Bioloogia XI klassi I veerandi konspekt (0)

1.1 elu omadused
Bioloogia uurib elu.
Elu määratlemine on võimalik ainult mitme tunnuse koosesinemise kaudu.
Aineid, mis väljaspool organismi ei moodustu nimetatakse Biomolekulideks . Näiteks sahhariidid , lipiidid , valgud , nukleiinhapped ja vitamiinid .
Elu iseloomustav organisatoorne keerukus väljendub ehituslikul, talituslikul ja regulatoorsel tasandil.
Rakk on kõige lihtsam ehituslik ja talituslik üksus, millel on kõik elu omadused.
Kõik organismid vajavad elutegevuseks energiat. Aine- ja energiavahetus on 1 elu tunnus, mis esineb kõikidel organismidel.
Elu tunnused: Paljunemine ja areng, sisekeskonna stabiilsus, aine- ja energiavahetus, biomolekulide esinemine, pärilikkus, reageerimine ärritusele.
1.2 elu organiseerituse tasemed
Tsütoloogia uurib rakkude ehitust ja talitust .
Molekulaarset taset loetakse elu esmaseks organiseerituse tasemeks. Bioloogiaharu, mis uurib elu molekulaarsel tasemel, nimetatakse molekulaarbioloogiaks. Rakk.
Kude on elu üks organiseerituse tase. Teadusharu , mis uurib kudesid nimetatakse histoloogiaks. Inimese siseehituses on eristatavad 4 põhilist koe tüüpi: epiteel -, lihas-, närvi-, ja sidekude.
Ka organit võib lugeda elu üheks organiseerituse tasemeks.
Elundkonnad – organisüsteemid, Elundkond on samuti 1 elu organiseerituse tase.
Organism – rakust järgmine oluliseim eluslooduse organiseerituse tase.
Sisekeskkonna stabiilsus – Elundite ja elundkondade koostöö. Teadusharu, mis käsitleb organismi talitlusi ja nende regulatsiooni, nimetatakse Füsioloogiaks.
Anatoomia – organismi ehituse uurimine . On tihedas seoses füsioloogiaga.
Neutraalne regulatsioon – närvisüsteemi vahendusel toimuv elundite ja elundkondade talitluste regulatsioon.
Humoraalne regulatsioon – talitluste reguleerimine veres esinevate hormoonide ja teiste keemiliste ühendite toimel.
Ühel asutusalal elavad sama liiki organismid moodustavad populatsiooni, mis on ka organismile järgnev kolmas eluslooduse organiseerituse tase.
Loomade käitumist uurivat teadusharu nimetatakse etoloogiaks.
Liik on üks peamiseid eluslooduse organiseerituse tasemeid. Liigi määratlemine toimub paljude tunnuste abil. Ntx iseloomulik sise- ja väliehitus, talitluste eripära ning kromosoomides paiknev spetsiifiline geenide kogum.
Eluslooduse organiseerituse tasemed:
Molekul – organell
Rakk – kude, organ, organisüsteem.
Organism – pupulatsioon.
Liik
Ökosüsteem – biosfäär
1.3 Teaduslik uurimismeetod
Loodusseadused on teaduslike faktide üldistused, mis võimaldavad samaaegselt selgitada mitmeid loodusnähtusi.
Bioloogia uurimisobjektid: biomolekulid , rakud , organismid, populatsioonid, liigid ja ökosüsteemid.
Teaduslik hüpotees on oletatav vastus püstitatud probleemile.
Teaduslik uurimismeetodi etapid: probleemi püstitamine, taustainfo kogumine, hüpoteesi sõnastamine, hüpoteesi kontrollimine ning tulemuste analüüs ja järelduste tegemine.
2. Organismide koostis
2.1 Üldine keemiline koostis
Orgaanilised ühendid on peamiselt iseloomulikud elusloodusele.
Kõige enam on rakkudes Hapnikku, süsinikku ja vesinikku.
Lisaks sisaldavad rakud lämmastikku, fosforit , väävlit mis esinevad peamiselt valkude ja nukleiinhapete ehituses. Kõik kuus elementi( O, C, H, N, P ja S) moodustavad 98% raku keemiliste elementide kogumassist. Kuna organismid vajavad neid suhteliselt suurtes kogustes , siis nimetatakse neid keemilisi elemente makroelementideks.
Kümnendik – ja sajandikprotsentides on rakkudes K, Cl, Ca, Na ja Mg. Ülivähe leidub Fe, Zn, Cu, I ja F. Kokku on organismis 16 sellist keemilist elementi, mida on kül vähe aga neid läheb meil tarvis organismi normaalse talituse jaoks. Neid nimetatakse Mikroelementideks.
Anorgaaniliste ainete põhiosa moodustab vesi.
Orgaanilistes ainete põhiosa moodustavad valgud, valkude kõrval on esindatud lipiidid( rasvad , õlid ja vahad) ja sahhariidid (glükoos, tärklis ja tselluloos ).
DNA on pärilikkuse kandija ning seetõttu peetakse seda üheks elu tunnuseks.
RNA molekulidel on oluline roll päriliku informatsiooni avaldumises .
2.2 Anorgaanilised ained
Vesi täidab rakus mitmesuguseid funktsioone: ta on hea lahusti ja osaleb enamikus keemilistes reaktsioonides. Lisaks aitab vesi säilitada organismisisest temperatuuri oma suure soojusmahutavuse tõttu.
Katioonidest on organismis olulisel kohal H+, NH4+, K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Fe2+ ja Fe3+.
Kaaliumi ja naatriumiioonid osalevad närviimpulsi moodustumises. Kaltsiumisoolad annavad luudele tugevuse. Magneesium on seotud nukleiinhappega.n
Anioonidest on olulisel kohal hüdroksüül, karbonaat , fosfaat, kloriid ja jodioonid.
Erütrotsüüdid ja raud aitavad O2 siduda.
Fosfaatrühmad on kõigi nukleiinhapete ja fosfolipiidide põhilised koostisosad.
Fosfolipiidid koosnevad aga rakumembraani koostisisse. Joodi on vaja kilpnäärmehormoonide sünteesiks.
2.3. Orgaanilised ained
Bioaktiivsed ained on ühendid mis juba väikestes kontsentratsioonides mõjutavad organismide ainevahetust ning reguleerivad nende talitusi. Põhilisteks bioaktiivseteks aineteks on ensüümid, vitamiinid ja hormoonid.
Sahhariidid ehk süsivesikud on orgaanilised ühendid, mille koostises esinevad süsinik, vesinik ja hapnik. Nad jaotatakse mono -, oligo - ja polüsahhariidideks.
Monosahhariidid ehk lihtsuhkrud on madalmolekulaarsed orgaanilised ühendid, milles süsiniku aatomite arv on enamasti kolmest kuueni. Viiesüsinikulistest on oluliseimad riboos ja desoksüriboos. Need kuuluvad nukleiinhapete koostisse. Vastavalt siis RNA ja DNA.
Kuuesüsinikulistest suhkrutest on looduses olulise tähtsusega glükoos ehk viinamarjasuhkur ja fruktoos ehk puuviljasuhkur.
Oligosahhariidid on madalmolekulaarsed orgaanilised ühendid, mis organismides on valdavalt moodustunud kahe-kolme monosahhariidi omavahelisel ühinemisel. Näiteks Sahharoos(roo ja peedisuhkru peamine koostisosa ). Linnasesuhkur ehk maltoos koosneb kahest glükoosijäägist. Laktoos ehk piimasuhkur koosneb peamiselt glükoosist ja galaktoosist.
Polüsahhariidid on kõrgemolekulaarsed orgaanilised ühendid(polümeerid), mille ehituslikeks lülideks on monosahhariidid. Peamised polüsahhariidid on tärklis, tselluloos ja glükogeen.
Sahhariididel on 2 põhilist ülesannet: Energeetiline ja ehituslik.
Lipiidid on organismi energiaallikaks. Nende lagunemisel vabaneb 2 korda sama palju energiat kui sahhariididest . Lihtlipiidideks ehk rasvadeks nimetatakse propaantriooli(glütserooli) ja rasvhapete estreid. Lihtlipiidide ühinemisel teiste keemiliste ühenditega moodustuvad liitlipiidid . Näiteks fosfolipiidid.
Steroidid on madalmolekulaarsed tsüklilised ühendid, mis vees peaaegu ei lahustu. Steroidide hulka kuuluvad kolestorool ja mitmed hormoonid ja ka vitamiin D.
Hormoonid on bioaktiivsed ained, mis põhiliselt moodustuvad loomorganismide sisekretsiooninäärmetes.
2.4 Valgud
Valgud (proteiinid) on aminohapetest moodustunud polümerid. Valgud moodustuvad vaid elusorganismides, seetõttu nimetatakse neid koos polüsahhariidide ja nukleiinhapetega biopolümeerideks.
Aminohapete koostisse kuuluvad aluseliste omadustega aminorühm (-NH2) ja happeliste omadustega karboksüülrühm (-COOH).
Kahe aminohappe omavahelisel reageerimisel moodustub ribosoomis nende vahel kovalentne side, mida nimetatakse peptiidsidemeks.
Valgu aminohappelist järjestust nimetatakse esimest järku struktuuriks.
Valgu teist järku struktuur tekib polüpeptiidi keerdumisel kruvikujuliseks heeliksiks või kõrvuti asetsevate ahelate voltumisel.
Molekuli edasisel kokkukeerdumisel moodustub valgu kolmandat järku struktuur. Enamasti on see kera kujuga ja kannab gloobuli nimetust .
Kui omavahel ühinevad 2 või enam polüpeptiidi, moodustub valgu neljandat järku struktuur.
Valkudel on funktsioonid: Ensümaatiline- ja ehituslik funktsioon. Lisaks kannab liitvalk hemoglobiin hapnikku kopsudest kõigisse kudedesse. Rakumembraani koostises on esinevad trantsportvalgud, mis juhivad kindlat tüüpi molekule nii raku sisse kui ka sealt välja. Mõned rakumembraanis esinevad valgud toimuvad ka infoedastajatena ehk on olemas ka retseptorfunktsioon. Näiteks aitavad keeles limaskestas asuvad valgud meil toidu maitset tunda. Regulatoorset funktsiooni täidavad mitmed valgulised hormoonid, näiteks insuliin. Lisaks on valkudel ka Kaitsefunktsioonid.
Kui valku kuumutada siis nõrgad keemilised sidemed katkevad ja selle tulemusena kaotab valk esmalt kolmandat ja see järel teist järku struktuuri. Sellist nähtust nimetatakse denaturatsiooniks. Denaturatsiooni vastandprotsessi nimetatakse renaturatsiooniks.
Biokeemiliste reaktsioonide kiirust reguleerivad valgud, mida nimetatakse ensüümideks.
Vitamiinid on bioaktiivsed madalmolekulaarsed orgaanilised ained.
2.5 Nukleiinhapped
Nukleiinhapped on biopolümerid, mille monomeerideks on nukleotiidid .
Desoksüribonukleiinhape ehk DNA on biupolümeer, mille monomeerideks on desoksüribonukleotiidid. DNA põhiline ülesanne on päriliku info säilitamine ja selle täpne ülekandumine raku poolitumise käigus tütarrakkudele. Kogu pärilikkusinfo esineb DNA’s vähemalt kahes koopias.
Desoksüribonukleotiid on keeruka struktuuriga ühend, mis on moodustunud kolme molekuli- lämmastikaluse, desoksüriboosi ja fosfaatrühma liitumisel.
Komplementaarsusprintsiip – nukleotiidide üksteisele vastavus.
Nukleotiidide järjestust molekulis nimetatakse DNA esimest järku struktuuriks.
Teist järku struktuuriks nimetatakse kruvikujulist biheeliksit. DNA kaheahelaline biheeliks on paljude füüsikaliste ja keemiliste tegurite suhtes vastupidav.
Ribonukleiinhape ehk RNA on biopolümer, mille monomeerideks on ribonukleotiidid .
RNA osaleb pärilikkuse avaldumises, erinevad RNA molekulid tagavad geneetilise info realiseerimise. RNA jaotub kolmeks: 1) informatsiooni-RNA ehk mRNA(toob geneetilise info rakutuumas asuvatest kromosoomidest valgusünteesi toimumise paika). 2) Trantsport-RNA ehk tRNA(ülesandeks on informatsiooni RNA lahtimõtestamine. Vastavalt sellele toovad tRNA molekulid kohale õiged aminohapped ja lülitavad need sünteesiva valgu ahelasse).
3) ribosoom-RNA ehk rRNA (ülesandeks on osaleda ribosoomides valgusünteesis)
Nukleotiidide järjestust molekulis nimetatakse RNA esimest järku struktuuriks.