7. Milline peab olema protsessi standardse vabaenergia muudu G 0' minimaalne väärtus (kJ/mool või kcal/mool?; märk?), mis võimaldab sünteesida 1 mooli ATP? -30,5kJ/mool 1cal= 4,2J -7,3kcal/mool 8. Selgitage erinevate organismide sarnasust ja erinevust metabolismi alusel. Esitage organismide klassifikatsioon a) süsinikuallika järgi b) energiaallika järgi c) hapniku tarbimise järgi ja nimetage esindajaid. Klassifikatsioon Süsiniku allikas Energiaallikas Fotoautotroofid CO2 Valgus Fotoheterotroofid Orgaanilised ained Valgus Kemoautotroofid CO2 Redoksreaktsioonid Kemoheterotroofid Orgaanilised ained Redoksreaktsioonid Hapniku järgi: Aeroobsed organismid- kasutavad hapnikku elektronide aktseptorina. Kui hapnik on eluks vältimatu tingimus- obligatoorsed aeroobid Anaeroobsed organismid- võimelised eksisteerima ilma hapnikuta. Kui üldse ei talu
Kliimaks- koosluste või ökosüsteemide arengurea suhteliselt püsiv lõppjärk. Toiduahel - näitab aine ja energia liikumist elusorganismide ja taimede vahel ökosüsteemis. Toiduvõrk - ühe ökosüsteemi omavahel ühendatud toiduahelate kogumik. Koosluse troofilised tasemed: autortoofid- organismid, kes on võimelised päikese- või keemilise sideme energiat kasutades moodustama anorgaanilistest ainetest orgaanilisi (kemo-ja fotoautotroofid). Fotoautotroofid - kasutades nähtava valguse lainepikkusi sünteesivad endale orgaanilist ainet (rohelised taimed, fotosünteesivad vetikad ja mõned protistid). Heterotroofid ei saa sünteesida orgaanilist ainet ja peavad elutegevuseks kasutama juba valmis orgaanilisi ühendeid. (kõik loomad, kõik seened, enamus bakteritest, paljud protistid ja vähesed taimed). 4. Selgitage ja kujutage näitlikult (skeemi, joonise abil) ,,Liebegi miinimumseadus" ja ,,Tolerantsusreegel".
nitraatideks. Protsessi viivad läbi nitrifitseerijad bakterid. Nitrifikatsiooni kiirus sõltub eelkõige ammoniaagi oksüdeerumisest nitrititeni, milleks vajatakse võrreldes nitrititest nitraatideks muundumisega rohkem energiat. Nitrifikatsioon on oluline lüli lämmastikuringel mullas. 4. Miks vajab orgaanilise süsiniku kasutamine biosünteesis vähem energiat kui CO2 kasutamine? C orgaanilisest ühenditest, energia valgusest; fotoautotroofid - süsinik CO fikseerimisest, energia valgusest. 2 Ühel juhul on tegemist lihtaine oksüdatsiooniga. 5. Kust saavad elutegevuseks vajalikku energiat need organismid, kel pole võimalik kasutada orgaanilise aine oksüdeerimisest vabanevat energiat? Kasutavad redoksreaktsioonidel vabanevat keemilist energiat. 6. Nimeta võimalikke elektronide aktseptoreid veekogus? (vähemalt 3) O2, Mn4+, Fe3+ 7. Nimeta võimalikke elektronide doonoreid veekogus? (vähemalt 3)
kiud, biomass, kütus, magevesi, looduslikud ravimid, mineraalid), kultuurilised teenused (eetilised väärtused, rekreatsioon, inspiratsioon). 9. Maal elu säilitavad faktorid? Elu säilitavad faktorid maal on pidev energia juurdevool, aine ringlemine ja taaskasutamine (aineringlus) ja gravitatsioon. 10. Miks on meile olulised autotroofsed organismid? Autotroofsed organismid saavad vajaliku energia päikesest või anorgaanilistest ühenditest. Autotroofseid organisme on kahte liiki: fotoautotroofid (saavad eluks vajaliku energia päikesest) ja Kemoautotroofid (saavad eluks vajaliku energia keemilise ühendite lagunemisel). Toodavad kogu eluks vajaliku orgaanilise aine ise ning ei sõltu energia saamiseks teistest organismidest. (On toiduks heterotroofsetele, näiteks taimed. Kui puudksid heterotroofsed, siis ei oleks maal ka hapniku ja muid vajalike aineid eluks meile loomadele) 11. Miks on meile olulised heterotroofsed organismid?
- allosteeriline regulatsioon, - kovalentne modifitseerimine, - ensüümide süntees, - ensüümide degradatsioon, · Organismi tasemel. Baseerub hormonaal- ja närvisüsteemile Homöostaas (kr.k. homöo - taoline) organismisiseste parameetrite stabiilsus ORGANISMIDE METABOOLNE KLASSIFIKATSIOON VASTAVALT SÜSINIKU- JA ENERGIAALLIKALE Klassifikatsioon Süsiniku Energiaallikas Elekronide Esindajad allikas doonorid Fotoautotroofid C02 Valgus H20, H2S, S jt. Rohelised taimed, anorgaanilised tsüanobakterid, ained fotosünteesivad bakterid Fotoheterotroofid Orgaanilised Valgus Orgaanilised ained Purpursed ained mitteväävlibakterid
Aktiivset ioonide transporti vastu konts.gradienti võimaldab elektrokeemilise gradiendi loomine ATP-aas prootonpumba abil. Fotosüntees Autotroofid kasutavad oma organismi ülesehitamiseks ja elutegevuseks ainult anorgaanilist ainet, heterotroofid orgaanilist materjali (substraadi erinevus). Fototroofidele on primaarseks energia-allikaks valgus, kemotroofid kasutavad energia-allikana keemiliste sidemete energiat. Teistest eluvormidest täiesti sõltumatud on fotoautotroofid (maismaataimed, vetikad, fotos bakterid) ja kemoautotroofid. Fotoautotroofse eluviisi aluseks on fotosüntees, mille käigus toimub orgaanilise aine primaarne süntees, substraadid - CO2 ja H2O ja energiaks valgus. Fotosünteesi toimub 400- 700 nm, mis neelduvad klorofüllimolekulis (4 pürroolituuma ja Mg). Klorofülli ja taimelehe neeldumisspektrid erinevad ükseisest, kuna lehes sisaldub mitmete (s.h. kollaste) pigmentide segu. Siiski pole fotosünteetiliste pigmentide süsteem kohandatud
orgaanilise aine sünteesiks, tahavad happelist keskkonda). Fotosünteesivad bakterid: fotoheterotroofid, kes vajavad eluks orgaanilist ainet, aga samal ajal kasutavad ka päikeseenergiat. Sellised on mõned purpurbakterid, kellel on fotosünteesi esimene pool. Järgmine aste on nendel, kellel fotosünteesil lagundatakse orgaaniline aine. Teine rühm fotosünteesivaid baktereid on fotoautotroofid. Nendel toodetakse fotosünteesil orgaanilist ainet süsihappegaasist. Fotosünteesivad väävlibakterid on siis rohelised ja purpursed väävlibakterid. Need fotosünteesivad väävelbakterid on obligatoorsed anaeroobid, sest sulfitid õhukeskkonnas oksüdeeruksid kiiresti. Teine rühm fotosünteesivaid baktereid on sinivetikad. Sinivetikate teke tõi kaasa vaba õhuhapniku, mille tõttu suri välja enamik toonasest elust. Algas hingamisprotsess. Miks on
...60º 75º+... Bakterite suhe soolsusesse - Keskkonna kõrgema soolasisalduse korral toimub raku plasmolüüs tsütoplasma läheb raku seina küljest lahti, rakk tõmbub kortsu, on anabioosis (pole surnud, on soodsatel tingimustel võimeline elutegevust taastama). Liiga vähese soolsuse korral vesi tungib rakku, rakk läheb lõhki. Halofiilid vajavad kõrget soolade sisaldust keskkonnas Bakterite toitumistüübid - Fütoplankteritel 1 valdav toitumistüüp- fotoautotroofid (osal lisaks heterotroofia valmis orgaanilise aine omastamine või fagotroofia võime omastada tahket toitu) Zooplankteritel 1 toitumistüüp- kemoorganoheterotroofid Fotosüntees (algained ja tulemus) - süsihappegaasist ja veest sünteesitakse päikesevalguse abil glükoos ja hapnik Purpur- ja väävlibakterid - elavad mikroaerofiilses tsoonis, kus aeroobne ja anaeroobne tsoon kokku puutuvad. Kasutavad elektroni doonoriks H2S, H2 või orgaanilisi aineid. Anoksügeenne
ektreemoludes, teistsugune eluviis, autotroofid, kemosünteesijad, anaeroobsed ei kannata hapnikku, obligatoorsed ei taha ja fakulatiivsed vahel tahavad ja vahel mitte, elavad +136oC kuumuses, sügaval maa sees kus vulkaanilised veed on kanged alused, happed, soolad ja kõrgel rõhul). 2. Eubakterid ehk pärisbakterid: § Litotroofsed (kemosünteesijad, tegevuse tulemusel tekkis soorauamaak). § Fotosünteesivad (fotoheterotroofid kasutavad valgust ATP saamiseks, fotoautotroofid toodavad org. ainet anorgaanilise varal, fotosünteesivad väävlibakterid fotosünteesivad siis, kui hapnikku pole, sinivetikad ehk tsüanobakterid saavad vesinikku veest). § Heterotroofsed bakterid (aeroobsed, anaeroobsed, obligatoorsed elavad hapniku olemasolu üle spoorina, fakulatiivsed elavad nii ja naa, diferentseerijad, lämmastikku siduvad bakterid, vabalt elavad, sümbiondid, kiirikseened on bakterid, mis meenutavad välimuselt seeni).
populatsiooni, kuid geenialleelide sagedused on teised sarnaselt asutajaefektiga. Sel juhul nimetatakse seda pudelikaelaefektiks. Lisaks geenialleelide sageduste muutumisele suureneb inbriidingu oht ja seega homosügootsus. 16. Autotroofid, nende roll looduses? Autotroofid on organismid, kes ei vaja oma elutegevuseks eelneva orgaanilise aine olemasolu, nad on võimelised seda ise kättesaadavatest anorgaanilistest ainetest sünteesima. Autotroofe saab jagada kahte rühma: kemoautotroofid ja fotoautotroofid. Autotroofe võib nimetada ka produtsentideks või maakeeli tootjateks. Ilma autotroofideta poleks heterotroofidel miskit süüa, ilma lagundajateta hakkaksid organismide jäägid kuhjuma, saaks otsa CO2 ja mineraalained poleks enam autotroofidele kättesaadavad. Autotroofsed organismis võtavad keskkonnast vaid väheseid toitaineid ja neid reeglina puhaste ioonide kujul. Autotroofid võtavad oma keskkonnast lihtsaid anorgaanilisi aineid nagu vesi, süsinikdioksiid
hulk, hapnik ja makrotoitained(fosfaat, räni, nitraadid). Samas vajavad need organismid veel miroelemente(raskemetalle), kui pole piisavalt, on areng piiratud. Fotosüntees Fotosüntees on klorofülli sisaldavates taimedes lühilainelise kiirguse energial kulgev protsess, milles anorgaanilistest ühenditest (peamiselt süsinikdioksiidist ja veest) moodustub orgaaniline aine ja vabaneb hapnik. Mikro- ja makrovetikad ning sinikud on fotoautotroofid, kes saavad energiat päikeselt uue orgaanilise aine tootmiseks. On valgusreaktsioon(lõhustatakse vee molekulid, kiirgusenergia muudetakse keemiliste sidemete energiaks) ja pimedusreaktsioon (moodustatakse orgaaniline aine ja lagundatakse CO 2). Kõik fotosünteesivad organismid sisaldavad spetsialiseerunud valgustundlike pigmente klorofülle kiirgusenergia absorbeerimiseks ja CO2 assimileerimiseks ja orgaaniliste ühendite moodustamiseks. Calvini
ühend on tegu heterotroofiga, kui CO2, siis autotroofiga. Kemotroofidest on heterotroofsed nt soolekepike, pseudomonaadid, batsillid jne. Täpne toitumistüüp neil kemoorganoheterotroofia. Kemotroofidest on autotroofsed nt nitrifitseerijad bakterid. Täpse toitumistüüp neil kemolitoautotroofia. Sageli kasutatakse toitumistüüpide nimetusi kaheosalistena: Kemolitotroofid (tioonbakterid, nitrifitseerijad) Kemoorganotroofid (enterobakterid, batsillid) Fotolitotroofid, fotoautotroofid (tsüanobakterid, rohelised S-bakterid, punased S-bakterid) 6 Fotoorganotroofid, fotoheterotroofid (purpursed mitte-S-bakterid, rohelised mitte S-bakterid, halobakterid) Kemolitoautotroofia energia saadakse anorgaaniliste ainete (raud, väävel, ammoniaak, vesinik) oksüdeerimisest, raku C-ühendid sünteesitakse CO2-st. Kemalitoheterotroofsed väävliühendeid oksüdeerivad bakterid paljud bakterid on fakultatiivsed
Suhkur on aga väga energiarikas. Klorofülli aitavad lisapigmendid, kromoplastid, mis jagunevad kahte rühma: 1) Kartonioidid – neelavad hästi kollast/punast valgust 2) Ksantofüllid Nad akumuleerivad karotinoid-pigmente, millest sõltub paljude taimede õite kollane, oranž või punane värvus. Meelitavad kohale tolmeldajaid ja viljade levitajaid. Nad on võimelised ergastunud elektrone klorofüllile edasi andma. UV valgust ega FR valgust ükski pigment neelata ei suuda! Fotoautotroofid – saabad energia päikeselt Kemoautotroofid – kasutavad keemilise energia allikaid 4 PARi globaalne kättesaadavus varieerub Eesti – 0.84 Ekvaatoril – 2.1 PARi intensiivsus varieerub kuni 2 korda!! Samal laiuskraadil: maismaal 1.68 (kõrbes) vees 2.1
Teisiti öelduna, litotroofid kasutavad elektronidoonoriteks anorgaanilisi ühendeid ning organotroofid orgaanilisi ühendeid. Süsiniku kasutamise järgi jaotatakse bakterid autotroofideks ja heterotroofideks. Autotroofid suudavad fikseerida anorgaanilist süsinikku CO2 (süsinik-hapnik side). Heterotroofid saavad süsiniku orgaanilistest süsinikallikatest (süsinik-vesinik sidemetega molekulid). Enamik baktereid on heterotroofid. Peaaegu kõik eukarüoodid on fotoautotroofid (taimed) või heterotroofid (loomad, seened, algloomad). Ainult bakteritel on kirjeldatud litotroofiat ja fotoheterotroofiat. Fototroofiat pole kirjeldatud arhedel, välja arvatud valguse kasutamine mittefotosünteetilise ATP tootmiseks ekstreemsetel halofiilidel. Energiallik Elektronido Toitumisrühm C-allikas Näited as onor Fotolitoautotroo Cyanobacteria, mõned
annaabi.ee 
