vesi Laulame: http://www.youtube.com/watch?v=tSHmwIZ9FNw&feature=related Üldvõrrand: 6H2O + 6CO2 C6H12O6+ 6O2 Valgusenergia abil süsihappegaasi ja vee molekulid ühinevad ning tekib orgaaniline aine – glükoos. Glükoosi molekulis talletub valguse energia. Eraldub ka hapnik. Head pildid ja tekst Fotosüsteemidest ja rootorist ATP rootori töö: http://www.youtube.com/watch?v=5sGqbnQoyrI&feature=related Lehtedes on kloroplastid Vaata kloroplastide liikumist rakus Lehtedes on kloroplastid leht rakud kloroplast graan membraan klorofüll fosfolipiidid Kloroplastis on 50 korda rohkem membraane kui mitokondris, seega on ta palju efektiivsem, kiirem kui mitokonder. Kloroplastis on lamellid, membraanid Kloroplast Graan Graan Graan Strooma Sisemembraan Välismembraan
NADPH2 . Moodustunud NADPH2 on H allikaks fotosünteesi pimedusstaadiumis toimuva sahhariidi sünteesil. Valgusstaadiumi reaktsioonide tulemusena saadakse ATP ja NADPH2 molekulid, mis on vajalikud pimedusstaadiumi reaktsioonide toimumiseks. pimedusstaadium: toimuvad kloroplasti lamellidest väljaspool (stroomas). Sahhariidide sünteesiks vajalik CO2 siseneb õhulõhede kaudu taime ja difundeerub kloroplastidesse. Calvini tsükkel fotosünteesi pimedusstaadiumi reaktsioonid (Melvin Calvin, avastaja). Seal kasut. valgusstaadiumis salvestatud ATP energiat ja NADPH2 molekule. Pimedusstaadiumi lõpptulemus kolmesüsinikulised suhkru molekulid -> ühinevad omavahel, tekib glükoos. 6CO2 + 12 NADPH2 -> C6H12O6 + 6 H2O + 12 NADP (18 ATP -> 18 ADP + 18 Pi) Calvini tsükli käigus tekkinud NADP ja ADP on uuesti kasutatavad valgusstaadiumi reaktsioonides, glükoosi molekulid väljuvad kloroplastidest või
Näiteks fotosüntees (organismiväline päikeseenergia), DNA, RNA ja valgu süntees (organismisisene keem. energia varud ATP molekulid). Energia vabaneb sahhariidide (1 g 17,6 kJ), lipiidide (38,9 kJ), valkude (17,6 kJ) jt org. ainete oksüdatsioonil. Sahhariidid esmane ja kõige kiiremini kasutatav energiaallikas organismis. ATP e adenosiintrifosfaat - universaalne energia talletaja ja ülekandja, mis osaleb kõigi rakkude metabolismis. ATP molekul koosneb: 1. lämmastikalusest adeniin (A), 2. riboosist ja 3. kolmest fosfaatrühmast (2 fosfaatrühma -> ADP). ATP moodustub glükolüüsi, käärimise, hingamise ja fotosünteesi käigus (ADP + P -> ATP + 30 kJ/mol energiat). Rakkudes kasutatavad makroergilised ühendid: Valkude sünteesil GTP (guanosiinfosfaat). RNA sünteesil ja DNA kahekordistumisel ATP, GTP, CTP, UTP. Enamikus organismide talletatakse glükoosivarud polüsahhariididena tärklis/glükogeen
Näiteks fotosüntees (organismiväline päikeseenergia), DNA, RNA ja valgu süntees (organismisisene keem. energia varud ATP molekulid). Energia vabaneb sahhariidide (1 g 17,6 kJ), lipiidide (38,9 kJ), valkude (17,6 kJ) jt org. ainete oksüdatsioonil. Sahhariidid esmane ja kõige kiiremini kasutatav energiaallikas organismis. ATP e adenosiintrifosfaat - universaalne energia talletaja ja ülekandja, mis osaleb kõigi rakkude metabolismis. ATP molekul koosneb: 1. lämmastikalusest adeniin (A), 2. riboosist ja 3. kolmest fosfaatrühmast (2 fosfaatrühma -> ADP). ATP moodustub glükolüüsi, käärimise, hingamise ja fotosünteesi käigus (ADP + P -> ATP + 30 kJ/mol energiat). Rakkudes kasutatavad makroergilised ühendid: Valkude sünteesil GTP (guanosiinfosfaat). RNA sünteesil ja DNA kahekordistumisel ATP, GTP, CTP, UTP. Enamikus organismide talletatakse glükoosivarud polüsahhariididena tärklis/glükogeen. Täiendav
Organismi varustamine energiaga Energia vabaneb sahhariidide, lipiidide, valkude ja teise orgaaniliste ühendite oksüdatsioonil. Erinevate orgaaniliste ainete dissimilatsioonil saadakse erinev energiahulk: 1g sahhariidide täielikul oksüdatsioonil vabaneb 17,6 kJ energiat, 1g lipiidide korral 38,9 kJ ja valkude puhul 17,6 kJ energiat. Organism kasutab esmalt oma sahhariidide varusid, seejärel algab lipiidide lagundamine ning alles viimasena lõhustatakse organismi valke. 1 glükoosi molekul annab 38 ATP molekuli. Füüsilise pingutuse korral rohkem ATP-sid. ATP moodustub glükoküüsi, käärimise, fotosünteesi ja hingamise käigus. Adenosiinfosfaat ehk ATP on universaalne energia talletaja ja ülekandja, mis osaleb kõigi rakkude metabolismis. ATP molekul on ribonukleotiid, mis koosneb lämmastikualusest adeniin, riboosist ja kolmest fosfaatrühmast. Kui molekuli koostisse kuulub kaks fosfaatrühma, siis nim. ühendit adenosiindifosfaadiks(ADP). Erinevad lämmastikualused:
Fotosüsteem II pigmendid teostavad vee fotooksüdatsiooni (fotolüüsi) ja ATP sünteesi. 2H2O -> 4H+ +4e- + O2 Eralduvad vesinikioonid ja elektronid. Eraldunud hapnik difundeerub läbi õhulõhede atmosfääri. Fotosüsteem I pigmendid osalevad NADPH2 moodustamisel. NADP + 2e- + 2H+ <-> NADPH2 Valgusstaadiumis on valgusenergia muundatud keemiliseks energiaks ja hapnik on vabanenud atmosfääri. Reaktsioonide tulemusena saadakse ATP ja NADH2. Fotosünteesi pimedusstaadium e Calvini tsükkel: Pimedusstaadiumi reaktsioonid toimuvad kloroplastide stroomas. *süsinikuallikaks on õhulõhede kaudu sisenenud CO2 *vesinikuallikaks on vaja NADPH2 *energiaallikaks on vaja 18 ATP molekuli 6CO2 + 12NADPH2 ->C6H12O6 + 6H2O + 12NADP 18ATP ->18ADP + 18Pi NADP-d ja ADP-d kasutatakse uuesti valgusstaadiumi reaktsioonides. Glükoos väljub kloroplastidest või moodustub neis säilitustärklise. Glükoosist ja Calvini tsükli vaheühenditest saab
Viimasena valke, kuna valkudel on väga palju teisi tähtsaid ülesandeid organismis. 1 g valkude oksüdatsioonil vabaneb 17,6 kJ energiat. Energiat kasutatakse organismis biosünteesil, ainete transpordil ja liikumisel. ATP - adenosiintrifosfaat. (ADP - adenosiindifosfaat - oleneb P-rühmade hulgast) ATP on universaalne keemilise energia talletaja ja ülekandja, mis osaleb rakkude metabolismis. ATP moodustub glükolüüsi, käärimise, hingamise ja fotosünteesi käigus. ATP molekul 3 fosfaatrühma. suhkur - riboos (OH OH) lämmastiku (N) rühm - adeniin Fosfaatrühmade vahelise sideme katkemisel vabaneb energia. Fosfaatrühma liitumisel seotakse energia. 1.2. FOTOSÜNTEES Fotosüntees on klorofülli sisaldavates organismides toimuv assimilatsiooniprotsess, mille käigus valgusenergiat kasutades sünteesitakse süsihappegaasist (CO2) ja veest (H2O) glükoosi ja kõrvalsaadusena hapnikku (O2). 6CO2 + 12H2O + valgus = C6H12O6 + 6H2O + 6O2↑
ENERGIAT SAADAKSE! (seedimine, hingamine) ATP tekib (ADP+Pi) Vabanev energia salvestatakse energiarikastesse orgaanilistesse ainetesse, mida nimetatakse makroergilisteks ühenditeks. Peamiseks makroergiliseks ühendiks on ATP, millesse salvestatud keemilist energiat saab hiljem kasutada sünteesiprotsessides. ATP e adenosiintrifosfaat - universaalne energia talletaja ja ülekandja, mis osaleb kõigi rakkude metabolismis. ATP molekul koosneb: 1. lämmastikalusest adeniin (A), 2. riboosist ja 3. kolmest fosfaatrühmast (2 fosfaatrühma -> ADP). ATP moodustub glükolüüsi, käärimise, hingamise ja fotosünteesi käigus. ● NAD- vesinikukandja AEROOBNE LAGUNDAMINE C6H12 O6 glükolüüs- NAD 2AT tsütoplasmavõrg H22 P ustikus (AN, AE) püroviinamarih
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 tulemusena saadud glükoos on kasutatav energiaallikana nii auto- kui heterotroofsetes organismides. Lisaproduktina eralduv O2 on vajalik kõigis rakkudes toimuvaks hingamisprotsessiks. AINE- JA ENERGIAVAHETUS 1. Kust saavad organismid elutegevuseks vajaliku energia ? Organismid kasutavad toidus olevaid ühendeid uute ainete sünteesiks ja
Fotosünteesi kasutegur ja kiirus sõltuvad: · valguse tugevusest · süsihappegaasi konsentratsioonist õhus · taimede varustatusest vee ja mineraalainetega · taime füsioloogilisest seisundist · 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.
H2O, eraldub O2) 2H2O 4H+ + 4e- + O2 d. Kõik reaktsioonid toimuvad ergastatud klorofülli arvelt e. Moodustuvad energiarikkad ühendid ATP ja NADPH2 27. Valgusstaadiumis on kaks faasi: a. Fotofüüsikalinefaas eesmärk on valgusenergia neeldumine ja ülekanne b. Fotogeenilinefaas toimub vee molekuli lagundamine (eraldub O2 ja H) 28. Pimedusstaadium e Calvini tsükkel: (toimub kloroplastide sisemuses e stroomas) 6CO2 + 12NADPH2 C6H12O6 + 6H2O + 12NADP a. Lähteaine CO2 (atmosfäärist, õhulõhede kaudu) b. Energiaallikaks ATP (vaja 18 tk) ja NADPH2 (valgusstaadiumist) c. CO2-st saadakse C aatomid glükoosi sünteesiks d. Energia saadakse: ATP annab ära ühe fosforhappe jäägi muutub ADP(valguss.) NADPH2 H2 + NADP(valgusstaadiumisse) e
ühendeid. Heterotroofid on organismid, kes saavad oma elutegevuseks vajaliku energia toidus sisalduva orgaanilise aine oksüdatsioonil (oksüdatsioon lagundamine hapniku abil). Metabolismi mõiste Organismid saavad väliskeskkonnast orgaanilisi ja anorgaanilisi aineid (toitumisel, hingamisel) biokeemilistes protsessides lagundavad nad väliskeskkonnast saadud ained ja sünteesivad neist uued ühendid jääkproduktid (seedimata toiduosakesed, vesi, süsihappegaas, mitmed lämmastikuühendid) eritatakse väliskeskkonda. Organismis asetleidvaid sünteesi- ja lagundamisprotsesse, mis tagavad aine- ja energiavahetuse, nim. metabolismiks. Dissimilatsioon - organismis kõik lagundamisprotsessid. Toiduga saadud või ise sünteesitud orgaanilised ühendid lõhustatakse ensüümide abil lihtsamateks molekulideks (biopolümeeride hüdrolüüs (tärklisglükoos), glükoosi oksüdeerimine).
lagundamine, mille üheks lõpp-produktiks on kas piimhape või etanool metabolism - organismi kõik biokeemilised protsessid, mis tagavad aine- ja energiavahetuse ümbritseva keskkonnaga. Jaotatakse assimilatsiooniks ja dissimilatsiooniks. assimilatsioon - organismis toimuvate sünteesiprotsesside kogum dissimilatsioon - organismis toimuvate lagundamisprotsesside kogum ATP - (adenosiintrifosfaat) kõigis rakkudes olev makroergiline ühend, osaleb raku energia talletaja ja ülekandjana; molekul koosneb: adeniin, riboos, 3 fosfaatrühma ADP - (adenosiindifosfaat) toimib paljudes ainevahetusreaktsioonides (näiteks glükolüüsis ja hingamisahelas) energia ja fosfaadi ülekandjana; makroergiline ühend- orgaanilised ained, millesse salvestatud keemilist energiat saab kasutada erinevates biosünteesiprotsessides autotroof- organism, kes sünteesib elutegevuseks vajalikud orgaanilised ühendid väliskeskkonnast saadavatest anorgaanilistest süsinikuühenditest
nahapinnalt kasutatakse soojusenergiat. GTP guanosiinfosfaat (lämmastikalus guaniin) CTP tsütosiintrifosfaat (lämmastikalus tsütosiin) TTP tümidiintrifosfaat (lämmastikalus tümidiin) UTP uratsiiltrifosfaat (lämmastikalus uratsiil) Fotosünteesi pimedusstaadium ehk Calvini tsükkel: Kasutatakse organismis DNA-, RNA- ja valgusünteesil Pimedusstaadiumi reaktsioonid toimuvad kloroplastide stroomas Fotosüntees Süsinikuallikaks on õhulõhede kaudu taime sisenenud CO2 Vesinikuallikaks on NADPH2
Vajavad energiat. Dissimilatsioon Assimilatsioon Erinevused Lagundamine Süntees Vabaneb energia Neelab energiat Sarnasus Kulgevad samal ajal Näide Glükoosi lagundamine Fotosüntees , DNA FOTOSÜNTEES Kloroplastides olev klorofüll võimaldab valgusenergiat kasutades sünteesida CO2-st ja H2O-st orgaanilisi ühendeid (glükoos) fotosüntees 6 CO2 + 12 H2O C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O Fotosüntees jaguneb kaheks:
võtma 3) ergastunud elektron antakse ühelt molekulilt teisele edasi, kusjuures iga taolise andmise käigus (iga astme käigus) väheneb elektroni energiahulk 4) seda energiat kasutatake H+ pumpamiseks stroomast lamelli sisekeskkonda 5) nii tekitatakse H+gradient (H+gradient on olukord, kui vesinikioonide konsentrarsioon lamelli sees on suurem kui stroomas.) H+gradienti kasutatakse ATP sünteesiks 6) toimub klorofülli (selle, kelle molekul ringlusesse läks) restabiliseerimine st. et klorofüll otsib uut elektroni ning saab selle H2O molekuli lõhkumisel 7) selles ülalmainitud protsessis eraldub O2 8) toimub NADPH süntees (NADP + H+ NADPH) : klorofüllilt alguses eraldunud elektronid liituvad NADP'ga, tulemiks on NADPH 9) toimub ATP süntees H+gradiendi arvelt (toimumise `köögipoolelt' on sarnane rakuhingamisahela protsessidele)
2H2= -> 4H+ + 4e- + O2 Eralduvad vesinikioonid ja elektronid. Eraldunud hapnik difundeerub läbi õhulõhede atmosfääri Fotosüsteem I pigmendid osalevad NADPH2 moodustamisel NADP + 2e- + 2H+ <-> HADPH2 Vvalgusstaadiumis on valgusenergia muundatud keemiliseks energiaks ja hapnik on vabanenud atmosfääri. Reaktsioonide tulemusena saadakse ATP ja NADPH2 molekulid, mis on vajalikud fotosünteesi pimedusstaadiumi reaktsioonideks Fotosünteesi pimedusstaadiume. Calvini tsükkel Piedusstaadiumi reaktsioonid toimuvad kloroplastide stroomas Süsinikuallikaks on õhulõhede kaudu taime sisenenud CO2 Vesinikuallikaks on NADPH2 Energiaallikaks on vaja 18 ATP molekuli 6CO2 + 12NADPH2 -> C6H12O6 + 6H2O + 12NADP NADP-d ja ADP-d kasutatakse uuesti valgusstaadiumi reaktsioonides Glükoos väljub kloroplastidest või moodustab neis säilitustärklise Glükoosist ja Calvini tsükli vaheühenditest saab alguse lipiidide ja aminohapete
Organismi kõik sünteesiprotsessid moodustavad Assimilatsiooni. 4. Käärimise lõpp-produkt on etanool Tõene 5. Tsitraaditsükli reaktsioonide käigus eraldub CO2 Tõene 6. Hingamisahela lõpp-produkt on O2 Väär Hingamisahele lõpp-produkt on H2O 7. Molekulaarne hapnik eraldub fotosünteesi pimedusstaadiumi reaktsioonides. Väär Molekulaarne hapnik eraldub fotosünteesi valgusstaadiumi reaktsioonides 8. Fotosünteesi pimedusstaadiumi reaktsioonid moodustavad Calvini tsükli. Tõene Leidke kõige õigem vastusevariant! 9. Kõige enam ATP molekule saab sünteesida 1g: a) glükoosi b) tärklise c) lipiidide d) valkude oksüdatsioonil. 10. Aeroobse glükolüüsi toimumiseks peab rakus piisavalt olema: a) hapniku b) süsihappegaasi c) püroviinamarihapet d) piimhapet 11. Tsitraaditsükli reaktsioonid toimuvad: a) rakutuumas b) Golgi kompleksis c) karedapinnalisel tsütoplasmavõrgustikul d) mitokondrites 12
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
tulemusena tekib glükoosist laktaat. metabolism - organismis toimuvad omavahel ja keskkonnaga seotud keemiliste reaktsioonide kogum. assimilatsioon - sünteesiprotsessid (vaja energiat, ainet, ensüüme) dissimilatsioon - lõhustamisprotsessid (vaja ainet, ensüüme, energia salvestamise võimalust) ATP - energia talletaja ja ülekandja (koosneb lämmastikalusest (adeniin), riboosijäägist ja 3-st fosfaatrühmast) ADP molekul, mille koostises on 2 fosfaatrühma makroergiline ühend- osaleb kõigi organismide aine ja energiavahetuses autotroof organism, kes sünteesib eluks vajaliku väliskeskkonnast pärit anorgaanilistet süsinikuühenditest heterotroof organism, kes saab eluks vajaliku süsiniku toidust miksotroof - organism, kes suudab energia ja/või süsiniku saamiseks kasutada mitut tüüpi allikaid. Calvini tsükkel - pimedusstaadiumiensümaatiliste reaktsioonide jada
ained lihtsama ehitusega orgaanilised ained LÕPP-PRODUKTID Anorgaanilised või Orgaanilised ained lihtsama ehitusega orgaanilised ained ENERGIA VABANEB KASUTATAKSE NÄITED Seedimine, hingamine Fotosüntees, valgusüntees, glükogeeni süntees 3) Aeroobne/ anaeroobne glükolüüs (rakuhingamine ja käärimine) V: Aeroobne: rakuhingamine 1. protsessil kasutatakse hapnikku 2. teise sammuna toimub siin tsitraaditsükkel 3. salvestatakse 38 ATP 4. lõppsaadus co2, h2o Anaeroobne: käärimine 1. protsessil ei kasutata hapnikku 2
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 - taime tüübist - tuule tugevusest - temperatuurist - vee-ainevahetusest
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.
saadakse sahhariide, lipiide, valke ja nukleiinhappeid, organismi kõik sünteesiprotsessid moodustavad assimilatsiooni. Dissimilatsioon- organismis toimuvad lagundamisprotsessid, enamiku dis.p kaasneb energia vabanemine, see talletatakse energiarikastesse e makroergilistesse ühenditesse. Üheks peamiseks makroergiliseks ühendiks on ATP, mis on ühtlasi ka põhieesmärgiks. ATP e adenosiintrifosfaat, universaalne energia talletaja ja ülekandja, mis osaleb kõigi rakkude metabolismis. ATP molekul on ribonukleotiid, mis koosneb lämmastikalusest adeniin, riboosist ja kolmest fosfaatrühmast, ATP moodustub glükoosi, käärumise ja hingamise käigus. ATP on vajalik selleks, et dissimilatsiooniprotsessides vabanevat energiat saaks hiljem ära kasutada, salvestatakse see enamasti ATP molekulidesse. ADP+P võrdub ATP + 30 Kj/mol energiat. Glükolüüs e glükoosi lagundamine, mis kulgeb nii taime kui ka looma rakkudes, mille põhieesmärk on ATP süntees.
Lisaks sahhariididele, lipiididele ja valkudele vabaneb energia ka teiste org ainete lagundamisel, kuid nende osatähtsus on suht väike. Adenosiidtrifosfaat on universaalne energiatalletaja ja ülekandja, mis osaleb kõigi rakkude metabolismis. ATP mol on ribonukleotiid, mis koosneb lämmastikalusest adeniinist, riboosist ja kolmest fosfaatrühmast. ADP + Pj= ATP -30kJ , saadud energia saab ATP molekul edasin anda mõnele teisele keem. ühendile. ATP moodustub põhiliselt glükoosi, käärimise, hingamise ja fotosünteesi käigus. Teised makroerglised ühendid: GTP(valkude süntees) ATP, GTP, CTP, TTP(DNA süntees), ATP, GTP, CTP, UTP(RNA süntees). Glükoosi lagundamist võib pidada universaalseks, sest taime- ja loomarakkudes toimub see ühtemoodi.Enamikes organismides talletatakse glükoosivarud polüsahhariididena- tärklise või glükogeeni kujul. Kui organism vajab täiendavat
ja H2O. 7. Anaeroobne glükoos ehk käärimine on hapniku puudusel rakkude tsütoplasmas toimuv glükoosi lagundamine, mille lõpp-produktiks on kas piimhape või etanool. 8. Piimhappekäärimine toimub hapniku puudusel lihaskoe rakkudes, aga ka piimhappebakterite elutegevuse käigus. Glükoosi molekulist saadakse 2 piimhappe molekuli ning H aatomeid ei eraldu. Gcl2piimhape 2ADP+2Pi2ATP. Etanoolkäärimine toimub anaeroobsetes tingimustes (bakterid, pärmseened). GclPVA+H2C2H5OH+H2 9. Fotosüntees on klorofülli sisaldavates taimerakkudes toimuv assimilatsiooni protsess, mille käigus salvestatakse valgusenergia orgaaniliste ühendite keemiliste sidemete energiaks. Peamiseks lähteaineks on CO2 ja H2O ning lõpp-produktiks glükoos, ühtalsi eraldub O2. 10. Fotosünteesi toimumiseks peab valguskiirgus jõudma taime tohelistes osades asuvate kloroplastideni. Vaja on valguskiirgust (energiat). On vaja süsihappegaasi, selle lisamisel fs
elutegevuse käigus. Sel juhul saadakse ühest glükoosi molekulist 2 piimhappe molekuli, kuid H aatomeid ei eraldu ning kogu protsess piirdub 2 ATP molekuli sünteesiga. Etanoolkäärimist põhjustavad pärmseened või bakterid. Käärimisel ei eraldu H aatomeid ja moodustub vaid 2 etanooli ja 2 ATP molekuli. Fotosüntees klorofülli sisaldavates taimerakkudes (mõnedes bakterites, protistides) toimuv assimilatsiooniprotsess, mille käigus salvestatakse valgusenergia orgaaniliste ühendite keemiliste sidemete energiaks. Peamisteks lähteaineteks on CO2 ja H2O. Fotosünteesiks läheb vaja vett ja süsihappegaasi. Mida rohkem CO2 , seda kiirem fotosüntees. Optimaalne fotosünteesiks 0,1 0,4 % (CO2 ), fotosünteesi takistab kui on 1 %. Tinglikult võib fotosünteesi jagada kaheks: 1. Valgusstaadium Vesinik ja ATP-molekulid lähevad kasutusse pimedusstaadiumis. Paralleelselt toimub valgusstaadium kahe fotosüsteemina: 2
seovad ümbritsevast keskkonnast H+ -ioone. NADP + 2e- + 2H+ NADPH2 Valgusstaadiumi reaktsioonide tulemusena saadakse ATP ja NADPH2 molekulid, mis on vajalikud fotosünteesi pimedusstaadiumi reaktsioonide toimumiseks. Pimedusstaadiumi reaktsioonid toimuvad kloroplastide lammelidest väljaspool. Sahhariidide sünteesiks süsinikuallikana vajalik CO2 siseneb õhulõhede kaudu taime ja difundeerub kloroplastidesse. Fotosünteesi pimedusstaadiumi reaktsioone nimetatakse Calvini tsükliks. Selles seotakse CO2 ja vesinikuallikaks on NADPH2. Moodustuvad kolmesüsinikulised suhkru molekulid, mille ühinemisel saadakse glükoos. Pimedusstaadiumi ja glükoosi moodustumise reaktsioonide summaarne võrrand: 6CO2 + 12NADPH2 C6H12O6 + 6H2O + 12NADP 18ATP 18ADP + 18pi Vee fotooksüdatsiooni käigus eralduv hapnik on vajalik kõigi organismide hingamiseks, mistõttu on fotosüntees oluline kõigile organismidele.
tulemusena vabanev energia salvestatakse makroergilistesse ühenditesse (ATP) ja eraldub CO2 ja H20 Makroergilised ühendid- väikesed org. ühendid, mis osalevad keemilise energia salvestajate ja ülekandjate organismides toimuvates reaktsioonides ATP- (adenosiintrifosfaat) peamine rakkudes kasutatav energia salvestaja ja ülekandja ADP- (adenosiindifosfaat) on ATP lagunemisel tekkiv molekul, mida on võimalik uuesti ATP-ks muuta, kui sellele lisada fosfaatrühm Mitokonder- rakuorganell, kus toimub rakuhingamine, mille käigus toodetakse ATP-d Glükoos- lihtne süsivesik, mis on rakkude ainevahetuse vaheprodukt ja peamine energiaallikas Püruvaat- ühend, mis tekib glükoosi lagundamisel glükolüüsil, nim ka püroviinamarihappeks NAD ja FAD- ained, mis osalevad rakuhingamises elektronide ja
Süsivesik-glükoos; Valgud Rasv- rasvhape, glütserol Lipiidid Energia vabeneb või neeldub Vabaneb Neeldub (vajab täiendavat energiat ja ensüüme) Näited Süsivesikute lõhustamine Fotosüntees Valkude lühustamine Nukleiinhapete süntees Rasvade lõhustamine DNA süntees Käärimine Vitamiinide süntees (K, D) GLÜKOLÜÜS TSITRAADITSÜKKEL HINGAMISAHELA Toimumise koht Tsütoplasmavõrgustik Mitokondris maatriks Mitokordri harjakesed
energia (nt: inimesed, vihmauss) o Metabolism- ehk ainevahetus, jaguneb assimilatsiooniks ja dissimilatsiooniks, sünteesi- ja lagundamisprotsessid tagavad aine- ja energiavahetuse ümbritseva keskkonnaga o 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) o Dissimilatsioon- organismi kõik lagundamisprotsessid. Toiduga saadavad või organismis sünteesitud orgaanilised ühendid lõhustatakse ensüümide abil järk-järgult lihtsama ehitusega molekulideks. (nt: seedimine, hingamine) o Makroergiline ühend- orgaaniline ühend, mis osaleb keemilise energia salvestaja ja ülekandjana biokeemilistes reaktsioonides (nt: ATP)
lamellimembraanides. Fotosüsteem II kasutab ergastunud elektronide energiat vee molekulide lagundamiseks (vee fotooksüdatsiooniks e fotolüüsiks) ja ATP sünteesiks. Vee fotooksüdatsioonil moodustub molekulaarne hapnik (O2), eralduvad elektronid ja vesinikuioonid. Hapnik väljub õhulõhede kaudu ümbritsevasse keskkonda. 2 H2O > O2 + 4 H+ + 4e. Fotosüsteem I ei osale vee fotooksüdatsioonis, põhiülesanne NADPH2 moodustamine. Süsteemis valgusenergia toimel ergastunud elektronid liiguvad NADP molekulidele, mis seejärel seovad ümbritsevast keskkonnast H+ioone: NADP + 2e + 2 H+ < > NADPH2 . Moodustunud NADPH2 on H allikaks fotosünteesi pimedusstaadiumis toimuva sahhariidi sünteesil. Valgusstaadiumi reaktsioonide tulemusena saadakse ATP ja NADPH 2 molekulid, mis on vajalikud pimedusstaadiumi. Vee fotooksüdatsioon veemolekulide lagundamisreaktsioonide jada fotosünteesi valgusstaadiumis,
Et kontsentratsioon oleks mõlemal pool tasakaalus, liiguvad H+-ioonid läbi membraani. See käivitab membraanis asuva ensüümi, mis hakkab tootma ATP molekule, lisades ADP-le fosfaatrühma. FP I: Pimedusstaadium. Reaktsioonid toimuvad kloroplasti stroomas kohe pärast valgusstaadiumi. Siin saab CO2-st ja NADPH-ga kohale toodud H+-ioonidest mitme järjestikuse reaktsiooni lõpptulemusena glükoos. Selleks vajaminev energia saadakse FP II-s tehtud ATP molekulidest. Reaktsioonid moodustavad Calvini tsükli. FP II: Valgusstaadium. Vajatakse päikeseenergiat. Reaktsioonid toimmuvad kloroplasti tülakoidi membraanis. Valguse mõjul ergastuvad pigmentide molekulid ning igast molekulist eraldub üks elektron. Klorofülli molekulid võtavad kaotatud elektroni tagasi vee molekulist. Vee molekul laguneb H+-ioonideks ja O2-ks. O2 eraldub õhulõhede kaudu. Klorofüllist eraldunud elektron antakse edasi NADP+ molekulile, mis selle tulemusel redutseerub ja liidab
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
