Aine- ja energiavahetus Autotroof sünteesib elutegevuseks vajalikud org. ühendid väliskeskkonnast saadavatest anorg. ainetest (valgusenergia fotosünteesijad / redoksreakts. vabaneva keem. energia abil kemosünteesijad). Rohelised taimed, osad bakterid ja protistid. Heterotroof organism, kes saab oma elutegevuseks vajaliku energia toidus sisalduva org. aine oksüdatsioonil. Toiduga saadava org. aine lagundamise eesmärk: elutegevuseks vajaliku energia ja sünteesiprotsesside lähteaine saamine. Metabolism e ainevahetus organismis asetleidev sünteesi- ja lagundamisprotsess, mis tagab tema
Aine- ja energiavahetus Autotroof sünteesib elutegevuseks vajalikud org. ühendid väliskeskkonnast saadavatest anorg. ainetest (valgusenergia fotosünteesijad / redoksreakts. vabaneva keem. energia abil kemosünteesijad). Rohelised taimed, osad bakterid ja protistid. Heterotroof organism, kes saab oma elutegevuseks vajaliku energia toidus sisalduva org. aine oksüdatsioonil. Toiduga saadava org. aine lagundamise eesmärk: elutegevuseks vajaliku energia ja sünteesiprotsesside lähteaine saamine. Metabolism e ainevahetus organismis asetleidev sünteesi- 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
Organismid vajavad elutegevuseks mitmesuguseid orgaanilisi aineid: süsivesikuid, lipiide, valke, nukleiinhappeid, vitamiine ja teisi ühendeid. Sünteesiprotsessideks vajalik energia saadakse väliskeskkonnast (autotroofid) või toidus sisalduvate orgaaniliste ainete oksüdatsioonil (heterotroofid). Autotroofid Autotroofid saavad esmase org. aine fotosünteesis. Selleks vajavad nad väliskeskkonnast valgusenergiat ja CO2-te ja vett. Protsessi käigus moodustub glükoos ja selle jääkprodukt O2 eraldub atmosfääri. 6CO2 + 12H2O = C6H12O6 + O2 + 6H2O Glükoos on paljude teiste orgaaniliste ühendite sünteesi lähteaine: taimedes moodustub tselluloos ja tärklis, lisaks lähtub glükoosist mitmete lipiidide ja aminohapete süntees, on aluseks paljudele biokeemilistele protsessidele. Autotroofid on organismid, kes sünteesivad elutegevuseks vajalikud org. ühendid väliskeskkonnast saadavatest anorg. ainetest.
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. Metabolism - organismis aset leidvad sünteesi- ja lagundamisprotsessid, mis tagavad tema aine- ja energiavahetuse ümbritseva keskonnaga
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. fotosüsteem lagundatakse vee molekule ja saadakse ATP-molekule. Moodustub molekulaarne hapnik, eralduvad elektronid ja vesinikuioonid. Hapnik väljub õhulõhede kaudu ümbritsevasse keskkonda. 1
orgaanilistest ainetest (sahhariidid, lipiidid jt.) 1 g lipiidide oksüdatsioonil vabaneb 38,9 kJ energiat Vastavalt energia saamise viisile jagatakse organismid Viimasena valke, kuna valkudel on väga palju teisi tähtsaid ülesandeid autotroofideks ja heterotroofideks organismis 1g valkude oksüdatsioonil vabaneb 17,6 kJ energiat 1. Autotroof Autotroofid sünteesivad ise elutegevuseks vajalikud orgaanilised Arvuta, kui palju energiat saaksid ühest 150 grammisest kohupiimakreemist, ühendid väliskeskkonnast saadavatest anorgaanilistest ainetest kui 100 grammis on: valke 4,7 g rasvu 1,8 g süsivesikuid 15,2 g Valgusenergia – fotosünteesijad (rohelised taimed)
(nt taimed) kemosünteesija - süsiniku sidumisel kasutatakse keemilist energiat. (nt väävlibakterid) Heterotroof (tarbija) - organism, kes saab oma elutegevuseks vajalikud ained ja energia toidust, lagundades sealseid valmis orgaanilisi aineid. (orgaaniline aine oksüdeerub, st reageerib hapnikuga → energia) nt. seened, kõik loomad. Miksotroof - organism, kes suudab vastavalt keskkonnale oma ainevahetustüüpi muuta. (nt. valguses autotroof ja pimedas heterotroof.) nt. silmviburlane, putuktoidulised taimed (huulhein) Isetootjad ehk autotroofid seovad ise süsinikku. Neid jaotatakse kahte suurde gruppi: fotosünteesijad, kes kasutavad valgusenergiat (nt taimed) ja kemosünteesijad, kes kasutavad keemilist energiat (nt väävlibakterid). Tarbijad ehk heterotroofid vajavad süsinikku toidust (nt inimene). Miksotroofid suudavad ainevahetustüüpi muuta (nt ümaraleheline huulhein).
sünteesiks. DNA kahekordistumisel kasutatakse neid, sünteesi käigus eralduvad fosfaatrühmad ja DNA molekuli koostisse jäävad ühe fosfaatrühmaga monomeerid. Glükoosi lagundamine Universaalne kõigil organismidel samasugune protsess. Glükoosivarud talletatakse polüsahhariididena(tärklis on taimedes ja glükogeen loomorganismides) ja need lagundatakse ensüümide abil monomeerideks. C6H12O6 --> 6CO2 + 6H2O + ATP 3 etapis: 1)glükolüüs toimub päristuumsete rakkude tsütoplasmavõrgustikus. Ensüümide abil glükoosi esmane lõhustamine. Moodustub 2 püroviinamarjahappe molekuli. Vesinik seotakse vesinikukandjaga NADH2-ga. Toodetakse 2 ATP molekuli(vabaneva energia arvelt). Peab olema hapnik(aeroobne glükolüüs). Kui O2 ei jätku(käärimine), tuuakse H tagasi ja püroviinamarjahappe asemel moodustub 2 piimhappemolekuli võo 2 etanooli molekuli.
Lähteaineks on PVA. Toimub tsükliline reaktsiooni ahel (PVA lagundamine endüümide abil, protsessi tulemusel tekib CO2 ja NADH2). Tekib 10NADH2, mis läheb hingamisahelasse, eraldub CO2. Hingamisahel viiakse läbi mitokondrite sisemembraanide harjakestes. Lähteaineks on NADH2 täpsemalt H2. Toimub ATP molekulide sünteesimine, NAD ja H2 eralduvad ja tekib ATP ja H2O. H2 ühineb hapnikuga, tekib ATP ja eraldub taas NAD. Tekib 36 ATP-d, NAD 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
Ass.: ATP + H20 -> ADP + H3PO4 ADP + H20 -> AMP+H3PO4 Diss.-AMP+H3PO4->ADP+H20 ADP+H3PO4->ATP+H20 GTP energia valkude sünteesiks, ATP, GTP, CTP, UTP Rna sünteesiks ATP, GTP, CTP, TTP vajalik DNA 2-koristumisel Energiavarustus süsivesinike baasil: 1. ettevalmistav etapp: polüsahhariidid lagunevad monosahariidideks nt: tärklis või klükogeen laguneb glükoosiks, vabanev energia hajub soojusena. 2. glükoosi lagunemine(aeroobselt): glükoos laiemas mõttes 1)glükoos (kitsamas mõttes) toimub tsütoplasma võrgustikus: C6H12O62CH3-CO-COOH+4H ,püroviinamarihape 3H+3NAD2NADH2 *2ADP+2H2PO42ATP+2H2O 2)tritraaditsükkel, toimub mitokondri maatriksis 2CH3COCOOH+6H2O6CO2+2OH 2OH+10NAD10NADH2 3) hingamisahel, toimub mitokondri harjakestel 12NADH212NAD+24H 6O2+24H12H2O * 36ADP+36H3PO436ATP+36H2O glükoosi lagunemise summaarne võrrand: C6H12O6+6O26CO2+6H2O 38ADP+38H3PO438ATP+38H2O
ja tüves. Seentel on peamiselt glükogeen. Loomadel samuti glükogeen, mida esineb maksas (3-4%) ja lihastes (70 kg-l inimesel on 0,4-0,5 kg glükogeeni, enamus on lihastes). Taimedes on inuliin, mis on fruktoosi homopolüoos ja botaanilises mõttes iseloomulik korvõielistele. 2) Transport taimedes toimub sahharoosi baasil, sest see on keemiliselt vähe aktiivne (kevadel kasemahl jne). Seentes on glükoos ja tema teisendid. Loomades samuti glükoos (veresuhkur, mille tase on kindlates piirides: 0,8 1,0 g/l). · Bioloogiline e füsioloogiline: Jaotus sõltuvalt organismi võimest neid sünteesida. Jaotuvad 2-ks: Prototroofid sünteesivad kõiki aminohappeid lihtsamatest orgaanilistest ühenditest. Kõik taimed, osa baktereid ja seeni. Auksotroofsed ei sünteesi kõiki enda jaoks vajaminevaid
1.1.2.2 Aeroobne hingamine on sisuliselt fotosünteesi pöördprotsess energia saamise eesmärgil (ATP ja soojus). CO2ks ja H2O-ks laguneb osa orgaanilisi aineid. Osa kataboolse protsessi vaheprodukte kasutatakse lähteainetena mitmetes sünteesiprotsessides. Hingamisprotsessil on 3 etappi: 1. etapp (glükolüüs) toimub raku tsütoplasmas, 2. etapp (tsitraaditsükkel) ja 3. etapp (hingamisahel) toimuvad mitokondrites. 1.1.2.3 Anaeroobne `hingamine' mõnedel bakteritel toimub hapnikuvabas keskkonnas keemiliste ühendite oksüdeerimise näol (käärimine). Joonis 1. Primaarproduktsiooni jagunemine 1 Primaarprodutsentide peamised rühmad ja nende levik maailmameres Ökoloogiline grupp Takson Peamine levikuala
4. Hüpoteeside kontroll uurimistöö kavandamine ja läbiviimine, vaatluste, katsete, eksperimentide abil 5. Tulemuste analüüs ja järeldused hüpoteeside tõesus 6. Tulemuste avaldamine teadusartiklite avaldamine teadusajakirjades ORGANISMIDE KOOSTIS 1. Vee tähtsus organismis: On suure soojusmahtuvusega (hoiab organismisisest püsivat temperatuuri) Vajalik organismide paljunemiseks Fotosünteesi lähteaine, tekkiv glükoos on energia-ja süsinikuallikas Kaitsefunktsioon- pisarad, sülg, loote arenemine veekeskkonnas Kindlustab organismide ringeelundkondade töö 2. Vee tähtsus rakus: On hea lahusti Osaleb keemilistes reaktsioonides- nt fotosüntees Kindlustab rakkude ja kudede mahtuvuse, tagab siserõhu 3. Ioonide roll organismides K , Na osalevad närviimpulsi edasikandes, tagavad rakkude siserõhu ja biopotentsiaali
ühte biofunktsiooni. Makromolekulid – väga suured molekulid (polüsahhariidid, lipiidid, valgud, nukleiinhapped) . Monomeerid - väikesed molekulid, mis on polümeeridele ehitusüksusteks; võivad ka omaette funktsioneerida. Polümeerid - pikad molekulid, mis koosnevad sarnastest või identsetest monomeeridest. Süsivesikud: Sahhariidid – organismi ehitusmaterjalid ja kütus. Monosahhariidid: glükoos. Põhiliseks rakkude toitaineks; monomeerideks di- ja polüsahhariididele; paljudes puuviljades ja marjades; sahharoosist vähem magusam.Fruktoos. Disahhariidid: koosnevad kahest monosahhariidist, mis on omavahel ühendatud glükoosisidemega; lahustuvad vees hästi; liiguvad organismis kiiresti; omistatakse kergesti. Maltoos - linnasesuhkur. Sahharoos - peedi- või roosuhkur. Fruktoos - sahharoos - glükoos - maltoos - laktoos.
Kuuluvad samuti biomolekulide alla. Need on ensüümid, vitamiinid, hormoonid. Biopolümeerid moodustuvad ainult elusorganismides. Valgud, nukleiinhapped, polüsahhariidid. Sahhariidid Sahhariidid on orgaanilised ühendid, mille koostisse kuuluvad süsinik, vesinik ja hapnik. Sahhariidide jagunemine: 1. Monosahhariidid madalmolekulaarsed ühendid. Süsinike aatomite arv molekulis on 3-6. Organismid kasutavad energiaallikana. - Riboos (RNA koostises), desoksüriboos (DNA koostises). - Glükoos (viinamarjasuhkur) - C6H12O6. Taimedes moodustub fotosünteesil, loomsetes organismides omastatakse toidust. - Fruktoos (puuviljasuhkur) C6H12O6 2. Oligosahhariidid madalmolekulaarsed ühendid. Moodustunud kahe-kolme monosahhariidi seostumisel, mis on omavahel ühendatud glükoosisidemega. Organismid kasutavad energiaallikana. Lahustuvad vees hästi, liiguvad organismis kiiresti, omistatakse kergesti. - glükoos + fruktoos = sahharoos - glükoos + glükoos = maltoos - laktoos 3
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)
Fosfor esineb nukleiinhapete ja makroergiliste ühendite koostises. VEE ÜLESANDED: >Tagab rakkude ainevahetused, rakku saabuvad ja sealt väljutatakse ained vesilahustena >Tagab raku siserõhu (turgori) >Kindlustab organismide ringeelundkondade töö >osaleb organismide termoregulatsioonil >täidab kaitsefunktsiooni, pisarad, vesikest jne >osaleb enamikes keemilistes reaktsioonides. SAHHARIIDID >monosahhariidid: glükoos (viinamarjasuhkur); fruktoos (puuviljasuhkur), riboos, desoksüriboos >oligosahhariidid: sahharoos; maltoos (linnasesuhkur); laktoos (piimasuhkur) >polüsahhariidid: tärklis (taimede glükoosivaru); tselluloos; glükogeen (loomade energeetiline varuaine); kitiin. Ülesanded: energeetiline, ehituslik (tselluloos ja kitiin), varuenergeetiline (tärklis ja glükogeen), toiteülesanne (laktoos imetajate piimas),
Valgud ehk proteiinid DNA & RNA 2 Vitamiinid 2. Rakuline ehitus. Rakud jagunevad ainu- ja hulkrakseteks. Ainuraksed on näiteks bakterid, hulkraksed on näiteks koer. Rakk on kõige lihtsam ehituslik ja talituslik üksus, millel on veel kõik elu omadused. 3. Ainevahetus. Ainevahetuslikult jagunevad organismid auto- ja heterotroofideks. Autotroof on organism, kes sünteesib elutegevuseks vajalikud orgaanilised ühendid väliskeskkonnast saadavatest anorgaanilistest ainetest; selleks kasutatakse ka valgusenergiat (fotosünteesija) või redoksreaktsioonidel vabanevat keemilist energiat (kemosünteesija). Autotroofide põhisosa moodustavad rohelised taimed. Fotosünteesi käigus võtavad taimed keskkonnast CO2 ja H2O, tekib glükoos, jääkprodukt O2 eraldub atmosfääri. 6CO2+12H2O=C6H12O6+6O2 +H2O
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
