· Fosfor esineb nukleiinhapete koostises. · Väävel leidub kahes aminohappes : metioniinis ja tsüsteiinis, ka osades vitamiinides. · Lämmastik esineb valkuda aminohapetes, nukleiinhapetes. Leidub osades vitamiinides ja alkoholides. · Hapnik kuulub biomolekulide koostisesse, kindlustab hingamise Kuna organism vajab neid suurtes kogustes, nimetatakse neid keemilisi elemente makroelementideks. 2)Ioonsel kujul esinevad elemendid;ca2+,na+,k+,mg2+,mg2+,ce- Kümnendik- ja sajandikprotsentides leidub: kaaliumi (K), kloori (Cl), kaltsiumi (Ca), naatriumi (Na) ja magneesiumi (Mg). · Naatrium / Kaalium Naatrium on rakuväline element, rakus on teda vähe. Kaalium on rakusisene element, väljaspool rakku on teda vähe. Na ja K reguleerivad vee tasakaalu, närviimpulsside teket ja edasiandmist, kindlustavad rakkude laengu ning transpordiprotsessid raku tasandil.
Bioaktiivsed aine-ensüümid,vitamiinid,hormoonid.Lipiidid-organismide energiallikaks.Sahhariidide 2 ül:energeetiline ja ehituslik. Biosünteetiline-lähteaineks teiste ainete sünteesil.Polüsah-kintiin(loom); tselluloos(taim).Varuaine-tärklis(taim);glükogeen(loom). Rakkude koostis:orgaanilised ained;anorgaanilised ained. Bioelemendid jag.3ks: 1)Põhibio-elemendid e.makroelemendid(C,H,N,O,P,S)Esinevad aatomitena.2)Ioonsel kujul esinevad elemendid.Na,K,Ca,Mg,Cl.3)Mikroelemendid,Fe,Cu,Zn,Mn,Co. Anorgaanilised ained-Vett on inimeses 70-95%, Vee tähts-Hea lahusti;osaleb reaktsioonides.Suur soojusmahtuvus. Katioonid:K-ja Na-ioonid:närviimpulss sünapsis rakurõhu reguleerimine. Ca-ioonid:luude tugevus;NH4-valkude laguproduktina välja.Mg-klorofülli koostises.Fe:hemoglobiini koostises. Sünapsis:ühendus & närvirakkude vahe. Anioonid.Karbonaadid: Kandub kehast välja CO2. Fosfaadid:DNA,RNA.
mitteelektrolüüt- molekulaarne aine, mis lahustumisel ei moodusta ioone tugev elektrolüüt- elektrolüüt, mis vesilahuses jaguneb täielikult ioonideks nõrk elektrolüüt- elektrolüüt, mis vesilahuses jaguneb osaliselt ioonideks hape- aine, mis annab lahusesse vesinikioone alus- aine, mis annab lahusesse hüdroksiidioone molaarne kontsentratsioon- lahustunud moolide arv 1 liitris lahuses ioonvõrrand- reaktsioonivõrrand, milles tugevad elektrolüüdid kirjutatakse ioonsel kujul soola hüdrolüüs- soola ja vee vaheline vahetusreaktsioon
HOLGER KOPPEL 10.A BIOTOIME ON Metallide bioloogilised funktsioonid organismis. Bioorgaaniline keemia. Biometalle aatomitena inimese organismis ei leidu, Sest lihtainena on paljud metallid vähepüsivaid ning rohkem on tuntud nende ühendid. Biokeemilised protsessid. Toidust, joogiveest, sissehingatava õhust ja ümbritsevast keskkonnast. 1. MESO- E. MAKROBIOMETALLID · Katioonid Ca2+, Na+, K+, Mg2+ · Täidavad biofunktsioone valdavalt ioonsel kujul. · Neid leidub organismis 0,......% 2. MIKRO- E. MIKROBIOMETALLID · Fe, Sn, Cr, Ni, V, Co, Mn, Zn Cu · Eri organismides on neid erinev hulk. · Neid leidub organismis 0,00..% TÄHTSAIMAD METALLID INIMKAHAS · Kaltsium 1.5% · Kaalium 0.4% · Naatruim 0.2% · Kloor 0.2% · Magneesium 0.1% KALTSIUM · 70kg inimese kehas on Ca 1-.1,2kg. · 99% asub luudes, kõhredes ja hammastes. · Piim ja piimatooted annavad ¾ vajalikust kogusest. · Kala · Sült ja pasteet
· Biogeokeemiline tsükkel on biosfääris nii looduslike kui ka inimtekkeliste süsteemide vahel toimuv aine- ja energiaringe. Liikumapanev jõud Päikese energia ning sellel põhinev elusaine tegevus (kõik osalevad, kuid mikroorganismidel põhiosa) Bioloogiline aineringe (olulisemad C-, N-, P- ja S-ringe) Elusaine komponendid e biogeensed elemendid: · Põhibioelemendid: C, H, O, N, P, S (moodustavad 96-97% biosüsteemi kuivkaalust) · Ioonsel kujul esinevad elemendid: Na, K, Mg, Ca, Cl · Mikroelemendid: Fe, Cu, Zn, Mn, Co, I, Mo, V, Ni, Cr, F, Se, Si, Sn, B, As Aineringete üldine skeem: 2 VEERINGE (numbrid km /a): © Merle Ööpik, EMÜ PKI 1 Kiire süsinikuringe (redoksreaktsioonid assimilatsioonil (fotosüntees) ja dissimilatsioonil (hingamine) elusorganismides). · Süsiniku sidumine:
Ioon-laenguga aatom või aatomi rühmitus Iooni laeng-iooni positiivsete või negatiivsete elementaarlaengute arv Iooniline aine-ioonilise kristallvõrega aine milles osakesed on seostunud ioonilise sidemega Iooniline side-ioonidevaheline keemiline side mis tekib vastasmärgiliste laengutega ioonide tõmbumise tõttu Iooniline kristallvõre-kristallvõre kus võre sõlmpunktides asuvad ioonid Ioonvõrrand-reaktsioonivõrrand milles tugevad hästilahustuvad elektrolüüdid kirjutatakse ioonsel kujul kõik ülejäänud ained aga molekulaarsel kujul Katioon-positiivse laenguga ioon Keemiline element-ühesuguse tuumalaenguga aatomite liik Keemiline reaktsioon-protsess milles tekivad katkevad keemilised sidemed Keemiline side-aatomite või ioonidevaheline vastastikmõju mis seob nad molekuliks või kristalliks Kovalentne aine-aine milles aatomid on seotud kovalantse sidemetega Kovalantne side-aatomitevaheline keemiline side mis tekib ühiste elektronpaaride moodustamisel
Nõrkade hapete elektrolüütiline dissotsiatsioon vesilahuses on pöörduv reaktsioon. Mitmeprootoniliste hapete elektr. dis. Kulgeb astmeliselt: 1. Astmes eraldub happe molekulist lahusesse 1 vesinikioon, 2. Astmes teine jne. Igas järgmises astmes toimub dis. Oluliselt nõrgemini. Ioonidevahelised reaktsioonid kulgevad vähelahustuva ühendi (sademe) tekkimise suunas. Ioonvõrrandites kirjutatakse ainult vees hästilahustuvad tugevad elektrolüüdid ioonsel kujul. Neutralisatsioon on happe ja aluse vaheline reakt, mille tulemusel tekivad sool ja vesi. Ioonidevahelised realt-d lahuses toimuvad tingimusel, kui realt-s eraldub gaas, tekib sade v moodustub nõrk elektrolüüt. Mida happelisem on lahus, seda madalam on lahuse pH. Mida aluselisem on lahus, seda kõrgem on lahuse pH. Neutr. Lahuse pH=7 Hap. Lahuse pH <7 Alus. Lahuse pH>7 Soola hüdrolüüs on neutralisatsioonireakt-i pöördreakt, milles sool reag veega, moodustades nõrga happe v
neutralisatsioonireaktsioon lõpuni? 16. Millised järgmistest ainetest reageerivad omavahel lahuses? a) KCl + Na2SO4, b) H2SO4 + BaCl2, c) NH4Cl + Ca(OH)2 (tº), d) Ba(NO3)2 + LiCl, e) K2CO3 + NaOH, f) CuSO4 + Na2S, g) FeSO4 + KOH, h) Ca(OH)2 + HCl, i) HNO3 + KCl, j) MgCO3 + HCl, k) KCl + Cu(OH)2. Põhjendage reaktsioonide toimumist või mittetoimumist. Kirjutage vastavate reaktsioonide võrrandid molekulaarsel ja ioonsel kujul. 17. Otsustage lahuse pH väärtuse põhjal, kas lahus on happeline, neutraalne või aluseline: a) pH = 3,1; b) pH = 9,3; c) pH = 11,7; d) pH = 5,5; e) pH = 7,0; f) pH = 0,5. Reastage need lahused happelisuse vähenemise suunas. 18. Milline saadus tekib, kui 0,1 mol H3PO4 reageerib lahuses: a) 0,1 mol NaOH-ga, b) 0,2 mol NaOH-ga, c) 0,3 mol NaOH-ga ? 1. Elektrolüüdid on ained, mis jagunevad vees lahustumisel ioonideks. 2
Üldine Ø Fosforiringe on biogeokeemiline ringe,mis hõlmab endas fosfori ühendite ringlust litosfääris , hüdrosfääris ja biofääris. Ø Fosfori oksüdatsiooniaste jääb kogu ringluses samaks. Ø Seda omastavad peaaegu kõik organismid. Fosfor keskkonnas Ø Looduses seineb fosforimineraalid, fosforiit ja apatiit. Ø Osa fosforhappe soolad lahustavad vees hästi. Ø Seda leidub nii veest,mullast kui ka õhust. Ököloogiline tähtsus Ø Fosfor on ioonsel kujul oluliseks toitaineks taimdele ja loomadele. Ø Fosfaatioone esineb fosfor organismides rasvades,nukleliinhapetes ja fosforüülitud süsivesikutes. Ø Fosfaatioonid jõuavad mulda tagasi, orgaanilise aine lagunemisel. Ø Veeorganismidele on fosfor piiravaks toitainks. Ø Fosfor ei sisene atmosfääri ,vaid jääb peamiselt maapinnale ja on mineraalseteks osadeks mullas ja kivides. Ø Kaevantatud fosfor läheb väetise tootmiseks ja lahjendatud fosforhapet
TEEMA: BIOMETALLID Sissejuhatus: Biometallid , mida on normaalseks elutegevuseks organismil vaja, jagatakse kaheks: 1. Meso- e. makro biometallid (katioonid Ca2+ , Na+ , K+ , Mg2+ ) Täidavad biofunktsioone valdavalt ioonsel kujul. 2. Mikro- e. mikro biometallid (Fe, Sn, Cr, Ni, V, Mo, Co, Mn, Zn, Cu) Eri organismides on neid erinev hulk. Biometalle aatomitena inimese organismis ei leidu, sest lihtainena on paljud metallid vähepüsivad ning rohkem on tuntud nende ühendid. Biometallidel on tähtis roll mitmetes biokeemilistes protsessides. Inimesed saavad biometalle toidust, joogiveest, sissehingatava õhust ja ümbritsevast keskkonnast. MESOMETALLID Mesoelementide hulka kuuluvad Na, K, Ca ja Mg
Elussüsteemide talitluse jaoks hädavajalik miinimum on 27 elementi e. bioelemendid, mis on järgmised: · makrobiogeensed e organogeensed- H, C, O, N, S, P (sisaldus üle 1%). Annavad enamuse raku kuivmassist ja neist on üles ehitatud biomolekulid. Neist omakorda koosnevad rakud ja koed. Annavad kuivkaalust 98-99% ja: elava koostises on eelistatud mittemetallid; tegu on nn kergete elementidega (st väikese aatommassiga). · ioonsel kujul esinevad elemendid- 4 katiooni: Na, Ca, K, Mg ja 1 anioon: Cl (sisaldus 0,1-1,0%). Kindlustavad põhiliselt füsioloogiliste protsesside kulgemise. · mikrobiogeensed Fe, Mn, Co, Cu , Zn, F, B, I (sisaldus alla 0,1%) ja ultramikrobiogeensed - Mo, V, Ni, Cr, Se, Sn, As (sisaldus alla 0,0001%). Neid on %-lt vähe, aga organism vajab neid. Arstid jagavad kõik elemendid kahte rühma: Makroelemendid kõik need, mida organism saab ööpäevas üle 100 mg.
SEEN: Kuuseriisikas kuusikus, männiriisikas männikus LOOM: Jäälinnud Taevaskoja koopas, hundid Saaremaal TAIM: Kanarbik Nõmme metsas, sinililled Tabasalu pangal Ökosüsteem Ühel territooriumil olev elusloodus ja eluta keskkond, mis on aineringe kaudu seotud. Rakkude koostises on orgaanilisi aineid 18% (suhkur) ja anorgaanilisi 82% (Vesi ja sool). Bioelemendid jagunevad: 1) Põhielemendid e makroelemendid C, H, O, P, N, S 2) Ioonsel kujul esinevad elemendid Na, K, Ca, Mg, Ce 3) Mikroelemendid Fe, Cu, Zn, I, F Anorgaanilised ained: Vesi, katioonid organismides. Vesi Miks nii palju: · Hea lahusti, seega ainus võimalik reaktsioonidetoimumise keskkond. · Osaleb ise reaktsioonides. · Suure soojusmahtuvusega hoiab organismide temperatuuri. Lisaks veega seotud: 1) Rakusisene rõhk 2) Mineraalainete allikas 3) Viljastumine 4) Vesi kui elukeskkond 5) Biosfääri kliimat kujundav tegur
𝐵𝑎𝐶𝑙2 + 𝐻𝐶𝑙 ⟶ 𝐻𝐶𝑙 + 𝐵𝑎𝐶𝑙2 ↓ Kloriidioonide kontsentratsioon suurenes, seega vastavalt Le Chatelier’ printsiibile nihkub keemilise reaktsiooni tasakaal vastassuunas ja baariumkloriid sadestus. Katses 7 tuli kolme eri katseklaasi valada vastavalt 2 mL Na2SO4, Na2CO3 ja K2CrO4 lahust ning lisada igasse katseklaasi 2 mL BaCl2 lahust. Igas katseklaasis toimus sadenemine. Toimuvate reaktsioonide võrrandid molekulaarsel ja ioonsel kujul: 𝑁𝑎2 𝑆𝑂4 + 𝐵𝑎𝐶𝑙2 ⟶ 2𝑁𝑎𝐶𝑙 + 𝐵𝑎𝑆𝑂4 ↓ 2𝑁𝑎+ + 𝑆𝑂4 2− + 𝐵𝑎2+ + 2𝐶𝑙− ⟶ 2𝑁𝑎 + + 2𝐶𝑙− + 𝐵𝑎2+ + 𝑆𝑂4 2− 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 + 𝐵𝑎𝐶𝑙2 ⟶ 2𝑁𝑎𝐶𝑙 + 𝐵𝑎𝐶𝑂3 ↓ 2𝑁𝑎 + + 𝐶𝑂3 2− + 𝐵𝑎2+ + 2𝐶𝑙 − ⟶ 2𝑁𝑎 + + 2𝐶𝑙− + 𝐵𝑎2+ + 𝐶𝑂3 2−
· Ravi teadusliku baasi loomine · Uute ravimite väljatöötamine ELUSAINE KEEMILINE KOOSTIS Bioelemendid: · Elavast on leitud üle 70 keemilise elemendi: · Elussüsteemide talituseks hädavajalik miinimum on 27 bioelementi Liigitus: Põhibioelemendid: H, C, O, N, P, S · Esinevad biomolekulides aatomitena · Moodustavad 96 - 98% elusorganismide elementaarkoostisest Essentsiaalsed makrobioelemendid: Ca2+, Na+ , K+ , Mg2+, Cl · Täidavad biofunktsioone valdavalt ioonsel kujul · Vajatakse üle 100 mg ööpäevas Essentsiaalsed mikrobioelemendid: Fe, Cu, Zn, Mn, Co, I, Mo, V, Ni, F, Cr, Se, Si, Sn, B, As INIMORGANISMI PÕHIBIOELEMENDID Inimorganismi põhibioelementideks on H, C, O, N, P, S: (Nende elementide baasil formeeruvad biomolekulid) Põhibioelementide evolutsiooniline "eelistatus" biofunktsioonides tuleneb: · Annavad kergesti kovalentseid sidemeid välimise elektronkihi iseärasuste tõttu
Biometallid on organismide elutegevuses osalevad metallid. Biometalle vajab organism mikrokogustes. Nende liig mõjub mürgina, sest nad denatureerivad valke, moodustades valkudega lahustamatuid sulfiide. Organismides leiduvaid biometalle ja nende ülesandeid uurib bioanorgaaniline keemia. Biometallid, mida on normaalseks elutegevuseks organismil vaja, jagatakse kaheks: 1. Meso- e. makrobiometallid (katioonid Ca2+, Na+, K+, Mg2+ ) Täidavad biofunktsioone valdavalt ioonsel kujul. Neid leidub organismis 0,... %. 2. Mikro- e. mikrobiometallid (Fe, Sn, Cr, Ni, V, Mo, Co, Mn, Zn, Cu) Eri organismides on neid erinev hulk. Neid leidub organismis 0,00..%. Biometalle aatomitena inimese organismis ei leidu, sest lihtainena on paljud metallid vähepüsivad ning rohkem on tuntud nende ühendid. Biometallidel on tähtis roll mitmetes biokeemilistes protsessides. Inimesed saavad biometalle toidust, joogiveest, sissehingatava õhust ja ümbritsevast keskkonnast.
kahjutu · Metallide ühend orgaanilise aniooniga toksilisem kui mitte orgaanilise aniooniga, tekivad bakterite ja seente elutegevuse tagajärjel. · Omane ladestumine keskkonnas ja organismides Kaadmium. Kaadmiumi tekib värvitööstuses. Kasutatakse raudade roostetamise vastu CdS sadestub mudasetetesse. Tekib palju ka prügipõletustehastes. Organismis on püsiv ja akumuleerub Plii. Ogranismis ei aurustu, ohtlik ioonsel kujul. Pliid tekitavad keskkonda: autotööstus, värvide koostises, põlevkivi tuhast PbS ja PbCO3 ioonsel kujul looduses sadeneb. Hg-elavhõbe. Akumuleerub organismis, aurustub kergesti, suur erikaal, hea voolavus · Taime-ja putukatõrje vahendites · Moodutab metallidega sulameid- amalgaamid · Loodusespuhtalt ja ühenditena · Keskkonda satub prügipõletustehastest · Põhjasetetesse imbub · Orgaanilised Hg ühendid väga mürgised
aineja energiavahetus (hingamine!) rakuline ehitus ärrituvus (reaktsioon ümbritsevale keskkonnale) sisekeskkonna stabiilsus toitumine areng paljunemine 2) Biomolekulid, bioelemendid. · Bioelemendid jagunevad kolmeks: Põhielemendid ehk makroelemendid N, O, P, S, C, H. Esinevad aatomitena. Ioonsel kujul esinevad elemendid Na, K, Ca, Mg, Cl, Mikroelemendid Fe, Cu, Zn, I, F · Biomolekulid orgaanilise aine molekul, mille moodustumine on seotud organismide elutegevusega. (valgud, sahhariidid, lipiidid, vitamiinid jt) 3) Süsivesikute, lipiidide, valkude, nukleiinhapete (DNA, RNA) ehitus ja ülesanded. · Süsivesikud orgaanilised ühendid, mille koostises C, H, O. Jaotatakse mono, oligija polüsahhariidideks
joogiveest. Elussüsteemide talitluse jaoks hädavajalik miinimum on 27 elementi e. bioelemendid, mis on järgmised: makrobiogeensed e organogeensed- H, C, O, N, S, P (sisaldus üle 1%). Annavad enamuse raku kuivmassist ja neist on üles ehitatud biomolekulid. Neist omakorda koosnevad rakud ja koed. Annavad kuivkaalust 98-99% ja: elava koostises on eelistatud mittemetallid; tegu on nn kergete elementidega (st väikese aatommassiga). ioonsel kujul esinevad elemendid- 4 katiooni: Na, Ca, K, Mg ja 1 anioon: Cl (sisaldus 0,1-1,0%). Kindlustavad põhiliselt füsioloogiliste protsesside kulgemise. mikrobiogeensed – Fe, Mn, Co, Cu , Zn, F, B, I (sisaldus alla 0,1%) ja ultramikrobiogeensed - Mo, V, Ni, Cr, Se, Sn, As (sisaldus alla 0,0001%). Neid on %-lt vähe, aga organism vajab neid. Arstid jagavad kõik elemendid kahte rühma: Makroelemendid– kõik need, mida organism saab ööpäevas üle 100 mg.
joogiveest. Elussüsteemide talitluse jaoks hädavajalik miinimum on 27 elementi e. bioelemendid, mis on järgmised: makrobiogeensed e organogeensed- H, C, O, N, S, P (sisaldus üle 1%). Annavad enamuse raku kuivmassist ja neist on üles ehitatud biomolekulid. Neist omakorda koosnevad rakud ja koed. Annavad kuivkaalust 98-99% ja: elava koostises on eelistatud mittemetallid; tegu on nn kergete elementidega (st väikese aatommassiga). ioonsel kujul esinevad elemendid- 4 katiooni: Na, Ca, K, Mg ja 1 anioon: Cl (sisaldus 0,1-1,0%). Kindlustavad põhiliselt füsioloogiliste protsesside kulgemise. mikrobiogeensed Fe, Mn, Co, Cu , Zn, F, B, I (sisaldus alla 0,1%) ja ultramikrobiogeensed - Mo, V, Ni, Cr, Se, Sn, As (sisaldus alla 0,0001%). Neid on %-lt vähe, aga organism vajab neid. Arstid jagavad kõik elemendid kahte rühma: Makroelemendid kõik need, mida organism saab ööpäevas üle 100 mg.
joogiveest. Elussüsteemide talitluse jaoks hädavajalik miinimum on 27 elementi e. bioelemendid, mis on järgmised: · makrobiogeensed e organogeensed- H, C, O, N, S, P (sisaldus üle 1%). Annavad enamuse raku kuivmassist ja neist on üles ehitatud biomolekulid. Neist omakorda koosnevad rakud ja koed. Annavad kuivkaalust 98-99% ja: elava koostises on eelistatud mittemetallid; tegu on nn kergete elementidega (st väikese aatommassiga). · ioonsel kujul esinevad elemendid- 4 katiooni: Na, Ca, K, Mg ja 1 anioon: Cl (sisaldus 0,1-1,0%). Kindlustavad põhiliselt füsioloogiliste protsesside kulgemise. · mikrobiogeensed Fe, Mn, Co, Cu , Zn, F, B, I (sisaldus alla 0,1%) ja ultramikrobiogeensed - Mo, V, Ni, Cr, Se, Sn, As (sisaldus alla 0,0001%). Neid on %-lt vähe, aga organism vajab neid. Arstid jagavad kõik elemendid kahte rühma: Makroelemendid kõik need, mida organism saab ööpäevas üle 100 mg.
peaaegu kõik need samad, mis eluta looduseski. Bioaktiivsed ained on ühendid, mis väikeses kontserntratsioonis mõjutavad orfanismide ainevahetust ja reguleerivad nende elutalitlusi: ensüümid, Keemiliste elementide jaotus : vitamiinid ja hormoonid 1) Makroelemendid – 96-98%: O (65-75%), C (15-18%), H (8-10%), N (1,5- 3%), P, S ning ioonsel kujul elemendid Ca, Mg, Na, K, Cl Sahhariidid e. süsivesikud on orgaanilised ühendid, mille koostises on Kaalium- ja naatriumioonid osalevad närvi-impulsi moodustumises. süsinik, vesinik ja hapnik Leidub veres ja rakkude tsütoplasmas 1) Monosahhariidid e. lihtsuhkrud – süsinike aatomite arv molekulis on Kaltsiumsoolad annavad luudele tugevuse 3-6
*Tagasi vette: -Vere madal osmolaarsus. –Vastupidine gradient algsetele mereloomadele. –Veekadu kompenseeritakse joomisega. –Soolade imendumine korvatakse aktiivse NaCl ja vee eritamisega. 12. Hormonaalne kontroll loomorganismis (selgrootutel) Endokriinne süsteem selgrootutel •Ainuõõsed: (hüdra) rakud eritavad aineid, mis osalevad reproduktsioonil, kasvul ja regenereerumisel •Lameussid: Aine, mis osaleb regeneratsioonil, esinevad ka hormoonid, mis osalevad osmootsel ja ioonsel regulatsioonil, aga samuti paljunemisel •Ümarussid:Paljud parasiidid, esineb neuroendokriinne eritussüsteem (ganglion peapiirkonnas), mille abil kohanevad perioodiliselt muutuva keskkonnaga •Rõngussid: Hulk-, väheharjasussid ja kaanid omavad juba keerukamat ajusüsteemi, suhteliselt hästi arenenud tsirkulatsioonisüsteem ja ka aju sisaldab suhteliselt palju neurosekretoorseid neuroneid. 13. Hormonaalne kontroll loomorganismis (selgroogsetel)
5) Liigi tasand 6) Ökosüsteemi tasand (Tiik, vihmamets) 7) Biosfääri tasand (terve maa elustik) Teaduslik uurimismeetod 1) Püstitada uurimisküsimus (mida uurime?) 2) Hankida taustinformatsiooni 3) Hüpoteesi sõnastamine (Oletatav vastus) 4) Hüpoteesi kontrollimine (Meetodid, reaalne töö) 5) Andmete analüüs ja järelduse tegemine Põhi bioelemendid Esinevad aatomitena Esinevad ioonsel kujul 1) Süsinik C 1) Naatrium Na (Närviimpulside sünapsis 2) Vesinik H 2) Kaalium K rakurõhu reguleerimine) 3) Hapnik O 3) Kaltsium Ca (Luude tugevus) 4) Lämmastik N (NH4 valkude laguproduktina välja) 4) Magneesium Mg (Klorofülli koostises) 5) Fosfor P 5) Kloor Cl
2. Kirjeldage ja joonistage lämmastikuringet. Lämmastik kulgeb keskkonna kõigis sfäärides. Molekulaarne N2 on stabiilne, selle lõhustamine ja sidumine anorgaanilisteks ühenditeks on energiamahukas. Looduses tekivad N-ühendid äikese mõjul ja biokeemiliselt mikroorganismide vahendusel. Atmosfäär on lämmastiku reservuaar, mis sisaldab 78% N2 ja N- oksiidide NOx jälgi. Biosfääris on lämmastik amino-vormis (NH2) proteiinidena. Hüdro- ja geosfääris on lahustunud lämmastik ioonsel kujul NO3- ja NH4+-na. Seotud orgaaniline lämmastik on surnud biomassis ja fossiilkütuste koostises. Antroposfäär toodab anorgaanilisi ja orgaanilisi N-ühendeid: NH3, HNO3, NO, NO2, CO(NH2)2 (karbamiid) jt. N2 tagastub atmosfääri mikrobiaalse denitrifikatsiooni käigus. 3. Kirjeldage ja joonistage fosforiringet. Fosfor on tähtis endogeense ringega toitaine ökosüsteemis. Geosfääris on P vähelahustuvates
..10-3%. *Ultraelemendid: Sr; Cd; Cs; Rb jmt, mis esinevad taimedes üliväikestes kogustes (10-12...10-6 %)ja ka taimede vajadus nende järel on üliväike. *Väetamise seisukohast peetakse N;P;K esmajärgulisteks makrodeks( on ka põhitoiteelemendid) Ca;Mg ja S teisejärgulisteks makrodeks. Mengeli klassifikatsioon: *Mittemetallid:C; O; H; N; S; P; B; Si, mida taim kasutab orgaaniliste ühendite moodustamiseks. *Leelismetallid: K; Na; Ca; Mg esinevad taimedes peamiselt ioonsel kujul. *Raskemetallid: Fe; Mn; Cu; Zn; Mo; jt., mis vastupidiselt leelismetallidele on org ühenditega väga tugevasti seotud. Siia kuuluvad kõik metallid tihedusega üle 6 g/cm3. omakorda jaotatakse raskemetalle kasulikeks(Fe; Mn; Cu; Zn; Co; Mo jt) ja ohtlikeks(Cd; Pb; Sn; Hg jt). Jagada võib veel ka põletamisel eraldumise järgi lenduvateks elementideks (C; O; H; N; S jt) ning tuhaelementideks( P; K; Ca; Mg; Fe jt
5. Kirjeldage ja joonistage lämmastikuringet. Lämmastik kulgeb keskkonna kõigis sfäärides. Molekulaarne N2 on stabiilne, selle lõhustamine ja sidumine anorgaanilisteks ühenditeks on energiamahukas. Looduses tekivad N-ühendid äikese mõjul ja biokeemiliselt mikroorganismide vahendusel. Atmosfäär on lämmastiku reservuaar, mis sisaldab 78% N2 ja N- oksiidide NOx jälgi. Biosfääris on lämmastik amino-vormis (NH2) proteiinidena. Hüdro- ja geosfääris on lahustunud lämmastik ioonsel kujul NO3- ja NH4+-na. Seotud orgaaniline lämmastik on surnud biomassis ja fossiilkütuste koostises. Antroposfäär toodab anorgaanilisi ja orgaanilisi N-ühendeid: NH3, HNO3, NO, NO2, CO(NH2)2 (karbamiid) jt. N2 tagastub atmosfääri mikrobiaalse denitrifikatsiooni käigus. 6. Kirjeldage ja joonistage fosforiringet. Fosfor on tähtis endogeense ringega toitaine ökosüsteemis. Geosfääris on P vähelahustuvates apatiitides ja fosforiitides, biosfääris - geneetilise
Fosfori oksüdatsiooniaste jääb kogu ringluse käigus muutumatuks. Fosfaadina võivad fosforit omastada peaaegu kõik organismid. Kõrgemad loomad, ka inimene, saavad vajaliku fosfori orgaanilistest ühenditest. Erinevalt teistest aineringetest ei ole atmosfäär fosfori ringluses oluline, sest fosfor ja selle ühendid on enamasti Maal esinevatel tavatemperatuuridel ja - rõhkudel tahkes olekus ehk seega õhust raskemad. Fosfor on ioonsel kujul oluliseks toitaineks taimedele ja loomadele. Inimtegevuse mõju fosforiringele on tingitud liigsest või hoolimatust fosforit sisaldavate väetiste kasutamisest, mis põhjustab veekogudes eutrofeerumist, mis lõhub veeökosüsteeme. Olulised protsessid: Bioloogiline ringe (taimed omastavad fosfori ja lagunedes vabastavad seda), Geokeemiline ringe (fosfaadid lahustatakse mineraalidest keemiliste või biokeemiliste protsesside vahendusel)
Räni on luude, kõhrede, kõõluste ja veresoonteseinte komponent. Tina ja arseen - tina osaleb lipiidide metabolismis, arseen vereloomes (seotud hemoglobiini sünteesiga). Tartu Tervishoiu Kõrgkool 4 Koostanud M. Kolga Biokeemia INIMKEHA KOOSTEMOLEKULID Anorgaanilised ained Mineraalained Esinevad inimkeha ioonsel kujul (erand: suur osa kaltsiumi- ja fosforiühendeid). Rakusiseselt on rohkelt K+, Mg2+ , HPO 42-, SO42- , rakuvälises keskkonnas (sh vereplasmas) aga Na+, Cl- , HCO3-. Raku ja rakuvälise keskkonna vahel kujunevad K+, Na+,Ca 2+ jt ioonide kontsentratsioonide gradiendid, millede energia (elektrokeemiline potentsiaal) on paljude rakutalitluste aluseks. Kuna plasmamembraanil on ioonide valikläbitavus, peavad gradiente
(10-12...10-6 %)ja ka taimede vajadus nende järle on üliväike. o Väetamise seisukohast peetakse N;P;K esmajärgulisteks makrodeks( on ka põhitoiteelemendid) Ca;Mg ja S teisejärgulisteks makrodeks Mengeli klassifikatsioon: Mittemetallid:C; O; H; N; S; P; B; Si, mida taim kasutab orgaaniliste ühendite moodustamiseks Leelismetallid: K; Na; Ca; Mg esinevad taimedes peamiselt ioonsel kujul 2 Raskemetallid: Fe; Mn; Cu; Zn; Mo; jt., mis vastupidiselt leelismetallidele on org ühenditega väga tugevasti seotud. Siia kuuluvad kõik metallid tihedusega üle 6 g/cm3. omakorda jaotatakse raskemetalle kasulikeks(Fe; Mn; Cu; Zn; Co; Mo jt) ja ohtlikeks(Cd; Pb; Sn; Hg jt)
2. Keemilised elemendid ja ühendid looduses ja loomorganismis Elementaarkoostis on elava ehituse/talitluse alus. Elavast leitud üle 70 keemilise elemendi hulgas on talitlusteks vajalik miinimum 27 bioelementi, mis jaotuvad inimkehas: · Põhibioelemendid: H, C, O, N, P, S, biomolekulides aatomitena ja nende kombinatsioonidest koosnevad biomolekulid · Essentsiaalsed makrobioelemendid; (vajatakse üle 100mg päevas) täidavad biofunktioone valdavalt ioonsel kujul (Ca2+, Na+, Mg2+. K+, Cl-) · Essentsiaalsed mikroelemendid; Fe, Cu, Zn, Mn, Co, I, Mo, V, Ni, F, Cr, Se, Si, Sn, B, As, hädavajalik mikrobiogeensete elementide miinimum. 3. Aminohapped: omadused, klassifikatsioon Omadused: Karboksüülhapete derivaadid, mis sisaldavad vähemalt ühte amino- ja karboksüülrühma. Aminohappe funktsionaalsed rühmad võivad liita või loovutada H+ iooni ja omandada seega laengu(sõltuvalt lahuse pH-st)nõrgad puhvrid
parenhüümsetes rakkudes? Auksiini-kandev valk peab asuma plasmamembraani basaalses osas. Ülesandeks on transportida auksiin rakust välja. Raku sees on auksiin ioonse vormina, välja minnes laenguta. 39. Miks toimub auksiini 'lõksu püüdmine' taime aluselistesse piirkondadesse (arvestage auksiini pK ja apoplasti pH-ga ). Apoplasti pH on 5 ja tsütoplasma pH on 7. Selline pH erinevus tagab auksiini transpordi raku apikaalsest osast basaalsesse. Tsütoplasmas on auksiin ioonsel kujul. Kui ta puutub kokku happelise väliskeskkonnaga, siis ta omandab prootoni ja muutub neutraalseks. Neutraalse molekulina saab ta rakku siseneda. Rakust väljuda saab auksiin ainult basaalses osas, kus on tema spetsiifiline kandjavalk. 40. Auksiin soodustab rakkude venivuskasvu. Millist Lockharti võrrandi komponenti auksiin mõjutab ja kuidas? Plastilisuskoefitsenti (m). Muudab rakud kergemini deformeeritavaks ristseoseliste glükaanide (GAX) lagundamisega
N, P, S mitmekesistavad biomolekulide ehitust: 1) Lisaelementide olemasolu tõstab ühendi reaktsioonivõimet 2) Lisaelemendid võimaldavad teist tüüpi keemilisi sidemeid molekulides (nt väävlisillad on valgumolekulides) 3) Uute elementide lisandumine annab ka uuetüübilisi funktsionaalseid rühmi N: aminohapped, valgud, nukleiinhapped P: fosfolipiidid, nukleiinhapped, süsivesikute fosfoestrid S: aminohapped, valgud, teadud vitamiinid Mesoelemendid Esinevad ioonsel kujul (Na, K, Ca, Mg, Cl) Na, K Na tüüpiline rakuväline, K rakusisene element. Koos teevad: 1) Reguleerivad vee reziimi Na säilitab vett. K soodustab veeväljutamist 2) Ainete transpordiks, membraantranspordis osalevad koos 3) Tekitavad nõrku elektriimpulsse rakkudel: a. Vajalik närviülekandes b. Elektrikaladel on erilised rakud elektrotsüüdid, mis tekitavad väga tugevat pinget Na/K koostöösüsteemi membraanides nim Na/K-pumbaks
(fosfolipiid) ja osadest süsivesikutest (kitiin). Nende elementide esinemine keemilistes rühmades tõstab ühendite reaktsioonivõimet. Kõik need elemendid osalevad erinevates keemilistes sidemetes. N (vesinik v. peptiid sidemed); S (S-S) sidemed, P (fosfoester sidemed). Mesoelemendid Na, K,Ca, Mg, Cl elemendid, mis esinevad keskmises hulgas. Sisaldus organismiti võib suures hulgas erineda. Loomades on palju kaltsiumi, taimedes ja seentes aga vähe. Biofunktsioone täidavad valdavalt ioonsel kujul. Na/K kontrollivad organismi veebilanssi. Na seob vett, südame haigetel on Na vaene dieet. Noortel naistel hommikul silmaalused paistes, võib viidata mineraalainete puudusele? K viib vett välja ehk on diureetilise toimega. Mõlemad elemendid vastutavad vere pH eest. Mõlemad vastutavad rakkude pinnalaengu eest. Nõrgad pinnalaengud tagavad närviimpulsid (mV tasandil); spets rakud elektrotsüüdid võivad anda ülitugevaid laenguid ( kaladel kuni 600V)
• Biogeokeemiline tsükkel on biosfääris nii looduslike kui ka inimtekkeliste süsteemide vahel toimuv aine- ja energiaringe. – Liikumapanev jõud Päikese energia ning sellel põhinev elusaine tegevus (kõik osalevad, kuid mikroorganismidel põhiosa) – Bioloogiline aineringe (olulisemad C-, N-, P- ja S-ringe) Elusaine komponendid e biogeensed elemendid: • Põhibioelemendid: C, H, O, N, P, S (moodustavad 96-97% biosüsteemi kuivkaalust) • Ioonsel kujul esinevad elemendid: Na, K, Mg, Ca, Cl • Mikroelemendid: Fe, Cu, Zn, Mn, Co, I, Mo, V, Ni, Cr, F, Se, Si, Sn, B, As 113. C-ringe ja selle seosed energiavoogudega. N-ringe, P-ringe, S-ringe. Veeringe Veeringe: Kiire süsinikuringe (redoksreaktsioonid assimilatsioonil (fotosüntees) ja dissimilatsioonil (hingamine) elusorganismides). • Süsiniku sidumine: – CO2+H2O+energia = (CH2O) n + O2 • Aeroobne hingamine:
annaabi.ee 
