BIOKEEMIA III TEST XX Fotosüntees 6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2 1. Kloroplastide ehitus. Kus fotosünteesi erinevad staadiumid toimuvad? Fotosüntees toimub nii prokarüootsete kui ka eukarüootsete organismide membraanides. Taimedes kulgeb fotosüntees kloroplastide (üks liik plastiide) tülakoidmembraanides. Kloroplastid sisaldavad DNA, RNA ja ribosoome, olles autosoomse DNA ja valgusünteesiga organellideks rakus. Plastiidides toimub fotosüntees, varuainete ümberkujundamine jt. taimele olulised protsessid. Plastiidid on pooldumisvõimelised organellid. Nende keskmine läbimõõt on 3-8 µm. Kõik soontaimede eritüübilised plastiidid tekivad algkudedes asuvatest, muutliku kujuga läbipaistvatest kehakestest - proplastiididest. Pimedas arenevad proplastiididest võrdlemisi vähediferentseerunud ehitusega, prolamellaarkehi ja protoklorofülli sisaldavad etioplastid. Valguse mõjul muutub etioplastide protoklorofüll
METABOLISMI PÕHIMÕISTED Metabolism = ainevahetus kõigi elusrakus kulgevate keemiliste reaktsioonide võrk Katabolism keerulise ehitusega ühendite lagundamisega (degradatsiooniga) seotud reaktsioonide kogum Anabolism raku makromolekulide sünteesiga seotud reaktsioonide kogum Vahemetabolism ainevahetusreaktsioonid, milles osalevad (intermediaarne metabolism) väikesed molekulid (nn. intermediaadid) Metaboliidid raku ainevahetuses osalevad ained Metaboolsed rajad järjestikuste ensüüm reaktsioonide ahelad; ühe lõppprodukt on substraadiks järgmises reaktsioonis Metaboolsed rajad on paljuastmelised · Lineaarsed · Hargnenud · Tsüklilised METABOLISM KULGEB ÜKSIKUTE, KONTROLLITUD ASTMETENA Glükoosi kontrollimatul lagundamisel vabaneks korraga suur hulk energiat. Paljuastmelises ensümaatilises protsessis on vabanevad energiahulgad väikesed (mitte üle 60 kJ/mol) ja ülekanne
redokspotentsiaalidega +0.82, -0.05 ja -1,3 V -1,3-0,05+0,82 Redokspotentsiaal = elektronafiinsus Nimetage mõni fotosünteesi valgusreaktsioonides osalev ühend/kompleks mis paikneb kloroplastide luumenis Plastotsüaniin (asub luumenis et elektronid liiguks plastokinoonilt ikka Cytb6f-le,mitte plastotsüaniinile) Taimed kasutavad fotosünteesis millist valgust? Fotosünteetiliselt aktiivne valgus 400 700 nm. Loetlege viis sinist valgust absorbeerivat pigmentide rühma taimedes Klorofüll a Klorofüll b Karotinoidid Fütokroomid Krüptokroomid Nimetage fotosünteetiliselt aktiivse valguse lainepikkuste vahemik ja nimetage pigmendid mis fotosünteesis kasutatavat valgust absorbeerivad 400 700 nm. Peamised pigmendid on klorofüllid. Rohelise ja kollase valguse jaoks ksantofüllid ja karotinoidid. Ühe mooli violetsete kvantide energia on ligikaudu 5000, ühe mooli punaste kvantide energia on ligikaudu 2800
ides 400 ppm 5. Mida tähendab ühik ppm? parts per million (miljondikosa) 6. Millised organellid on ainult taimerakule iseloomulikud vakuool, rakusein, plastiidid 7. Millistel taimeorganellidel on oma genoom plastiididel ja mitokondril 8. Vakuooli ülesanded. Hoiustab- põhiliselt soolad, suhkrud. Hoiab rakkudes turgorit Surub kloroplastid vastu rakuseina, et kiirendada vee ja CO2 difusiooni kloroplastidesse 9. Kas C3 fotosüntees arenes kõrge või madala atmosfääri CO2 tingimustel - kõrge 10. Kas maakeral on rohkem C3 või C4 taimi? C3 taimi 11. Millised on C4 ja C3 fotosünteesi põhilised erinevused? C3 taimed Pärgrakud puuduvad Rubisco on mesofülli rakkudes Esimene stabiilne ühend 3fosfoglütseraat (3Cühend) Fotohingamine toimub 1 C4 taimed Pärgrakud olemas Rubisco on pärgrakkudes
Tallinna Ülikool FOTOSÜNTEESI KEEMIA Taimefüsioloogia referaat Koostanud: Luise Tiks Tallinn 2014 Sissejuhatus Fotosüntees on protsess, mille abil mitmed bakteritüübid, vetikad ning vaskulaarsed taimed muundavad valgusenergia orgaaniliste ainete keemiliseks energiaks. Fotosüntees hõlmab mitmeid füüsikalisi ning keemilisi reaktsioone, mille käigus sünteesitakse valgusenergia abil taandavaid agente (ferredoksiine ja NADPH-d) ning ATP-d. Saadud ühendeid kasutatakse lihtsate orgaaniliste ainete sünteesiks süsihappegaasist ning lämmastik- ja sulfaatioonidest. Sellised reaktsioonid on omased nii prokarüootidele kui eukarüootidele ning on aluseks taime funktsioneerimisele. Käesoleva töö eesmärgiks on anda ülevaade fotosünteesi pimedusstaadiumis toimuvatest
1. Kloroplasti ehitus. Tülakoidid on volditud struktuurid, nn lamellid, mis kokku pakituna moodustavad graani. Lahustuv on kloroplastist on strooma. Tülakoidvesiikulite sisu nim tülakoidruumiks või luumeniks. Valgusreaktsioonid toimuvad tülakoidmembraanis. Pimedusreaktsioonid stroomas. 2. Valguseaktsioonides püüavad fotosünteesivad rakud päikese valgusenergiat ja muudavad selle keemiliste sidemete energiaks NADPH kui redutseerija ja ATP kui energiakandja vormis, eraldub hapnik. + + 2 H2O + 2 NADP + x ADP + Xpi O2 + 2 NADPH + 2 H + x ATP + x H2O Pimereaktsioonides e süsinikufikseerimise reaktsioonides kasutatakse NADPH kui redutseerijat ja ATP hüdrolüüsi energiat endergoonilisteks protsessideks heksoossuhkrute jt orgaaniliste molekulide sünteesil CO2-st.
fotosünteesi mehhanism lõikab lühemalaineliste kvantide energia maha ja muudab selle soojuseks. Fotosünteesis eraldub O2 veest, mitte CO2-st. CO2 + 2H2O + 8hv -> CH2O + H2O + O2. Kogu fotosünteesi protsessi jagatakse kaheks osaks, “valgusreaktsioonid” ja “pimereaktsioonid”. “Valgusreaktsioonides” lagundatakse vesi, kuid CO 2 taandava jõuna ei eraldu mitte vesinik, sest see lenduks, vaid universaalne bioloogiline e- kandja NADPH. Fotosünteesi “pimereaktsioonides” NADPH ja ATP kasutatakse CO2 taandamiseks. Calvini tsükli vaheproduktid on fosfaadid. CO2 taandamiseks kasutatakse 4 elektroni energia, mis eralduvad veest ja mille abil kahe kaksiksidemega CO2 struktuur ümber kujundatakse nelja üksiksidemega struktuuriks. Tekkiva suhkru koosseisu jääb aga neljast elektronist kaks. Tülakoidi membraansüsteem moodustab sisemise ruumiosa, luumeni, mis on stroomast membraaniga eraldatud. Luumeni ja strooma vahel tekib H
Mis tekivad? Rasvad rasv—glütserool ja K-vitamiin rasvhape D-vitamiin Energia neeldumine Neeldumine Vabastamine või vabastamine? Valkude süntees Käärimine Vitamiinide süntees Glükoosi põlemine Fotosüntees Valkude põlemine Näited DNA süntees Valkude lõhustamine Glükoosist tekib Glükoosi lagundamine tselluloos Noortematel Vanematel inimestel Millal või kellel on Kasvavatel Füüsilisel koormusel
.....päeval valges, CAM taimedel.......öösel........? 29. Millised C4 taimede ainevahetuse iseärasused teevad need taimed sobivateks kasvama kuivas kliimas? C4 taimed on suutelised tõstma CO2 kontsentratsiooni Calvini tsükli käigus neis rakkudes, mis teostavad fotorespiratsiooni fotorespiratsioon surutakse maha ja sellega hoitakse CO2 kokku. · C4 taimed funktsioneerivad kui CO2 pumbad, teatud piirkondades kasvab CO2 kontsentratsioon, kuna Rubisco seob CO2'e hästi. Seetõttu on neil taimedel kriitilistes tingimustes saagikus suurem. pärgrakud; C2 taimedes saab suletud õhulõhede juures FS jätkuda malaadist vabaneva CO2 arvel 30. Mis on gutatsioon? Gutatsiooniks nimetatakse vee eraldumist tilkadena veelõhede e. hüdatoodide kaudu leheservades juhtsoonte otstes. 31. Millised tingimused on vajalikud gutatsiooni toimumiseks?
Enamik taimi on autotroofid, samuti on autotroofe bakterite hulgas (tsüanobakterid) ning protistide seas (vetikad). Heterotroofid aga on organismid, kes ei suuda ise toota eluks vajalikku orgaanilist ainet ja seega toituvad autotroofidest ja ka teistest heterotroofidest. Heterotroof on organism, kes saab oma elutegevuseks vajaliku süsiniku toidus sisalduvast orgaanilisest ainest. Need orgaanilised ühendid on valmistanud autotroofid. 3. Kuidas on fotosüntees ja mitokondriaalne hingamine seotud.(Fotosünteesi ja mitokondriaalse hingaminse võrrand, mis ained tekivad, milleks neid kasutatakse) Fotosünteesi võrrand 6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6O2 Mitokondriaalse hingamise võrrand C6H12O6 + O2 = CO2 +H2O +ATP Fotosüntees ja mitokondriaalne hingamine on omavahel tihedalt seotud. Fotosünteesi tulemusena tekivad glükoos ja hapnik, mida läheb vaja hingamiseks. Hingamise tulemusena tekivad süsihappegaas, vesi ja ATP
taimedel öösel? 18. Millised C4 taimede ainevahetuse iseärasused teevad need taimed sobivateks kasvama kuivas kliimas? C4 taimed koguvad CO2 mesofülli rakkudesse PEP karboksülaasiga. Moodustuvad oksaalatsetaat, mis konverteeritakse malaadiks. Malaat transporditakse lehe juhtkudede ümbrise rakkudesse, kus toimub dekarboksüleerimine. Saadakse CO2, mis on kasutatav Calvini tsükli jaoks. See vähendab fotorespiratsiooni ohtu (et Rubisco seoks O2). PEP karboksülaas transpordib CO2 otse Rubiscole. 19. Mis on gutatsioon? Vee eraldumine tilkadena hüdratoodide veelõhede kaudu. Asub leheservades juhtsoonte otstes. 20. Millised tingimused on vajalikud gutatsiooni toimumiseks? Kõrge õhuniiskus ja madal temperatuur (madal veepot. gradient süsteemis taim-atmosfäär). Toimub mõõduka taimejuure rõhu olemasolul, kui õhulõhed on suletud (nt varahommikul). 21
........................................................................................... 5 2. Fotosünteesi toimumise protsess ........................................................................................6 2. 1 Leht kui fotosünteesi organ..................................................................................................6 2. 2 Kloroplastid kui fotosünteesi organid..................................................................................7 2. 3 Pigmendid............................................................................................................................ 8 2. 4 Fotosünteesi etapid...............................................................................................................9 2. 4. 1 Valgusreaktsioonid ....................................................................................................................................................9 3. Fotosünteesi tähtsus............................
Kaitse- ning tugifunktsioon; ainevahetus. *Vakuool: vee reservuaar, kindlustab raku siserõhu ehk turgori, nooremate rakkude vakuoolides on toitained ning vananenud rakkudes jääkained, toimuvad lõhustumisprotsessid. Suur tsentraalne vakuool suureneb raku vananedes. Viljade vakuoolid võivad sisaldada loomadele magusaid suhkruid ja orgaanilisi happeid – nii aitavad loomad levitada seemneid. *Plastiidid: kahemembraansed organellid *Kloroplastide põhifunktsioon on fotosüntees, on täidetud valgulise vesilahusega ehk stroomaga, milles leidub DNA ja RNA rõngasmolekule ning ribosoome. Stroomas on lamedad membraansed kotikesed ehk lamellid, kus esineb roheline värvaine klorofüll. Kloroplastides neeldub päikesekiirgus, vee ja CO2 abil toodetakse suhkruid. *Kromoplastid sisaldavad värvilisi pigmente – karotinoide, mis esinevad viljades, õites ja lehtedes enne langemist. Ainevahetuslik funktsioon. *Leukoplastid – säilitavad varuaineid, värvitud.
Taimed on liikumatud. 2. Taimefüsioloogia ajalugu. Taimefüsioloogia alguseks van Helmonti katsed 1629 aastal pajuoksaga. Arvati, et taimel piisab kasvamiseks veest. 17. saj tulid esimesed tööd tehti kindlaks plastiliste ainete suund taimes. Hooke uuris esimesena taime rakulist ehitust.. 18. saj. mõisteti juurerõhu vajalikkust mahlavoolus. Priestley avastas taimede õhupuhastamisvõime . 18.saj lõpp õhutoitumiseteooria fotosüntees ja hingamine kui kaks erinevat protsessi. Al 1860 taimefüsioloogia kindlalt bioloogia üks osadest. Järgnes rakuteooria. Rakuõpetus ja rakufüsioloogia. 1953 DNA struktuur. 1959 ATP struktuur ja funktsioon. 1863 hakati õpetama Tartu Ülikoolis. I RAKK 1. Taimeraku keemiline koostis. Süsivesikud, aminohapped ja valgud, lipiidid (sh rasvad, vahad, terpenoidid), nukleiinhapped, alkaloidid, fenoolsed ühendid. Süsivesikud ehk sahhariidid
21.Valgusstaadiumi lähteained ja saadused *kloroplasti lamellidel *vajalik valguse olemasolu *vahesaadused-NADPH2 *lõppsaadused- O2 *sünteesitakse pimedusstaadiumis vajalik ATP ja NADPH2 *valgusenergia muudetakse keemiliste sidemete energiaks 22.Vee fotooksüdatsioon ja selle tähtsus *e fotolüüs, vee molekulide lagundamisreaktsioonide jada fotosünteesi valgusstaadiumis, mille käigus klorofülli molekulide ergastunud elektronide energia arvel toimub ATP süntees, NADPH 2 moodustumine, eraldub O2. Protsess toimub nähtava valguse olemasolul. *moodustub molekulaarne hapnik *eralduvad elektronid ja vesinikuioonid *hapnik väljub õhulõhede kaudu ümbritsevasse kk 23.Pimedusstaadiumi lähteained ja saadused *kloroplasti stroomas *valgusest sõltumatult toimub *6 CO2 + 12NADPH2 C6H12O6 + 6H2O + 12 NADP 18ATP 18 ADP + 18 Pi *tekib ADP ja NADP, mida saab uuesti kasutada valgusstaadiumis 24. Calvini tsükli tähtsus
· endoplasmaatiline võrgustik lipiidide süntees, biosünteesitud valkude suunamine nende lõplikku paika rakus · Golgi kompleks membraanikomponentide lõplik valmimine · mitokondrid tsitraaditsükkel, rasvhapete oksüdatsioon, aminohapete katabolism · lüsosoomid hüdrolaaside eraldamine · ribosoomid valkude süntees · peroksisoomid aminohapete oksüdeerimine · tsütoskelett tagab raku kuju ja liikumisvõime · kloroplastid fotosüntees Viirused nukleiinhapete supramolekulaarsed kompleksid, mis on kapseldatud kattevalkudega ja saavad paljuneda ainult toimides parasiitidena peremeesrakkudes Henderson-Hasselbachi võrrand pH = pKa + log [A-] / [HA] puhverlahuse pH. Puhverlahus on lahus, mis koosneb nõrgast happest ja selle konjungeeritud alusest (tavaliselt soolast), puhverlahuse tema mingi parameeter säilitab püsiva väärtuse. Gibbsi vabaenerga · G= 0, reaktsioon on tasakaalus
2. Rakumembraan ümbritseb rakku. 3. Plasmodesmid e tsütoplasmaväädid ühendusteed naaberrakkude vahel. 4. Tsütoplasma raku poolvedel sisu, liidab kõik organellid üheks tervikuks, koosneb tsütosoolist. 5. Rakutuum juhib raku elu ja paljunemist. Tuumas on kromosoomid ja tuumake. 6. Tuumake siin valmivad ribosoomide koostisosad 7. Plastiidid e proplastiidid taimerakule omased! Jagunevad: Kloroplastideks fotosüntees, roheline pigment Kromoplastid teised pigmendid õites, viljades. Leukoplastid ilma pigmendita, maa-alustes organites. Amüloplastid ladestavad tärklist. 8. Mitokondrid raku hingamiskeskused. 9. Vakuoolid sisaldavad vett, pigmente, suhkruid jt lahustuvaid aineid. On ka jääkainete laod. 10.Tsütpolasmavõrgustik e endoplasmaatiline retiikulum välimise tuumamembraani väljasopististe süsteem. Ainete transport. Sünteesitakse lipiide ja valke (ribosoomides)
Anabolismi vastandprotsess on katabolism. Katabolismi käigus lõhustatakse suured molekulid väiksemateks osadeks ja neid omakorda kasutatakse hingamisel. Paljusid anaboolseid protsesse varustab energiaga ATP. Laias laastus võib öelda, et anaboolsete protsesside käigus moodustuvad rakkude diferentseerumise ja suurenemise tõttu koed ja organid, ning mis omakorda viib ka organismi kehamõõtmete suurenemisele. Anaboolsetest protsessidest on ökoloogilist aspekti rõhutades tähtsaim fotosüntees. 6. Kirjeldage püruvaadi (struktuurivalem?) transformatsiooni radu anaeroobses keskkonnas ( millistes rakkudes toimuvad, millised on lõpp-produktid.) Otsustage ja põhjendage, kas neis protsesside püruvaat oksüdeerub või redutseerub. Anaeroobse glükolüüsi viimaseks etapiks on püruvaadi muutmine laktaadi dehüdrogenaasi vahendusel laktaadiks. Toimub lihaskoe rakkudes. Püruvaat redutseerub. 7. TCA tsükkel on aeroobne/anaeroobne (
heterotroofseteks. 2. Autotroofid sünteesivad ise eluks vajalikud orgaanilised ühendid väliskeskkonnast saadavatest anorgaanilistest ainetest (H2O, CO2), kasutades peamiselt valgusenergiat (fotosüntees) või ka redoksreaktsioonidel vabanevat keemilist energiat. 3. Heteroroofid saavad oma elutegevuseks vajaliku energia ja sünteesiprotsessideks vajalikud lähteained toidus sisalduva orgaanilise aine lagundamisel (glükoosi lagundamine). 4. Fotosüntees tuleusena moodustub glükoos (C6H12O6), jääkprodukt O2 eraldub atmosfääri. Üldvalem: 6CO2 + 12H2O = C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 5. Taimedes moodustub glükoosist tärklis või tselluloos. Taimed täiendavaid orgaanilisi aineid väliskeskkonnast juurde ei vaja. 6. Metabolism organismis aset leidvad sünteesi- ja lagundamisprotsessid, mis tagavad tema aine- ja energiavahetuse ümbritseva keskkonnaga (hingamine, toitumine). Selle võib omakorda jagada kaheks: a
· Puuduvad närvisüsteem ja hormonaalne regulatsioon · Mitmeaastased taimed kasvavad kogu elu 2. Taimefüsioloogia ajalugu. Taimefüsioloogia alguseks peetakse 1629 van Helmonti katseid. Esimeseks taimefüsioloogiliseks tööks peetakse 17saj loodusteadlaste-eksperimentaatorite töid. Al. 1860 on TH bioloogia lahutamatu osa. 1780 tõestas Lavoisier et rakk on nii looma kui taime põhiosa. 20saj avastati palju olulist taimede kohta Calvini tsükkel, DNA I RAKK 1. Taimeraku keemiline koostis. Süsivesikud, aminohapped ja valgud, lipiidid (rasvad, vahad, terpenoidid), alkaloidid, fenoolsed ühendid. Vesi, Mineraalained jagunevad makro ja mikro aineteks (Makro: N, S, P, Fe; Mikro: Si, B, Ca, Mn), Sahhariidid e. Süsivesikud (Glükoos, fruktoos, RNA, DNA, tselluloos, tärklis, insuliin) , Aminohapped ja valgud, Lipiidid (Rasvad, vahad, fosfolipiididsteroidid),
Võrdle auto/heterotroofe, näited organismidest. Autorotroof- potokemo süntees, orgaanilise aine lähteained väliskeskkonnast. NT:õunapuu, amööb, agarik, kolibakter, piimhappebakter Heterotroof- energia toidust, orgaanilise aine lähteained toidust. NT: jänes, pärmseen, tigu, kilpjalg, karu, inimene ÜHINE: vajavad energiat, paljunemine, rakk, ainevahetus, reag. ärritustele 6.#Kuidas on seotud geneetika ja Thermus aquaticus? bakter, mis on kuumusekindel ja neil on üks kõige tähtsam ensüüm molekulaarbioloogias, mingi ahelreaktsiooniga oli pistmist maali See kuumas vees elav bakter ,,parandab" DNA omadusi (pole kindel) 7.Võrdle oksüdeerumist/redutseerumist. Oksüdeerumine- elektronide arv väheneb, sidemeid paigutatakse ümber, energia vabaneb Redutseerumine- elektronide arv suureneb, sidemeid paigutatakse ümber, energia salvestub 8.Kuidas seletatakse mitokondrite/kloroplastide teket, mis seda tõestab( 3 fakti), milleks neid organelle kasutatakse, kellel esinevad, arv rakus.
Ensüümide kaasabil tekivad sahharoos, tärklis, aminohapped jt. org ühendid. CO2 lagundatakse NADPH2 kaasabil. 6CO2 + 12NADPH2 C6H12O6 + 6H2O + 12NADP 18 ATP 18 ADP + 18 P NADP-d ja ADP-d kasutatakse uuesti valgusstaadiumi reaktsioonides. Glükoos väljub kloroplastidest või moodustub neist tärklis. Glükoosist ja Calvini tsükli vaheühenditest saab alguse lipiidide ja aminohapete süntees Fotosünteesi pigmendid 1. Klorofüllid a, b, c1, c2, c3 Ainult Chl-a on võimeline kasutama elektrone, et produtseerida keemilist energiat fotosünteesis. Chl-b and Chl-c absorbeerivad valgust ja saadavad elektroni Chl-a lisapigmendid. 2. Karotenoidid Lisapigmendid. Tuntumad on karotiin (- ja ß-) ja ksantofüll. Kaitsevad rakku kahjuliku (liiga tugeva) valguse eest. 3. Fükobiliinid Vetikate eriomased pigmendid. Esinevad reeglina koos klorofülliga. Sinivetikatel: fükotsüaniin
ATP FOTOSÜNTEES-klorofülli sisaldavates taimerakkudes toimuv assimilatsiooniprotsess, mille käigus salvestatakse valgusenergia orgaaniliste ühendite keemiliste sidemete energiaks. Toimub taimerakkude kloroplastides valgusenergia (klorofülli ergastunud elektronide energia) arvel. Maksimaalne efektiivsus: spektri punases või violetses osas. 1. valgusstaadium: Et rakus üldse fotosüntees hakkaks toimuma on vaja energiat nende protsesside käivitamiseks. Taimed saavad selle energia päikesevalgusest. Valgus neeldub lehes ja ergastab pigmendi molekulid. Ergastatud klorofülli molekul kaotab ühe elektroni. See elektron liigub ühelt molekulilt teisele ja seda nimetatakse elektronitranspordiahelaks. Igal astmel vabaneb veidi energiat. Seda energiat kasutatakse ATP sünteesiks. Nüüd aga on klorofülli molekulis üks vaba koht uuele
elutegevuseks vajalik energia sünteesimisprotsesside lähteaine saamine enamus loomi on heterotroofid samuti surnud orgaanisest ainest toituvad seened sprotroofid Assimilatsioon Organismis toimuvad sünteesiprotsessid. Selle käigus saadakse: sahhariide lipiide valke nukleiinhappeid Vaja on lähteaineid, ensüümme, täiendavat energiat (makroergilised (salvestavad energiat) ühendid) NÄITEKS: fotosüntees, DNA süntees Dissimilatsioon Organismis toimuvad lagundamisprotsessid. Toiduga saadavad või organismis sünteesitud orgaanilised ühendid lõhustatakse ensüümide abil lihtsama ehitusega molekulideks. Tavaliselt vabaneb energia, mis talletatakse makroenergilistesse ühenditesse. NÄITEKS: ATP (40%) ning eraldub soojusena (60%) NÄITEKS: Glükoosi lagundamine ehk raku hingamine ehk ... Orgaaniliste ainete dissimilatsioon
Sisalduva kolmiksideme lõhustamise reaktsiooni aktivatsioonibarjääri ületamiseks. Inaktiveerub õhuhapniku toimel. 3. Selgitage milline on glutamaadi ja glutamiini funktsioon ammooniumi assimileerimisel. Kirjeldage reaktsioonid, mida katalüüsivad glutamaadi dehdrogenaas, glutamiini süntetaas ja glutamiini süntaas. Nende reaktsioonidega toimub anorgaanilise lämmastiku sisenemine orgaaniliste ühendite koosseisu. Glutamaadi dehüdrogenaas kasutab NADPH redutseerivaid ekvivalente ammooniumi sidumiseks - ketoglutaraadiga. Glutamiini süntetaas on põhiline ensüüm mida kasutatakse ammooniumi fikseerimiseks. Kasutab ATP energiat reaktsiooni läbiviimiseks. Substraadiks glutamaat. 4. Asendatavad ja hädavajalikud aminohapped. Asendatavad aminohapped on sellised mille biosünteesi rajad on loomadel olemas. Biosünteesi rajad lihtsamad. Hädavajalikud aminohapped produtseeritakse taimede ja bakterite poolt. Biosünteesi rajad on
Elutegevuseks vajalik energia Sünteesiprotsesside lähteaine saamine ATP molekuli ehitus: Enamus loomi on heterotroofid, samuti surnud orgaanilisest ainest lämmastikalus adeniin toituvad seened saprotroofid Assimilatsioon Organismis toimuvad sünteesiprotsessid Näiteks: fotosüntees, DNA süntees Selle käigus saadakse: sahhariide, lipiide, valke, nukleiinhappeid jne Vaja on lähteaineid, ensüüme, täiendavat energiat (makroergilised ühendid) Dissimilatsioon 3 fosfaatrühma Organismis toimuvad lagundamisprotsessid Toiduga saadavad või organismis sünteesitud orgaanilised ühendid suhkur
BIOKEEMIA KONSPEKT I ATP (adenosiintrifosfaat) ja NADPH (taandatud nikotiinmiidadeniindinukleotiid- fosfaat) on energiarikkad e. makroergilised ühendid. Makroergiliste molekulide reageerimisel teiste biomolekulidega vabaneb energia, mille arvelt toimuvad mitmed energeetiliselt ebasoodsad protsessid (biosüntees, liikumine, osmoos). MOLEKULAARNE HIERARHIA: Anorgaanilised eellased CO2, H2O, NH3, N2. Metaboliidid püruvaat,tsitraat, suktsinaat Monomeersed ehituskivid aminohapped, nukleotiidid, monosahhariidid, rasvhapped, glütserool
Struktuuri järgi jaotatakse: rasvad, vahad, fosfo- ja glükolipiidid, rasvhapped ja nende derivaadid, trepenoidid (sh steroidid). Funktsioonide järgi jaotatakse: varulipiidid (enam kui 80% adipotsüütide massist); struktuurilipiidid (5-10% raku kuivmassist); signaalmolekulid (hormoonid ja sekundaarsed ülekandjad); kofaktorid ja rasvlahustuvad vitamiinid; pigmendid. Rasvhapped on alifaatsed 4-24 (36) süsiniku aatomit sisaldavad karboksüülhapped. Küllastatud rasvhapete süsinikahelad pakitakse tihedalt üksteise kõrvale ning nad moodustavad organiseeritud jäiku agregaate. Vastavatel lipiididel on kõrgem sulamistemp. ning nad annavad membraanidele jäikuse. Küllastamata rasvhapete süsinikahelates on cis-kaksiksidemete juures jäigad painded, mistõttu ei saa neide tihedalt pakkida
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 maksimaalseks päikeseenergia neelamiseks.
Substraatne ja membraanne fosforüülimine. Prootongradiendi teke membraanil. Metabolism = katabolism (energiat andvad reaktsioonid) + anabolism (biosünteesireaktsioonid). Katabolism lagundav ainevahetus. Keerulisematest ainetest tekivad lihtsamad ja vabaneb energia. Anabolism ainevahetuslike protsesside kogum, kus lihtsamatest keemilistest ühenditest sünteesitakse keerulisemad ühendid. Protsessi käigus vajatakse energiat ja ainet. (nt fotosüntees on anaboolne prots.) Anabolismi ei saa toimuda ilma katabolismita, mis varustab anabolismiprotsesse energiaga. Energiat kulutab ka bakteri liikumine, ainete transport rakku jne. Põhiliseks bioloogiliselt kasutatava energia kandjaks rakus on ATP. ATP sisaldab 2 makroergilist sidet. 8 ATP süntees AcCoA arvel: Atsetüül-S-CoA + H2O + ADP + Pi atsetaat + HS-CoA + ATP ATP energia arvel saab substraate aktiveerida. Nt: Glükoos + ATP Glc-6-P + ADP
aineraksete. Heterotroof(loom) Ei tooda hapnikku. Heterotroofid saavad oma elutegevuseks vajaliku energia toidus sisaldava orgaanilise aine oksüdatsoonil. Elutegevuseks vajalik energia. Sünteesiprotsesside lähtaine saamine. Enamus loomi on heterotroofsed. Assimilatsioon Organismis toimuvad sünteesiprotsessid. Sellekäigus saadakse sahhariide, lipiide, valke, nukleoiinhappeeid. Vaja on lähteaineid, ensüüm, täiendavat energiat. Dissimiatsioon Organismis toimuvad lagundamise protsessid. Tavaliselt vabaneb energia ja tekivad saadused. Glükoosi lagundamine Glükoos on peamine organismisisene energiaallikas. Enamasti tuletataktase glükoosi varud organismis polüsahhariididena. Tärlkis -> glükoos. Glükoosi lagundaine on dissimilatsiooniprotsess, mis on universaalne. 1. Glükoos Toimub päristuumse raku tsütoplasmavõrgustikul 2. Tsitraaditsükkel
seaduspärasuste kasutamise võimaluste otsimisega inimkonna huvides Biotehnoloogia Tegeleb elusorganismide elutegevusele tuginevate protsesside kasutamisega inimesele vajalike ainete tootmiseks. ELU TUNNUSED: 1. rakuline ehitus rakk on väikseim üksus, millel on elu tunnused. 2. aine- ja energiavahetus fotosüntees, hingamine, assimilatsioon (süntees), dissimilatsioon (lagundamine). Kõigusoojased ja püsisoojased organismid. 3. sisekeskkonna stabiilsus püsiv pH, keemiline koostis püsiv. 4. paljunemine: a) suguline isas- ja emassugurakud b) mittesuguline *pooldumine (ainuraksetel) *vegetatiivne paljunemine risoomiga, mugulaga jne *eostega (seened)
vahel retrograadses suunas. Kaveoolide vahendusel sageli sisenevad rakku viirused (näit papillooomiviirused), mis kaveoolidest liiguvad ER-i ja läbi ER membraani tsütosooli, kus toimub nende paljunemistsükkel. Ei ole teada, kuidas on kaveoolide liikumine erinevatesse raku piirkondadesse määratud. (loe miskit) 4.)Nimetage pöördtranskriptaasi (RNA sõltuv DNA polümeraas) osavõttu vajavaid protsesse eukarüoodi rakus. RNAst sõltuv DNA polümeraas; ensüüm, mis sünteesib üheahelalise RNA järgi kaheahelalise DNA-koopia. On omane retroviirustele. 5.)Nimetage ER-is ja Golgis sekreteeritavate valkudega toimuvad modifikatsioonid. ER-s: Disulfiidsidemete teke, Valkude kokkukeerdumine, Valkude oligomeeride teke. Golgis Glükosüleerimine , Osaline proteolüüs . 6.)Kirjeldage antikehade struktuuri. Milliste sidemete vahendusel selline struktuur moodustub ja millises raku piirkonnas? Kuidas antikehasid kasutatakse kindla valgu lokalisatsiooni
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
