on vaja energiaallikana organismidel. 2. Mis tähtsus on vee fotooksüdatsioonil eralduval hapnikul? Seda kasutavad teised organismid oksüdatsiooniks. 3. Kust saavad kloroplastideta taimerakud energiat? Need saavad energiat kloroplaste sisalduvate rakkude poolt toodetud glükoosist. 4. Kuidas säilitab taim oma glükoosi tagavara? Taimed säilitavad oma glükoosi tagavarad tärklise näol. 5. Mis tähtsus on fotosünteesil heterotroofsetele organismidele? Heterotroofsed organismid saavad energiat orgaanilisest ainest ja kasutavad hapniku oksüdatsiooniprotsessidel. 6. Kuidas on fotosüntees seotud süsinikuringega? CO2 eraldub fossiilsete kütuste põlemisel ja ka heterotroofide hingamisel, samuti ka taimede rakuhingamisel. Taimed aga kasutavad CO2 glükoosi tegemiseks seega taimed kasutavad seda CO2'te mida teised protsessid eraldavad. 7. Milles väljendub fotosünteesi universaalsus?
Inimese elus · Söögiks · Põhjustavad haigusi (ka hallutsinatsioone) Taimede tähtsus Fotosüntees · Igas taimes on heterotroofselt toituvaid rakke, mis saavad suhkruid rakkudest, kus toimub fotosüntees · Calvini tsükli reaktsioonide vaheühenditest saab taimerakkudes alguse ka mitmete lipiidide ja aminohapete süntees · Hapnikku kasutavad mitokondrid, ka kloroplaste sisaldavad rakud (nt öösel) · Heterotroofsetele organismidele on eluliselt vajalik taimede poolt esmaselt moodustatud orgaaniline aine, mida nad saavad lagundama hakata · Orgaanilise aine oksüdatsioonil kasutatakse hapnikku ning selle olemasolu on valdavalt seotud vee fotooksüdatsiooniga · Tagab valgusenergia salvestamise kõigi organismide poolt kasutatavaks keemiliseks energiaks · Tagab süsiniku, hapniku ja teiste keemiliste elementide ringe
Kõigis autotroofse taime osades pole kloroplaste (nt maa-alustes osades ja varre sisemuses), need saavad toitaineid taime nendest osadest, kus toimub fotosüntees. 2. Vaheühenditest saab taimerakkudes alguse mitmete lipiidide ja aminohapete süntees. 3. Valgusstaadiumis vabaneva hapniku kasutavad ära mitokondrid. Heterotroofselt toituvad rakud saavad glükoosi oksüdatsiooniks vajaliku hapniku väliskeskkonnast. Seda kasutavad ka kloroplaste sisaldavad rakud – nt öösel. Heterotroofsetele organismidele 1. Heterotroofid ei suuda valgusenergiat keem. energiaks muuta. Elutegevuseks vajaliku energia saavad nad toiduga omastatava org. aine oksüdatsioonil. Kui fotosüntees lakkaks, saaksid otsa ka org. aine varud, mida heterotroofid lagundavad. Heterotroofid ei saa taimede poolt moodustatud org. aineta. 2. Fotosüntees tagab süsinikuringe – CO2 sisalduva C taaskasutamine org. aine koostises saab võimalikuks Calvini reaktsioonide kaudu. 3
Calvini tsüklis seotakse CO2 ja vesinikuallikas NADPH2. Lõpptulemusena moodustuvad kolmesüsinikulised suhkru molekulid, millede ühinemisel saadakse glükoos (6CO2 + 12NADPH2 C6 H12O6 + 6H2O + 12NADP). Calvini tsüklis kasutatakse valgusstaadiumis salvestatud ATP energiat (18ATP 18ADP + P). Reaktsinoonide käigus tekkinud NADP ja ADP on uuesti kasutatavad valgusstaadiumis, glükoosi molekulid väljuvad kloroplastist ja on esmaseks energiaallikaks. TÄHTSUS Taimedele: a) energiaallikas heterotroofsetele rakkudele (sünteesitakse energiarikkaid org. ühendeid) b) hingamiseks c) materjaliks, millest nad koosnevad Loomadele: a) heterotroofidele toiduks b) hingamiseks c) aineringe Biosfäärile: a) hapnikatmosfäär b) osoonikihi moodustumine c) kasvuhooneefekti vältimine (CO2), tagab süsinikuringe VÕRDLUS FOTOSÜNTEES SARNASUS GLÜKOOSI LAGUND. 1. nõuab valgust 1. vesiniku kandjaks 1. ei nõua valgust
(potensiaalne energia kineetiline energia II. entroopia universumis suureneb pidevalt (entroopia vähendamiseks tuleb teha tööd kulutada energiat) Metabolism Koosneb keemilistest reaktsioonidest, mille käigus energia muundub ühest vormist teise. Organismide metabolismide reaktsioone vahendavad ensüümid. + H2O + CO2 orgaaniline aine H2O, CO2 Fotosünteesi käigus tekkiv orgaaniline aine annab energiat nii autotroofsetele kui ka heterotroofsetele organismidele. Fotosünteesi käigus vabaneb O2 kõrvalproduktina. Metabolismireaktsioonid jagunevad kaheks: Assimilatsioon - lagundamisreaktsioonid - sünteesimisreaktsioonid - vabaneb energia - neeldub energia Dissimilatsioon Aeroobne aine- ja energiavahetus: rakuhingamine. - orgaaniliste ainete lagundamine O2 juuresolekul - C6H12O6 + 6O2 6CO2 + H2O + energia
energiaallikana organismidel. 2. Mis tähtsus on vee fotooksüdatsioonil eralduval hapnikul? V: Seda kasutavad teised organismid oksüdatsiooniks. 3. Kust saavad kloroplastideta taimerakud energiat? V: Need saavad energiat kloroplaste sisalduvate rakkude poolt toodetud glükoosist. 4. Kuidas säilitab taim oma glükoosi tagavara? V: Taimed säilitavad oma glükoosi tagavarad tärklise näol. 5. Mis tähtsus on fotosünteesil heterotroofsetele organismidele? V: Heterotroofsed organismid saavad energiat orgaanilisest ainest ja kasutavad hapniku oksüdatsiooniprotsessidel. 6. Kuidas on fotosünteesi universaalsus? V: CO2 eraldub fossiilsete kütuste põlemisel ja ka heterotroofide hingamisel, samuti ka taimede rakuhingamisel. Taimed aga kasutavad CO2 glükoosi tegemiseks seega taimed kasutavad seda CO2'te mida teised protsessid eraldavad. 7. Milles väljendub fotosünteesi universaalsus?
(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? Heterotroofsed organismid saavad eluks vajaliku eneriga orgaanilist ainet tarbides. Ise uut energiat ringlusesse ei too- on pelgalt tarbijad ja sõltuvad autotroofide energiast. Energia pärineb keemilistes ühendites talletatud energia vabatamisest. (meie oleme heterotroofid ning
osades ja varre sisemuses), need saavad toitaineid taime nendest osadest, kus toimub fotosüntees. 2. Calvini tsükli reakts. vaheühenditest saab taimerakkudes alguse mitmete lipiidide ja aminohapete süntees. 3. Vee fotooksüdatsioonil vabaneva hapniku kasutavad ära mitokondrid. Heterotroofselt toituvad rakud saavad glükoosi oksüdatsiooniks vajaliku hapniku väliskeskkonnast. Seda kasutavad ka kloroplaste sisaldavad rakud nt öösel. - heterotroofsetele organismidele: 1. Heterotroofid ei suuda valgusenergiat keem. energiaks muuta. Elutegevuseks vajaliku energia saavad nad toiduga omastatava org. aine oksüdatsioonil. Kui fotosüntees lakkaks, saaksid otsa ka org. aine varud, mida heterotroofid lagundavad. Heterotroofid ei saa taimede poolt moodustatud org. aineta. 2. Fotosüntees tagab süsinikuringe CO2 sisalduva C taaskasutamine org. aine koostises saab võimalikuks Calvini reaktsioonide kaudu. 3
kloroplaste (nt maa-alustes osades ja varre sisemuses), need saavad toitaineid taime nendest osadest, kus toimub fotosüntees. 2. Calvini tsükli reakts. vaheühenditest saab taimerakkudes alguse mitmete lipiidide ja aminohapete süntees. 3. Vee fotooksüdatsioonil vabaneva hapniku kasutavad ära mitokondrid. Heterotroofselt toituvad rakud saavad glükoosi oksüdatsiooniks vajaliku hapniku väliskeskkonnast. Seda kasutavad ka kloroplaste sisaldavad rakud nt öösel. - heterotroofsetele organismidele: 1. Heterotroofid ei suuda valgusenergiat keem. energiaks muuta. Elutegevuseks vajaliku energia saavad nad toiduga omastatava org. aine oksüdatsioonil. Kui fotosüntees lakkaks, saaksid otsa ka org. aine varud, mida heterotroofid lagundavad. Heterotroofid ei saa taimede poolt moodustatud org. aineta. 2. Fotosüntees tagab süsinikuringe CO2 sisalduva C taaskasutamine org. aine koostises saab võimalikuks Calvini reaktsioonide kaudu. 3
Valgusstaadium kasutab pimedusstaadiumis moodustunud ADP ja NADP molekule. FOTOSÜNTEESI TÄHTSUS 1. Mis on fotosünteesi põhieesmärk? Toota hapniku 2. Mis tähtsus on vee fotooksüdatsioonil eralduval hapnikul? Hapnik on vajalik kõigi organismide hingamiseks. 3. Kust saavad kloroplastideta taimerakud energiat? Glükoosist 4. Kuidas säilitab taim oma glükoosivaru? Taime rakkude mitokondrites 5. Mis tähtsus on fotosünteesil heterotroofsetele organismidele? Fotosüntees on ainuke looduses toimuv protsess, mille käigus muundatakse valguseenergia keemiliste sidemete energiaks. Heterotroofsed organismid ei saa elada taimede poolt esmaselt moodustatud orgaanilise aineta. Õhuhapniku olemasolu on valdavalt seotud vee fotooksüdatsiooniga, mis toimub fotosünteesi valgusstaadiumis. 6. Kuidas on fotosüntees seotud süsinikuringiga?
Calvini tsüklis kas valgusstaadiumis salvestatud ATP energiat ja NADPH2 molekule. Calvini tsükli reaktsioonides tekkinud NADP ja ADP on uuesti kasutatavad valgusstaadiumi reaktsioonides, glükoosi molekulid afa väljuvad kloroplastidest või moodustavad esmase säilitustärklise. Fotosünteesi tähtsus- veefotooksüdatsiooni käigus eralduv hapnik on vajalik kõigi organismide hingamiseks. Taimedele Heterotroofsetele organismidele Biosfäääri säilitamisel Tärklis talletakse säilitusorganites, glükoos elutegevuseks vajaliku energia saavad h F tagab süsiniku ja hapniku ja teiste on energeetiliselt kasutatav rakkude üksnes org aine järk-järgulisel oksü. keemiliste elementide ringe, mitokondrites, sahhariidide moodustamine, Kui f lakkaks, siis saaksid mõne aja atmosfääris paiknev hapnik on
(näiteks maa-alustes osades ja varre sisemuses), need osad saavad vajalikud toitaineid taime nendest osadest, kus toimub fotosüntees. 2. Calvini tsükli reaktsiooni vaheühenditest saab taimerakkudes alguse mitmete lipiidide ja aminohapete süntees. 3. Vee fotooksüdatsioonil vabaneva hapniku kasutavad ära mitokondrid. Heterotroofselt toituvad rakud saavad glükoosi oksüdatsiooniks vajaliku hapniku väliskeskkonnast. Seda kasutavad ka kloroplaste sisaldavad rakud näiteks öösel. - heterotroofsetele organismidele: 1. Heterotroofid ei suuda valgusenergiat keemiliseks energiaks muuta. Elutegevuseks vajaliku energia saavad nad toiduga omastatava orgaanilise aine oksüdatsioonil. Kui fotosüntees lakkaks, saaksid otsa ka orgaanilise aine varud, mida heterotroofid lagundavad. Heterotroofid ei saa elada taimede poolt moodustatud orgaanilise aineta. 2. Fotosüntees tagab süsinikuringe CO 2 sisalduva C taaskasutamine orgaanilise aine koostises saab võimalikuks Calvini reaktsioonide kaudu. 3
Biosfääri arengu kõrgeim aste on noosfäär mõistuse sfäär, kus arukas inimtegevus muutub arengut määravaks teguriks. Biosfääri oluline omadus on produktiivsus e. võime toota orgaanilist ainet. Elu aluseks on roheliste taimede võime luua päikesevalguse toel anorgaanilisest ainest orgaanilist. Taimede elutegevus rikastab õhkkonda hapnikuga ja veekeskkonda orgaaniliste setetega. Elusorganismid lagundavad kivimite pinda ja kujundavad mulla. Taimed annavad võimaluse eluks heterotroofsetele organismidele. 5) Mille poolest erinevad avasüsteem ja küberneetiline süsteem? Avasüsteem on väliskeskkonnaga seotud süsteem, mis töötleb sisendsignaali ja toodab väljundit. Kusjuures väljund on otseselt seotud sisendiga ja sõltub selle hulgast. Toimimiseks vajab avasüsteem pidevalt sisendit. NÄIDE: Televisioon avasüsteemina: sisendiks elektrivool ja elektromagnetlained, mustaks kastiks teler, väljundiks pilt ja heli.
Fotosünteesis toimub valgus- ja pimedusfaas. Valgusstaadium: 1) valguseenergia 2) klorofülli ergastamine 3) H2O fotolüüs: O2; H+ -> NADPH2; e- ->ATP Pimedusstaadium: 1) CO2 sidumine atmosfäärist 2) NADPH2 -> NADP + H+ 3) C6H12O6 süntees 6CO2 + 6H2O -> C6H12O6 + 6O2 Fotosünteesi tähtsus: - produtsendid ehk tootjad on lihtsatest orgaanilistest ühenditest esmase orgaanilise aine loojad, seega on nad toiduaehela esimene lüli, toiduks heterotroofsetele. - Glükoos on põhiline energeetiline varuaine enamikes organismides - Hapnik osaleb hingamisel, osooni tekkel, põlemisel. BIOTEHNOLOOGIA Biotehnoloogia on rakendusbioloogia haruteadus, mis kasutab organismide elutegevusel tuginevaid protsesse inimesele vajalike ainete tootmiseks. Rakendusbioloogia seisneb bioloogia haruteaduste poolt avastatu praktilise kasutamise võimaluste ja lahenduste uurimises ning teostamises.
Hiirehernestel on leheroots muundunud hoopis köitraoks, kuid seahernel on köitraag arenenud lehelabast. Püünislehed on putukatest toitumiseks huulheinal ja võipätakal. 10. Fotosüntees. Lehe kui fotosünteesi organi ehitus. Fotosünteesi pigmendid. (TEADA KESKKOOLI TASEMEL) Fotosünteesi tähtsus: - produtsendid ehk tootjad on lihtsatest orgaanilistest ühenditest esmase orgaanilise aine loojad, seega on nad toiduaehela esimene lüli, toiduks heterotroofsetele. - Glükoos on põhiline energeetiline varuaine enamikes organismides - Hapnik osaleb hingamisel, osooni tekkel, põlemisel. MÕISTED Liik bioloogilise mitmekesisuse põhiühikuks on. Liik on tunnetusühik, mitte bioloogiliste süsteemide element. Organismide rühm (kes kuuluvad samasse liiki), mis toimib bioloogilises süsteemis omaette tervikuna, on populatsioon. Liik on isendite rühm, mille liikmed annavad võimaluse korral omavahel ristudes eluvõimelisi järglasi
soojust. Peale fotosünteesi on olemas veel memosüntees, mille produtsentideks on kemolitotroofid (nitrifitseerijad, sulfaatijad....). Nad ei kasuta valgusenergiat, vaid anorgaanilistes ühendites olevat keemilist energiat. Pole laialt levinud, esineb sügavates piirkondades, kus on termalased avad (vaata botaanika konspekti). Primaarne produktsioon - autotroofsete organismide poolt kasutatav energia, mis moodustab toiduahela esimese astme/heterotroofsetele organismidele edastatav energia, mis moodustab esmase puhastoodangu. Teda mõjutavad erinevad tegurid, kuid kõige sagedamini mõõdetakse kiirgust. Üldproduktsioon on mage - ja rannikuvees ühesugune. Puhas produktsioon on avameres tunduvalt väiksem kui teistes keskkondades. *brutoproduktsioon - kogutoodang taime (vetika) fotosünteesi käigus, nt 24 h jooksul *netoproduktsioon - taime/vetika mingis ajavahemikus assimileeritud energia koguse ja sama
Mis eristab biosfääri teistest geosfääridest? 1) biosfääris toimuvad biogeokeemilised protsessid, mille aluseks on päikeseenergia kasutamine autotroofsete organismide (roheliste taimede) poolt. 2) taimede elutegevus põhjustab olulisi muutusi keskkonnas: a) õhkkond rikastub hapnikuga; b) muutub vete kemism ja veekogudes tekivad orgaanilised setted; c) elusorganismid lagundavad kivimite pinda, kujundavad mulla ja annavad võimaluse eluks heterotroofsetele organismidele. 3) biosfääri kõige olulisemaks osaks on tema produktiivsus võime toota orgaanilist ainet. Noosfääri kujunemine Endla Reintam, 2008/2009 17 Noosfäär (kr. noos mõistus, hing) 1) mõistusesfäär, süsteem, millesse kuuluvad tehnika ja see osa loodusest, mida hõlmab inimese sihipärane aineline tegevus (prantsuse filosoofi E. Le Roy järgi). 2) biosfääri arengu kõrgeim aste, n.ö
annaabi.ee 
