Ettevalmistus kontrolltööks ainevahetusest (0)

Ettevalmistus kontrolltööks ainevahetusest
1.Oska seletada neid mõisteid: auto/ heterotroof , metabolism, assimilatsioon / dissimilatsioon , makroergiline ühend, kemosüntees, käärimine, ensüüm. Too näiteid.

• Autotroof - organismid, kes toodab orgaanilised ühendid anorgaanilistest ainetest (nt: võilill)
  
• Heterotroof- organismid, kes valmistab orgaanilist ainet toidust, toidust saadakse ka energia (nt: inimesed, vihmauss )
  
• Metabolism- ehk ainevahetus , jaguneb assimilatsiooniks ja dissimilatsiooniks, sünteesi- ja lagundamisprotsessid tagavad aine- ja energiavahetuse ümbritseva keskkonnaga
  
• Assimilatsioon- organismi kõik sünteesiprotsessid. Selle käigus saadakse organismile vajalikke ühendeid: sahhariide , lipiide, valke, nukleiinhappeid jt. Protsesside toimumiseks vajatakse lähteaineid ja täiendavat energiat. (nt: fotosüntees, valgusüntees)
  
• Dissimilatsioon- organismi kõik lagundamisprotsessid. Toiduga saadavad või organismis sünteesitud orgaanilised ühendid lõhustatakse ensüümide abil järk-järgult lihtsama ehitusega molekulideks. (nt: seedimine, hingamine )
  
• Makroergiline ühend- orgaaniline ühend, mis osaleb keemilise energia salvestaja ja ülekandjana biokeemilistes reaktsioonides (nt: ATP)
  
• Kemosüntees- anorgaaniliste ühendite oksüdeerimine (lagundamine) energia saamise eesmärgil, mida teostavad mõningad bakterid (väävli-, vesinikubakterid jne)
  
• Käärimine- rakkude tsütoplasmas hapniku puudusel toimuv glükolüüsi lagundamine, mille üheks lõpp-produktiks on kas piimhape või etanool ja süsihappegaas (nt: veini valmistamine)
  
• Ensüüm- biokeemilise reaktsiooni kiirust reguleeriv valk (nt:amülaas, pepsiin )
  

2.Oska kirjeldada nende organellide ehitust: mitokonder , plastiidid , tsütoplasmavõrgustik.

• Mitokonder- iga mitokonder ümbritsetud kahe membraaniga. Sisemembraan moodustab arvukaid kurde ja sopistusi, mida nimetatakse harjakesteks. Organelli sisemuses leidub mitokondrile omaseid DNA ja RNA molekule.
  
• Plastiidid- taimedele omased 4...6 µm suurused organellid
  
• Tsütoplasmavõrgustik- eristatakse sileda- ja karedapinnalist tsütoplasmavõrgustikku. Karedapinnalisel paiknevad valke sünteesivad organellid- ribosoomid , mille tõttu näibki vastav membraanistik karedana. Siledapinnalise võrgustiku membraanidel paiknevad ensüümid, mis võtavad osa lipiidide ning sahhariidide sünteesist.
  

3.Oska võrrelda hetero /autotroofe, aeroobset/anaeroobset glükoosi lagundamist, fotosünteesi ja raku hingamist.Tuua näiteid.
HETERO- JA AUTOTROOFID
AEROOBNE JA ANAEROOBNE GLÜKOOSI LAGUNDAMINE
FOTOSÜNTEES JA RAKU HINGAMINE
Erinevused
Heterotroof valmistab orgaanilist ainet toidust, energia orgaanilisest ainest.
Autotroof teeb orgaanilist ainet anorgaanilisest, energia päikesest.
Aeroobne toimub hapniku olemasolul, protsessi tulemusena saadakse ühest glükolüüsimolekulist kaks püroviinamarihappe molekuli.
Anaeroobne toimub hapniku puudusel, lõpeb piimhappe või etanooli moodustumisega.
Fotosünteesil hapnikku toodetakse, raku hingamisel kasutatakse.
Sarnasused
Sünteesivad vajalikud orgaanilised ained. Vajavad energiat elutegevuseks. On olemas kõik elu omadused.
Glükolüüside lagundamine toimub mõlemal juhul tsütoplasmas.
Näited
autotroofid: võilill, vetikad
heterotroofid : koer, inimene
Anaeroobne: veini kääriminebi
Fotosüntees: taim võtab juurte kaudu vett, õhulõhede kaudu CO2, päikest võsu kaudu
Hingamine: energia vabaneb, vaja O2, CO2 vabaneb, toimub kõikides rakkudes
4.Tea energia koguseid erinevate orgaaniliste ainete lagundamisel, kus ja millena säilitatakse erinevates organismides glükoosivarud. Miks tavaliselt ei lagundata valke energia saamiseks?

• 1g valkude lõhustumisel vabaneb 17,6 kJ energiat (4,2 kcal)
  
• 1g süsivesikute lagundamisel vabaneb 4,2 kcal
  
• 1g lipiidide lagundamisel vabaneb 9,3 kcal
  

Valke ei kasutata energia saamiseks, kuna seda on liiga raske lagundada.Valkudel on pealegi veel palju muid ülesandeid, mida täita.
5.Mille poolest erinevad erinevad makroergilised ühendid, nimeta neid, mis on nende ühine ülesanne? Kuidas saab makroergilisse ühendisse salvestada energiat? Kätte energiat?(reaktsiooni võrrand üldiselt)

• Erinevad lämmastikaluse poolest. Näiteks ATP( adenosiintrifosfaat ), ADP(adenosiindifosfaat), NAD(nikotiinamiidadeniindinukleotiid), NADP(nikotiinamiidadeniindinukleotiidfosfaat).
  
• Makroergiline ühend osaleb keemilise energia salvestaja ja ülekandjana biokeemilistes reaktsioonides.
  
• Energia salvestatakse ATP molekulidesse.
  

• Kätte saab fosfaatrühma ülekandega
  

6.Glükoosi lagundamine: vajalikkus, olemus, millistes raku osades toimub, millised etapid, mis nendes toimub, miks etappidena, milleks vaja ensüüme, NADi, teada üldist võrrandit. Kuidas antakse käärimistele nimetus, osata nimetada erinevaid käärimistüüpe ja kääritajaid. Millal ja miks kasutab inimene anaeroobset glükoosi lagundamist, miks see ei ole eriti soovitatav(too näited). Milline vererakk ja millise valgu abil seob organismis hapnikku.

• C6H12O6+6O2...6CO2+ 6H2O
  

• Vajalikkus: energia hankimine
  
• Olemus: toimub glükoosi lagundamine
  
• Toimub: glükolüüs tsütoplasmavõrgustikus, tsitraaditsükkel mitokondri sisemuses, hingamisahel mitokondri harjakeste membraanides
  
• Etapid:
  

Glükolüüs- Toimub tsütoplasma võrgustikus ensüümide toimel umbes 10 biokeemilise reaktsioonina; lõppsaaduseks püroviinamarihape, O2 puudusel toimub anaeroobne glükolüüs ehk käärimine, kuid H2 aatomeid EI eraldu

Tsitraaditsükkel- protsess koosneb tsüklilisest reaktsiooniahelast; ühe vaheproduktina moodustub sidrunhape ; enne tsüklisse sisenemist eralduvad püroviinamarihappest süsihappegaasi molekul ja kaks H aatomit; tsükkel koosneb ensüümide poolt katalüüsitavatest reaktsioonidest, mille käigus eralduvad järk-järgult CO2 molekulid ja H aatomid

Hingamisahel- selle reaktsioonides NADH2 energia arvel sünteesitakse 36 ATP-d; nendes reaktsioonides vabanevad NADH2 molekulid H aatomitest, eraldunud H seotakse hapnikuga, moodustub vesi

• Ilma ensüümide osaluseta reaktsioonid ei toimuks nii kiiresti ja nii täpses järjekorras
  
• NAD seob vesiniku aatomid, kannab need hingamisahelasse
  
• Käärimise nimetus antakse selle produkti järgi, mis käärimise tulemusel tekib (nt: tekib piimhape, tekitajateks piimhappebakterid , käärimise nimeks piimhappekäärimine)
  
• Inimene kasutab anaeroobset glükolüüsi siis, kui organism ei saa küllaldaselt happnikku, näiteks suure füüsilise koormuse puhul. Ei ole soovitatav, kuna lihastesse kuhjuv piimhape ei ole hapniku puudumisel lihasrakkude poolt enam kasutatav ja põhjustab lihaste väsimust, valu ja krampe.
  
• Punase vereraku ja hemoglobiini abil seotakse organismis hapnik.
  

7.Fotosüntees: olemus, üldine võrrand, staadiumid(mis toimub, millises raku osas, millest nimetused ), milleks vaja vett(kuidas saab kätte), milleks vaja klorofülli, fotosüsteeme(mis need on), NADP-d. Fotosünteesi tähtsus.

• 6CO2+12H2O...C6H12O6+6O2+6H2O
  

• Olemus: Energia muundub ( valgusenergia →keemiline energia)
  
• Staadiumid:
  

Valgusstaadium - toimub kloroplasti sisemuses paiknevates lamellimembraanides olevates fotosüsteemides; toimub vee fotolüüs, tekib molekulaarne hapnik, mis eraldub; klorofülli molekulid koos teiste pigmentide ja valkudega moodustavad muundamiseks vajalikke kogumikke- fotosüsteeme; nimetus tuleneb sellest, et valgust on vaja

Pimedusstaadium - toimub kloroplasti lamellidest väljaspool; seotakse CO2, vesinikuallikaks on NADPH2; lõpptulemusena moodustuvad kolmesüsinikulised suhkru molekulid, nende omavahelisel ühinemisel saadakse glükoos;eralduvad elektronid ja vesinikioonid

• Vee fotooksüdatsiooni käigus eralduv hapnik on aga vajalik kõigi organismide hingamiseks. Seega võib väita, et fotosüntees on vajalik kõigile organismidele. Vett saab kätte juurte kaudu mullast tõusva voolu abil.
  
• Klorofüll suudab päikeseenergia salvestada, selle tõttu see molekul ergastub, sellest eraldunud elektronide arvel lagundatakse vee molekul ja eraldub hapnik
  
• Fotosüsteeme on vaja hapniku saamiseks. Fotosüsteemid on klorofülli ja teiste pigmentide kogumikud koos valkudega kloroplasti sisemuses, kus toimuvad valgusstaadiumi reaktsioonid. Fotosüsteeme on kaks (I ja II), kuid nende tööjärjekord on vastupidine (II , I )
  

II fotosüsteem: lagundatakse vee molekule ja saadakse ATP-molekule.
I fotosüsteem: seotakse vee lagundamisel tekkinud vesiniku aatomeid vaheühenditega

• NADP on vesinikioonide siduja ja transportija pimedusstaadiumisse
  

Fotosünteesi tähtsus:

Fotosüntees on ainuke looduses toimuv protsess, mille käigus muundatakse valgusenergia keemiliste sidemete energiaks. Selle energia arvel elab enamus organismidest Maal

Fotosünteesil toodetakse esmast orgaanilist ainet, fotosünteesijatest algab toiduahel

Kaasproduktina tekkinud hapnik on vajalik maksimaalse energia saamiseks

Atmosfääris tekib hapnikust osoonikiht , mis kaitseb meid päikese uv- kiirguse eest

Fotosüntees on peamine ja üks väheseid protsesse looduses, milles süsinikku redutseeritakse. Looduslike redoksprotsesside tasakaalu mõttes on see ülioluline.