tingimustes kasutavad taimed energia saamiseks tärklist.
Rasvade lagundamisel vabaneb 2* rohkem energiat kui valkude oksüdeerimisel.
Desoksüribonukleiid on DNA monomeer .
Aminohape on valgu polümeer.
DNA kuulub kromosoomide ehitusse, molekul on kaheahelaline biheeliks.
Organismis sünteesitud orgaanilisi aineid nimetatakse biomolekulideks.
Glükoos kuulub polüsahhariidide tärklis ja tselluloos koostisesse.
Inimese siseerektsiooninäärmetes moodustunud regulatoorse funktsiooniga bioaktiivseid aineid nimetatakse hormoonideks.
Lipiidid täidavad organismis põhiliselt energiaallika ja kaitse funktsiooni.
AIDS-i põhjustab HIV viirus .
Kõik valgud on moodustunud aminohapetest, mis polüpeptiidahelas on omavahel ühendatud peptiidsidemega
Iga nukleotiid koosneb lämmastikalusest, monosahhariidist ja fosfaatrühmast.
DNA monomeerid erinevad üksteisest vaid lämmastikaluse poolest.
3
RAKU EHITUS JA TALITUS
Robert Hook võttis kasutusele raku (cellular) mõiste. Tegi 1. valgusmikroskoopi.
Rakud jaotatakse – prokarüoodid e eeltuumsed – puududb piiritletud tuum ( bakteril ) ja eukarüoodid e päristuumsed – tuum on olemas (looma, taime, seene ja protistirakud)
Rakud on väga erinevate suurustega. Suurim jaanalinnu munarakk . Väikseim mükoplasma.
LOOMARAKK
Rakuorganellid on raku osad, millel on kindel ehitus ja ülesanne.
Raku tuum. Tuumaümbris koosneb 2st membraanist – kaitse ja ainevahetus . Pooride kaudu liiguvad toitained sisse-välja. Tuumasisene plasma ehk karüoplasma sisaldab DNAd, valke, RNAd jt ühendeid. Kromosoomid (kromatiin on nende koostisaine) on olulisimad, sest nad sisaldavad pärilikke tunnuseid määravaid geene. Kromosoomide arv on liigiti erinev, inimesel on 23 kromosoomipaari. X-naisel, XY-mehel.Tuumakese sees toimub kromosoomide süntees ja ribosoomide moodustamine. Raku tuum reguleerib kõiki rakus toimuvaid tegevusi!!! Tähtsaim!
Rakumembraan . Koosneb põhiliselt fosfolipiididest ja valkudest. Eraldab raku sisekeskkonda väliskeskkonnast - ainevahetus, piiritleb, kaitseb rakku ja ühendab rakke omavahel (rakkude omavaheline suhtlemine ). Ehitus: glükolipiidid ja fosfolipiidid kaitsevad , kolestoroolimolekulid jäigastavad, membraanivalk ainevahetus. Transportvalk – ainete transport rakku. Retseptorvalk – infovahetus väliskeskkonnaga. Fagotsütoos – tahkete ainete transport rakku.
Tsütoplasma. Koosneb veest ja selles lahustunud ainetest. Stabiliseerib, seob raku tervikuks ja osaleb ainevahetuses.
Tsütoplasmavõrgustik. Raku kanalite süsteem, mida mööda toimub ainete transport. Karedapinnaline ( ribosoomid on selle peal) - valkude süntees, siledapinnaline – süsivesikute ja lipiidide süntees.
Ribosoomid. Kõige väiksemad organellid!!! Toimub ainete süntees. Ribosoomid pannakse kokku rakutuumas olevas tuumakeses.
Lüsosoom. Analüüsib ja lõhustab aineid.
Golgi kompleks . Golgi kompleksis toimub lõplik valkude töötlemine ( luuakse signaalühendus) ja nende ümberpakkimine.
Mitokonder . Varustab rakku energiaga. Sisaldab autonoomset DNAd ja RNAd.
Tsütoskelett. Rakule kuju andmine (valkude abil) ja rakkude muutumise kindlustamine. Raku tugi- ja liikumissüsteem.
TAIMERAKK
Rakukest. Koosneb põhiliselt tselluloosist. Ülesanne: ainevahetuse tagamine, kaitse, kuju hoidmine, tugevus. Eriti tugev rakukest on kivisrakkudel – pähklitel, kirsiseemnetel, pirnide sees. Raku vananemisel rakukest korgistub või puitub.
Plastiidid. Kromoplastid – punased. Ainevahetuslik funktsioon. Aitavad putuktolmnejatel neid paremini märgatavamaks muuta. Kloroplastid – rohelised (klorofüll), viivad läbi fotosünteesi – suhkrute moodustamine süsihappegaasist ja veest valguse abil. Leukoplastid – värvitud, talletavad varuaineid.
Vakuoolid . Magusad! Vakuoolid kindlustavad raku siserõhu – taime siserõhk ehk turgor . Kui taimel on veepuudus, kasutab ta vakuoolides olevat vett -> turgor langeb ja taim närbub. Noortes taimerakkudes on mitu vakuooli, milles on toitained, vanades 1 suur tsentraalvakuool (ühinenud), milles on jääkained. Vakuoolid annavad magusa maitse – et loomad sööks taimi (seemnete levitamine) ja hapu maitse – et ei sööks.
SEENERAKK
Seened on päristuumsed.
Seened ei fotosünteesi, neil on kitiinist taimekest.
Elutegevuseks vajaliku energia saamiseks kasutavad teiste organismide poolt sünteesitud orgaanilist ainet – heterotroofid .
Seened on moodustunud seeneniitidest ehk hüüfidest (tegelikult me söömegi seeneniite). Hüüfid moodustavad läbipõimunud seeneniidistikke ehk mütseele. Paljunevad eoste abil.
Seente roll looduses – lagundajad ja teistele toiduks. Seened võivad põhjustada ka haigusi ( jalaseen ).
BAKTER
Bakterid on üherakulised eeltuumsed e prokarüootsed organismid, mis paljunevad pooldumise teel. Bakteri rakul puudub rakutuum !) Heterotroofid.
Bakteril on õhuke kest, mis täidab kaitsefunktsiooni. Bakterit ümbritseb kapsel (kõigil pole) e limakiht, mida on vaja kaitseks – et vastu seista loomse organismi kaitsefunktsioonidele. Ribosoomid sünteesivad valke, sisaldavad DNAd ja RNAd, toodavad energiat (bakterirakus pole mitokondreid!).
Bakterraku geneetiline materjal asub nukleoidis. Bakterrakk on haploidne (ehk tal on ühekordne kromosoomistik – inimesel on kahekordne 23+23). Plasmiidid on iseseisvad DNA rõngasmolekulid, mis määravad raku omadusi.
Bakterid loovad ebasoodsates tingimustes spoore – ainevahetus on aeglustunud (elu tunnused peaaegu puuduvad), aga bakter jääb ellu.
Bakterid paljunevad pooldumisega ja paljunedes moodustavad koloonia, mis on silmaga nähtav.
Bakteri kasvuks on vaja: sobiv kasvutemperatuur, niiskus, toitained, jääkainete vähesus, keskkonna happelisus , hapnik (kas jah või ei).
Pooldumine : 1) bakterrakk suureneb 2) Dna kahekordistub 3) rakukest ja membraan sopistuvad 4) moodustub rakuvahesein 5) bakterrakk jaguneb 2ks.
Generatsiooniaeg – ajavahemik , mis kulub bakterite rakkude arvu kahekordistumiseks (erineb elus ja katseklaasis-kiirem)
Baktereid kasutatakse 1) meditsiinis: antibiootikumid , vitamiinid , hormoonid 2) pesuvahendites 3) toiduainetes – juust, jogurt , keefir, hapukapsas ; lõhna-ja maitsetugevdajad 4) põllumajanduses – bakterväetised, seenhaiguste tõrjeks, komposti ja silo valmistamisel 5) biopuhastites.