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 Esimene stabiilne ühend- oksaalohape (oksaaloatsetaat)- 4Cühend Fotohingamist ei ole 12. Kas meie laiuskraadil on levinud C3 või C4 taimed? Miks? C3 taimed 14. Millised plastiidid muudavad viljade oranziks, punaseks kollaseks? kromoplastid 15
17. Kust tuleb molekulaarne hapnik (mida me hingame)? Molekulaarne hapnik tekib fotosünteesi käigus vett lagundava kompleksi jääkproduktina. 18. Täitke lüngad. Calvini tsüklis toimub CO2st (mis ainest) glükoosi (mis aine) tootmine 19. Millise aine koosseisu (5 süsinikuline suhkur) CO2 (Calvini tsüklis) kõigepealt seotakse ja mis ensüüm seda reaktsiooni vahendab? Kõigepealt seotakse CO2 suhkru ribuloos 1.5 bisfosfaadiga. Seda reaktsiooni vahendab RUBISCO(ribuloos 1.5 bisfosfaadi karboksülaas oksügenaas). 20. Millal RUBISCO karboksüleerib ja millal oksügeneerib? RUBISCO karboksüleerib, kui seob süsihappegaasi ja oksügeneerib, kui seab hapnikku. 21. Teate üldiselt mis on fotohingamine ja miks see taimede kasvu pidurdab. Miks fotohingamine on taime ressursside raiskamine? Fotohingamine on protsess, kus Rubisco seob süsihappegaasi asemel fotosünteesiks hapnikku.
FOTOSÜNTEES 1. Kloroplastid membraanidest koosnevad taimeraku organellid, kus toimub fotosüntees. Klorofüll on fotoreaktiivne pigment ehk valgust absorbeeriv fotosünteesi põhipigment ehk fotosünteesi rohelised pigmendid. Fotofosforüleerimine ATP süntees valguse energia arvel. Rubisco (RuBisCo) on bifunktsionaalne ensüüm, omades lisaks karboksülaasi akttivsusele (CO 2 liitmine) ka oksügenaasi aktiivsust (O2 liitmine). Valgustkoguv (püüdev) kompleks antenn-molekulidest ehk valgustpüüdvatest klorofüllidest ja abipigmentidest pluss mõni eriotstarbeline fotokeemiliselt reaktiivsest klorofüllimolekulist e reaktsioonitsentrist koosnev fotosüsteem.
tekkiv stabiilne vaheprodukt on kolme-süsinikuline. Lisaks C3 fotosünteesile eristatakse veel C4 ning CAM fotosünteesi, mille puhul eelnevad PCR tsüklile CO2 siduvad protsessid. 3.1 PCR tsükli reaktsioonid PCR tsükkel on 13-astmeline karboksüleerimisprotsess (vt joonist 1), millest võtab osa 11 ensüümi. PCR tsükli alguseks loetakse primaarset süsiniku ja ribuloos-1,5-bisfosfaadi (RuBP) sidumise reaktsiooni, mida katalüüsib RuBP karboksülaas-oksügenaas (Rubisco): RuBP + CO2 → 2 3-PGA Tavaolekus on Rubisco inaktiivne ning aktiivtsentrisse on tugevalt seondunud RuBP molekul, mis takistab aktivatsiooniks vajalikku CO2 seondumist. Reaktsiooni käivitamiseks on vaja Rubisco aktivaasi, mis eemaldab dekarbamüleeritud (inaktiivsest) aktiivtsentrist RuBP ning võimaldab karbamüleerimist ning Mg2+ liitumist aktiivtsentrisse. Seeläbi formeerub katalüütiliselt aktiivne tsenter, kuhu liitub uuesti RuBP. Reaktsiooni käigus reageerib CO 2
De-epoksüdaas lagundab sidemed ja saadakse zeaksantiin. Millel põhineb karotinoidide fotosünteesi aparaati kaitsev toime Karotinoidide abiga toimub üleliigse valgusenergia muutmine soojuseks. Samuti osalevad reaktiivsete hapniku vormide kõrvaldamisel. Kirjutage fotosünteesi valgusstaadiumi produktid ja selgitage, milleks neid kasutatakse fotosünteesi biokeemilises faasis valgusreaktsioonide produktid on ATP ja NADPH, neid on vaja Calvini tsüklis. ATP'd on vaja redutseerimiseks, Rubisco ja suhkrute aktiveerimiseks. NADPH'd on ka vaja redutseerumisel. [Calvini tsükli (kui see käib 3 korda ringi) produktiks on 1 glütseeraldehüüdfosfaadi molekul.] Selleks, et ühte CO2 molekuli assimileerida on vaja 2 NADPH'd ja 3 ATP molekuli. Tooge mõni näide hapniku aktiivühendite kahjulikust toimest Hapniku aktiivühend põhjustavad membraanide küllastumata rasvhapete ja kaksiksidemete oksüdeerimine orgaaniliste peroksiidide moodustamisega, mis muudab membraanide omadusi.
elektronide aktseptorid ferredoksiinid. Toodab NADPH. Taimedes esineb kaht tüüpi fosforüleerimist: 1 atsükliline (osalevad FSII ja FSI, sünteesitakse ATP ja NADPH ning eraldub O2). Iseloomulik z-skeem. 2 tsükliline (osaleb ainult FSI, ATP ainus produkt, O2 ei genereerita ja NADPH ei sünteesita). P700lt eraldunud fotoergastatud elektron ei liigu edasi NADPH-le vaid pöördub ferrodoksiinilt läbi tsütokroom bf kompleksi tagasi plastotsüaniinile. 5. Rubisco mõiste, roll fotosünteesis; milline ühend toimib CO2 fikseerijana (nimetus, struktuur). Rubisco on bifunktsionaalne ensüüm, mis omab lisaks karboksülaasi aktiivusele (CO2 liitumine) ka oksügenaasi aktiivsust (O2 liitumine). Täpsem nimi on ribuloos-1,5-difosfaadi karboksülaas/oksügenaas. Tõenäoliselt maailma kõige levinum valk. Lokaliseerub kloroplastide stroomas. 6. Calvin-Bensoni tsükli iseloomustus, kesksed metaboliidid, seosed glükolüüsi reaktsiooniahela
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' `müts' (cap)- funktsioonid: Olla `lipuks' transpordil tuumast välja, Kaitsta lagundamise eest, Seondumiskoht ribosoomile (translatsiooni algus) · 3' polü(A) saba- funktsioonid: Kaitseb lagundamise eest, Vajalik translatsiooni lõpetamiseks · Splaissimine- snRNA molekulid viivad läbi. Splaissing võimaldab ühelt DNA järjestuselt kodeerida erinevaid valke. Spinat ja müürlooga rubisco aktivaas oli esimene 1998 · Eksonid järjestuse osa, mis jääb alles · Intronid väljalõigatud järjestuse osad Regulaatorvalgud- reguleerivad RNA polümeraasi tööd. Repressor ja aktivaator- molekulid, mis soodustavad või takistavad transkriptsiooni. Mittekodeeriv RNA molekul- Funktsionaalne RNA molekul, mille info põhjal ei sünteesita valku · Kaks peamist gruppi:
• Kõrbetaimedel – õhulõhed öösel lahti…? • Troopikataimed? Uuri C3, C4 ja CAM taimede erinevusi. Lisalugemine C3- taimed on paraskliimavöötme taimed, milles fotosünteesi ajal kõigepealt moodustub kolme süsinikaatomiga 3-fosfoglütseraat, päeval on nende õhulõhed avatud, öösel suletud. C4- taimed on taimed, mis on kohastunud kuumas kliimas, sulgevad õhulõhed, kui on liiga kuum ja ei võta seda fotosünteesiks otse õhust, vahendab RuBisCO. Neid ei kahjusta fotorespiratsioon. C4-taimed on peamiselt kõrbetes ja troopikas. Nad moodustavad umbes 5% taimeliikidest. – mais ja suhkruroog , CAM – kaktused, sukulendid, kukeharjad, ananass – öösel õhulõhed lahti . •Ülesanne •Suletud konteineris, milles CO2 konts on 0,0035%, on üks C3, C4 a CAM taim. Neid valgustatakse 12 tundi ja jäetakse järgmiseks 12 tunniks pimedasse. Muud keskkonnatingimused on samad: temperatuur, niiskus, pinnas. Milline taim jääb kauemaks ellu
.....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?
vetikarakuni teatud sügavusel veekogus. See on omane C-fükoerütriini ja C-fükotsüaniini omavatele vetikatele. 7. Antennpigmendid, karotinoidid, limakiht. 8. Planktilistel sinivetikatel on ujuvuse tagamiseks gaasivakuoolid. Need võimaldavad liikuda soodsamasse veekihti, milles toitumistingimused on paremad. Valgusmikroskoobis paistavad gaasivakuoolid väikeste, tugevalt valgust murdvate kehakestena. 9. RuBisCo on kristalliseerunud ensüüm ribuloos-1,5-bifosfaat karboksüülaas-oksügenaas, mis asub polüeederkehas sinivetika rakus. RuBisCoga tagatakse fotosünteesi pimedusreaktsioonide tsüklis (Calvini tsüklis) glükoosi molekuli moodustumine. 10. Sinivetika ,,tärklise" graanulid (süsivesikute varuna), tsüanofüsiini graanulid (lämmastikuvaruna), polüfosfaadi graanulid (fosforivaruna). 11. Heterotsüstide funktsiooniks on õhulämmastiku fikseerimine, ning see on rangelt
Klorofüll tekib taimedel valguse mõjul. Kõigepealt noorel taimel pole rohelist pigmenti, nad on hallkollakad, kloroplastidel ei ole nii hea struktuur, aga kui ta on juba valgust saab, siis muutuvad nad roheliseks. CO2 sidumine fotosünteesis: CO2 sidumine Calvini tsüklis. CO2 siseneb rakku, toimub Calvini tsükkel, väljuvad suhkrud, päikesevalgus annab omakorda ATP ja NADPH. Calvini tsüklist väljub ka NADP ja ADP fotosünteesiks. Väljast tuleb H2O ja fs väljutab O2. rubisco – (RuBisCo) on bifunktsionaalne ensüüm, omades lisaks karboksülaasi akttivsusele (CO2 liitmine) ka oksügenaasi aktiivsust (O2 liitmine). Seob CO2-te. Taimelehtedes moodustab Rubisco tihti 30 – 50% lahustuvast valgust ja 14 –25% koguvalgust. Tunnused C3-taimed C4-taimed CAM-taimed Lehe ehitus Mesafüll kihiline, Mesafüll on radiaalselt Mesafüll on kihiline,
reaktsiooni vahendusel NADP-le. Tagajärjeks on 1. Vee oksüdatsioon ja O2 eraldumine. 2. NADPH moodustumine. 3. ATP moodustumine. Tsüklilisel elektrontranspordil kantakse elektronid redutseeritud primaarselt aktseptorilt ferredoksiini ning tsütokroomide vahendusel tagasi P-le. Tsükliline elektrontransport tagab üksnes ATP sünteesi ning ei kaasne NADP redutseerimine ega O2 eraldumine. 8. CO2 sidumine fotosünteesis. Calvini tsükkel. Ensüüm Rubisco. CO2 peamiseks assimilisatsiooni rajaks FSs on Calvini tsükkel (pentoosfosfaaditsükkel). Tsükli võib jagada kolmeks: 1. Karboksüülimine, 2. Redutseerimine, 3. Akteptori regenereerimine. Just esimeses faasis seotakse CO2 (rubisco). Erinevad vaheastmed, kui lõppsaaduseks on kaks fosfoglütseraadi molekuli. Redutseerimisfaasis toimub 3-fosfoglütseraadi fosforüülimine ning redutseerimine aldehüüdrühmaks. Aktseptori regenereerimisel toimub redutseerimisfaasis
fotokeemilise reaktsiooni vahendusel NADP-le. Tagajärjeks on 1. Vee oksüdatsioon ja O2 eraldumine. 2. NADPH moodustumine. 3. ATP moodustumine. Tsüklilisel elektrontranspordil kantakse elektronid redutseeritud primaarselt aktseptorilt ferredoksiini ning tsütokroomide vahendusel tagasi P-le. Tsükliline elektrontransport tagab üksnes ATP sünteesi ning ei kaasne NADP redutseerimine ega O2 eraldumine 8. CO2 sidumine fotosünteesis. Calvini tsükkel. # Ensüüm Rubisco. Calvini tsükkel fotosünteesi pimedusstaadiumi reaktsioonide jada, mille käigus seotakse õhulõhede kaudu sisenenud CO2 ja moodustatakse valgusstaadiumi tulemusena tekkinud NADPH ja ATP molekule , kasutades sahhariide. Vabaneb hapnik. Reaktsioonid leiavad aset kloroplasti stroomas. 3 osa: Karboksüülimine, redutseerimine ja aktseptori regenereerimine. Karboksüülimine: Seotakse Ribuloos-1,5-difosfaat ja CO2, moodustub 6 süsinikuline
reaktsioonide produktid ATP ja NADPH võimaldavad CO2 redutseerimist ja selle arvel orgaanilise aine sünteesi de novo. Fotokeemilised reaktsioonid on lokaliseeritud graanulitesse. Ensüümid, mis on seotud CO2 assimilatsiooniga, on stroomas. CO2 assimilatsiooni reaktsioonid moodustavad tsüklilise süsteemi reduktiivse pentoosfosfaatide tsükli e. Calvini tsükli. CO2 seotakse 5-süsinikulisele ribuloos 1,5-bisfosfaadi (RuBP) molekulile ensüümi RuBP karboksülaasi/oksügenaasi (Rubisco) osavõtul. Karboksüülimisreaktsiooni produktiks on kaks molekuli fosfoglütseriinhapet (PGA). Alternatiivselt võib Rubisco katalüüsida CO2 asemel O2 sidumist e. Oksügenaasset reaktsiooni, mille tulemusena moodustub üks molekul PGA-d ja üks molekul fosfoglükolaati. Sünteesitud PGA redutseeritakse trioosfosfaatideks fotokeemilistes reaktsioonides moodustunud ATP ja NADPH osavõtul. Suurem osa trioosfosfaatidest jääb tsüklisse ja
paberkromatograafia ja autoradiograafia abil. Avastas calvini tsükli. 4. Kirjeldage 3-fosfoglütseraadi moodustamise protsessi ribuloos 1,5-bisfosfaadi karboksülaasi reaktsioonis. Ribuloos bisfosfaadi karboksülaas katalüüsib CO2 fikseerimist: Ribuloos-1,5-bisfosfaat + CO2 2 3-fosfoglütseraati. Alternatiivina katalüüsib sama ensüüm oksügenaasi reaktsiooni, seetõttu nim teda RuBP karboksülaas/oksügenaas (RuBisCO). 5. Kirjeldage kuidas moodustub fosfoglükolaat Rubisco oksügenaasi reaktsioonis. Defineerige mis on fotorespiratsioon. Ribuloos bisfosfaadi karboksülaas katalüüsib oksügenaasi reaktsiooni, seetõttu nim teda RuBP karboksülaas/oksügenaas (RuBisCO). Fotorespiratsioon valgushingamine. Valgusest sõltuv O2 neeldumine ja CO2 eraldumine. 6. Joonistage skeem, mis kirjeldab 3-fosfoglütseraadi konverteerimist fruktoos-6-fosfaadiks ja ribuloos 1,5-bisfosfaadi regenereerimist.
c) Seal lagundatakse H2O molekulid-vee fotolüüs. d) O2 vabaneb, H-molekulid annavad energia ATP ja NADPH sünteesiks. Seda etappi nim valgusfaasiks - vajab toimumiseks valgust. 2. Calvini tsükkel (CO2glükoos) C pannakse orgaanilisele ainele juurde nn C- assimilatsioon. a) ATP energia abil lisatakse CO2 ribuloosile (5C) b) NADPH lt võetakse H. c) tekib 6 C-ga glükoos (C6H12O6). Neid protsesse katalüüsib ensüüm Rubisco. Seda etappi nim pimefaasiks ei vaja toimumiseks valgust. KOKKUVÕTE: Fotosüntees toimub taimede rakkudes mis sisaldavad kloroplaste. Valgus neeldub klorofülli molekulides mis paiknevad tülakoididel sopistunud kloroplastide sisemembraanidel. Fotosünteesi tingimusteks on valgus, CO2, H2O. Tulemuseks glükoos ja vabanenud hapnik. Mõlemad etapid toimuvad rakus üheaegselt! RAKU HINGAMINE Vastupidine protsess fotosünteesile!
Iseloomulik Z-skee. (2) tsükliline osaleb ainult FSI, ATP on ainus produkt, O2 ei genereerita ja NADPH ei sünteesita. 5. Süsivesikute süntees Calvini tsüklis pimereaktsioonid. Eristatakse nelja etappi: I etapp: CO2 sidumine pentoossuhkrust aktseptorile (ribuloos-1,5-difosfaat) ning trioossuhkru (3-fosfoglütseraat) teke. CO2 seotakse ribuloos-1,5-difosfaadile ensüümi ribuloos-1,5-difosfaadi karboksülaasi/oksügenaasi (rubisco) poolt. Rubisco on bifunktsionaalne ensüüm, omades lisaks karboksülaasi aktiivsusele ka oksügenaasi aktiivsust, koosneb 8 suurest ja 8 väikesest subühikust. II etapp: 3-Fosfoglütseraadi konversioon glütseeraldehüüd-3-fosfaadiks III etapp: süsivesikute süntees glütseeraldehüüd-3-fosfaadist. IV etapp: ribuloos-1,5-difosfaadi regenereerimine. 1 molekuli glükoosi sünteesiks kulub 6 Calvini tsüklit ja 6 CO 2 ning
CO2 taandatakse suhkruks. Paralleelselt süsiniku taandamisega suhkruks tarbitakse 3ATP iga taandatud C kohta. CO2 siseneb lehte difusiooni teel õhulõhede kaudu. Lehe sisse jõudes difundeerub CO2 kiiresti laiali rakkudevahelistes õhuruumides. CO2 liikumise viimane etapp hõlmab lahustumise rakuseina vedelikus ja difusiooni vedelas faasis kuni ensüümini, mis CO2 seob ja muudab taandamiseks valmisolevateks vaheproduktideks. Rubisco on CO2 siduv ensüüm. Väga aeglane ensüüm. Ensüümi peab palju olema mõistliku CO2 sidumise kiiruse saavutamiseks. Karboksüülimine tähendab CO2 sidumist substraadile, milleks on ribuloosbisfosfaat. Tekib kuuesüsinikuline produkt, mis laguneb kohe kaheks kolmesüsinikuliseks. Need ongi elektrone vastuvõtvaks substraadisk, et saada muudetud kolmesüsinikuliseks suhkruks. Ühekaupa ei saa CO2 taandada, mürgise sipelghappe tekkimise pärast. Seetõttu CO2 taandatakse 3-5
· Fotosüntees kui kiirgusenergia keemiliseks sidemeks muutmise protsess · Arengumustri stimuleerija · Stressi faktor 15. Loetle FS osalevad keemilised ühendid? CO2, H2O, O2 16. Koosta FS võrrand 6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6O2 17. Millised keskkonnafaktorid on FS toimumiseks hädavajalikud? CO2 ja vee kättesaadavus, valgus 18. Mitu kvanti energiat osaleb minimaalselt ühe molekuli glükoosi moodustamisel? 8 19. Kust saadakse FS jaoks vabu elektrone? Vee fotolüüsil 20. Mis on Rubisco? Rubisco (RuBP karboksülaas-oksügenaas) on maailma levinuim valk, vähemasti 10- 25% lehe valkudest. CO2 siduv ensüüm. 21. Miks nimetatakse enamlevinud FS tüüpi C3 FS? Esmaproduktiks 2 x 3 C-suhkrut (PGA), seetõttu seda nimetatakse C3 fotosünteesitüübiks 22. Mis on FS valgustuslik kompensatsioonipunkt? Platoo? Mida ma saan nende karakteristikute võrdlemisel eri lehtedel oletada nende lehtede kohta Valgustuslik kompensatsioonipunkt on valguse intensiivsus juhul, kui fotosünteesi
mõnest eriotstarbelisest fotokeemiliselt reaktiivsest klorofülli molekulist ehk reaktsioonitsentrist. Fotosüsteemid jagunevad kaheks: · fotosüsteem I ehk P700 neelab valgust 700nm juures. Koosneb klorofüll a'st ja lisapigmentidest. · fotosüsteem II ehk P680 neelab valgust 680nm juurest. Koosneb klorofüll a ja b'st ning lisapigmentidest. Kloroplastid, mida valgustatakse mõlema lainepikkuse juures, toodavad rohkem hapinikku, kui eraldi kokku võimalik. Rubisco Rubisco on bifunktsionaale ensüüm, omab nii karboksülaadi aktiivsust kui ka oksügenaasi aktiivsust. Rubisco katalüüsib anorgaanilise CO2 liitmise pentoosile, mille tulemusel tekib vaheühendina heksoos, mis seejärel lõigatakse kaheks trioosiks. Osaleb Calvini tsükli esimeses etapis. Calvin-Bensoni tsükkel Fotosünteetilise süsiniku sidumise ja taandamise tsükkel. · I etapp CO2 seotakse pentoosile ja saadakse 2 trioosi.
CO2 ja PEP reaktsioonis moodustub oksaaloatsetaat. . Reaktsiooni katalüüsib PEP-i karboksülaas. Moodustunud oksaloatsetaat redutseeritakse malaadiks, mis transportijate abil liigub lehe juhtkimpe ümbritsevatesse rakkudesse (ingl. bundle sheath cells), mida nimetatakse ka pärja (saksa Kranz) rakkudeks. Pärja rakkudes malaat dekarboksüülitakse dekarboksüüliva malaatensüümi poolt ja vabanev CO2 lülitub Calvini tsüklisse. 12.)Millist reaktsiooni katalüüsib ensüüm Rubisko.: Rubisco on CO2 siduv ensüüm. CO2 ainevahetus fotosünteesis (fotosünteesi biokeemilised CO2 taandamise reaktsioonid) CO2 redutseerimine ja sahhariidide süntees toimub kloroplastide stroomas Calvini tsüklis. (16-49 lk. 666). Süsihappegaas seostub ribuloos 1,5-difosfaadile (RubP) ensüüm ribuloos 1,5-difosfaadi karboksülaasi e. Rubisko vahendusel. 13.)Kloroplasti DNA ehitus, suurus, milliseid valke kodeerib Kloroplastid sisaldavad mitmeid
rakkude uuenemise. -Diferentseerunud rakkudes on nende ekspressioon pärsitud, nad ekspresseeruvad näiteks võrse tipumeristeemis. -Kui ekspresseerida neid geene kunstlikult nt lehtedes, moodustavad nad lehtede pinnal meristemaatiliste rakkude kuhjasid. Milliste geenide ekspresseerumise transkriptsioonitasandiline kontroll on reguleeritud valgusega (nimetage vähemalt kolm geeni) 1)Rubisco väikesubühik 2)LHC teatud valgu 3) nitraadireduktaas Millised iseärasused on valgusega reguleeritavate geenide regulaatorpiirkondadel Regulaatorpiirkondades on geeni kodeerivas osas 5’ pool cis-elemendid, millest sõltub valguse toime: kui need piirkonnad eemaldada, siis valgustundlikkus kaob ja vastupidi. Cis- elemendid võivad olla nii positiivse kui negatiivse toimega; ühes regulaatoralas on mitmeid
Millises faasis on vajalik ATP ja NADPH, milleks? Fotosünteesi biokeemililiseks staadiumiks on Calvini tsükkel. I faas, II faas, III regenereerimisfaas. II faasis on vaja ATP-d 1,3-bifosfoglütseraadi sünteesiks. III faasis on vaja NADPH-d 1,3- bifosfoglütseraadi redutseerumiseks. Millises kloroplastide osas CO2 sidumise ja redutseerumise reaktsioonid toimuvad? Millist reaktsiooni katalüüsib ensüüm Rubisko. Kloroplastide stroomas, Calvini tsüklis. Rubisco e. Ribuloos 1,5-difosfaadi karboksülaas katalüüsib süsihappegaasi seostumist ribuloos 1,5- difosfaadile (RubP) Kloroplasti DNA ehitus, suurus, milliseid valke kodeerib. Kloroplastid sisaldavad mitmeid kuni mitmeid kümneid rõngas-DNA molekule suurusega 120 000 – 160 000 bp. Sisaldab ~120 geeni, 60 neist on seotud RNA transkriptsiooni ja translatsiooniga (rRNA, tRNA, RNA polümeraasi ja ribosoomi valkude geenid). ~20 geeni kodeerivad fsETA valke.
vesi, mineraalained, süsinikdioksiid, Süsinik, hapnik, vesinik 16.Koosta FS võrrand 6CO2+6H2O+footonidC6H12O6+6O2+6H2O 17.Millised keskkonnafaktorid on FS toimumiseks hädavajalikud? Temperatuur, valguse ja vee kättesaadavus ja mulla toitainete sisaldus 18.Mitu kvanti energiat osaleb minimaalselt ühe molekuli glükoosi moodustamisel?8 kvanti 19.Kust saadakse FS jaoks vabu elektrone?saadakse vee molekuli lõhustumisel,(vee fotolüüsil)? 20.Mis on Rubisco?on CO2 siduv ensüüm, kõige enamlevinud ensüüm Maal 21.Miks nimetatakse enamlevinud FS tüüpi C3 FS? C3 FS tüüpi nim nii seepärast, et FS ajal moodustub 3 süsinikaatomiga 3-fosfoglütseraat 22.Mis on FS valgustuslik kompensatsioonipunkt? Platoo? Mida ma saan nende karakteristikute võrdlemisel eri lehtedel oletada nende 1 lehtede kohta? Valgustuslik kompsensatsioonipunkt on maksimaalne kiirguse kasutamispunkt
CO2, H2O, C6H12O6 (glükoos), O2; NADP,ADP,NADPH,ATP 16. Koosta FS võrrand 6 CO2 + 12 H2O → C6H12O6 + 6 O2 17. Millised keskkonnafaktorid on FS toimumiseks hädavajalikud? valgust, CO2 ja H2O 18. Mitu kvanti energiat osaleb minimaalselt ühe molekuli glükoosi moodustamisel? •Ühe molekuli glükoosi tootmiseks kulub vähemalt kaheksa kvanti energiat 19. Kust saadakse FS jaoks vabu elektrone? Vee fotolüüsil 20. Mis on Rubisco? Maailma levinuim valk, vähemasti 10-25% lehe valkudest 21. Miks nimetatakse enamlevinud FS tüüpi C3 FS? •Esmaproduktiks 2 x 3 C-suhkrut (PGA) 22. Mis on FS valgustuslik kompensatsioonipunkt? Hingamine ja FS on võrdsed Platoo? Maksimaalne fotosüntees. Valguse intensiivsuse suurenemisel fotosünteesi kasv aeglustub ja lõpuks küllastub (fotosünteesi valgusekõvera platoo) Mida ma saan nende karakteristikute võrdelmisel eri lehtedel
Millises faasis on vajalik ATP ja NADPH, milleks? Fotosünteesi biokeemililiseks staadiumiks on Calvini tsükkel. I faas, II faas, III regenereerimisfaas. II faasis on vaja ATP-d 1,3-bifosfoglütseraadi sünteesiks. III faasis on vaja NADPH-d 1,3-bifosfoglütseraadi redutseerumiseks. Millises kloroplastide osas CO2 sidumise ja redutseerumise reaktsioonid toimuvad? Millist reaktsiooni katalüüsib ensüüm Rubisko. Kloroplastide stroomas, Calvini tsüklis. Rubisco e. Ribuloos 1,5-difosfaadi karboksülaas katalüüsib süsihappegaasi seostumist ribuloos 1,5-difosfaadile (RubP) Kloroplasti DNA ehitus, suurus, milliseid valke kodeerib. Kloroplastid sisaldavad mitmeid kuni mitmeid kümneid rõngas-DNA molekule suurusega 120 000 160 000 bp. Sisaldab ~120 geeni, 60 neist on seotud RNA transkriptsiooni ja translatsiooniga (rRNA, tRNA, RNA polümeraasi ja ribosoomi valkude geenid). ~20 geeni kodeerivad fsETA valke
vahendab tänu valgusimavusvõimele päikesevalgusest energiat,millega ülemise osa maltspuidu niiskus võib olla märksa suurem,kui kaasneb O2 rinnnakõrgusel.Niiskus on suurim maltspuidu koorepoolses osas..Suurt tootmine.6CO2+6H2O+päikesevalgus/klorofüll=C6H12O6+6O2glükoostärkl erinevust on märgata ka kasvava puu lüli- ja maltspuidus.Tasakaalustatud istselluloos.Teatud liiki ensüüm rubisco-ainevahetusreaktsioone põhjustav niiskus-*puidu tasakaalustatud niiskus*õhu suhteline niiskus*õhu ja kiirendav org ühend stardib ja reguleerib Co2 õhust omastamist.Fotosünt temperatuur.Mööblikuiv puit 6-10%;tislerikuiv puit 10-15%;liimimiskuiv puit kiirus sõlt päikese intensiivsusest,õhu CO2 sisaldusest ja temp-ist.Kesk CO2 14%;hööveldamiskuiv puit 15-19%;õhukuiv puit 15-23%.Kahanemine ja sisal. Õhus on 0,03%
intensiivsust, suureneb noore metsa ja üldse taimede juurdekasv. Kuivemad alad muutuvad kuivemateks ja taimedel tekib veestress, mis viib taimestiku liigilise koostise muutumisele. Nt. veelembelised kuused asenduvad mändidega, mis suudavad ka kuivades oludes vett hankida ja elada. Samas sagenevad happevihmad (NOx tõusuga), mis halvendab muldade kvaliteeti ja mõjub metsa pindalale negatiivselt. 1) fotosüntees suureb just C3 taimedel (Rubisco efektiivsem) 2) kasv suureneb, samas kui mineraalaineid väheneb, siis hakkab taim rohkem juuri kasvatama 3) fotosünteesiv lehe pind suureneb 4) lehed vananevad kiiremini 5) vee kasutamise efektiivsus tõuseb (assimileeritud CO2/ transpiratsioonil kulunud vee hulk) 6) saagikus võib tõusta vegetatsiooniperiood pikeneb. 10. Millised kaks keskkonnaprobleemi on seotud osooniga? Toimub stratosfääri osoonikihi hõrenemine (nt CFC mõjul). Osoon moodustab Maa ümber
keemiliste sidemete energiaks) ja pimedusreaktsioon (moodustatakse orgaaniline aine ja lagundatakse CO 2). Kõik fotosünteesivad organismid sisaldavad spetsialiseerunud valgustundlike pigmente klorofülle kiirgusenergia absorbeerimiseks ja CO2 assimileerimiseks ja orgaaniliste ühendite moodustamiseks. Calvini tsükkel fotosünteesi pimedusstaadiumi tsükliline jada, milles kasutatakse ATP ja NADPH2. Reaktsiooni katalüüsib riboloos-bisfosfaadi karboksülaas ehk rubisco, mida kasutatakse CO 2 sidumiseks(?) Süsinikdioksiidi varu peab olema küllaltki rikkalik. Looduses ei ole ühtegi kohta, kus ta oleks defitsiidis. Ränivetikaid on hirmus palju. Epifüüt teise peal kasvav organism. Vetikad on epifüüdid. Ränivetikad toodavad ränist rakuseina, mis on ilusa mustriga. Nad on tähtsaks toiduallikaks zooplanktonile, kes temast otseselt toitub. Samas kasutavad neid toiduks ka väikesed kalakesed. Põhiliselt aerjalalised ja hiigelvähid.
e) sünteesitakse ATP Fotosüsteem I f) H-aatomid seotakse vastavale vesinikukandjale, tekib NADPH2. Moodustunud ATP ja NADPH2 on vajalikud pimedusstaadiumi reaktsioonide toimumiseks! 2.Pimefaas e Calvini tsükkel (CO2glükoos) C pannakse orgaanilisele ainele juurde nn C-assimilatsioon. a) ATP energia abil lisatakse CO2 ribuloosile (5C-suhkur) b) NADPH2-lt võetakse H. c) tekib 6C-ga glükoos (C6H12O6) Neid protsesse katalüüsib ensüüm Rubisco. NB! Kõige intensiivsem on FS valguse lainepikkusel 680nm - 440nm. Mõlemad etapid toimuvad rakus üheaegselt! 20 FS intensiivsust mõjutavad tegurid: 1. valgus 2. CO2 hulk 3. vee hulk 4. temperatuur 5. toiteelemendid (N, P, K jt) 6
transkriptsioonifaktorid seonduvad kas enhanseritega (toimivad kauge vahemaa taggant) ehk võimendajatega või vaigistajatega. Kui temperatuur tõuseb normaalsest kõrgemale siis toimub temperatuuriinitseeritud geenide aktivisatioon, selle tulemusel sünteesitakse temperatuurisoki valgud, mis aitavad raku sisekeskkonda stabiliseerida. Taimedes näiteks toimub RuBisCO süntees ainult valguse toimel. Steroidhormoonid sisenevad rakku, moodustavad hormoonikompleksi retseptorvalkudega, millega aktiveeritakse transkriptsioonifaktorid spetsiifiliste geenide ekspressiooni reguleerimiseks. Peptiidhormoonid seonduvad membraani retseptorvalkudega, mille tulemusena vallandatakse signaalitransduktsioon, signaali ülekanne läbi tsütoplasma tuuma, et
sadenevad. Karboksüsoom Esinevad autotroofsetel bakteritel, just oligaatsetel autotroofidel. Need on hulknurksed valgulise membraaniga struktuurid. Nad sisaldavad ribuloosdifosfaadi karboksülaasi (rubiscot) ja karboanhüdraasi. Rubisko on autotroofsel CO2 sidumise võtmeensüümiks. Karboksüsoomid esinevad näiteks nitrifitseerijatel bakteritel, tsüanobakteritel, tiobatsillidel. Karboksüsoomides luuakse kõrge CO2 sisaldus, mis on vajalik rubisco tööks. Klorosoom Esinevad rohelistel bakteritel. On ühekihilise membraaniga piklikud lamedad põiekesed. Paiknevad ridadena rakumembraani all. Neid näeb ainult elektronmikroskoobis. Neis paiknevad valgustkoondavad pigmendid rohelistel bakteritel. Ülejäänud osa fotosünteesiaparaadist paikneb neil rakumembraanis. Tänu klorosoomidele saavad rohelised bakterid fotosünteesida ka suhteliselt nõrgas valguses. Klorosoomis on põhiliseks fotosünteesipigmendiks bakteriklorofüll.
klorosoomid ja gaasivakuoolid). Mesosoom on rakumembraani sissesopistis. Rakule kinnituvad viburid ja piilid. Bakteriribosoomid 70S (30S+50S) ribosoomid. Väga palju ribosoome (7000-70000), 1 sek moodustub 5-10 ribosoomi. Tsütoplasma massist võivad ribosoomid moodustada 30+%. Kõrge RNA sisaldus tsütoplasma on happeline ja värvitav aluseliste värvidega. Spetsiifilised organellid 1. Karboksüsoomid- avastati tsüanobaktereid uurides. Sisaldavad Rubisco ja karboanhüdraasi (CA) agregeerunuid molekule. Esinevad autotroofsetel bakteritel. Ümbritseb valguline kate. 2. Aerosoomid (gaasipõiekesed)- Gaasivakuoolid koosnevad valgulise membraaniga gaasipõiekestest. Valgud membraanis on hüdrofoobsed. Hüdrofoobne membraan takistab vee tungimist põiekesse. Gaasid difundeeruvad põiekesse ja nende koostis seal on sama, mis väliskeskkonnas. Gaasirõhk põie sees on ca 1 at. Kui rakke töödeda
lõhkevad ja rakud sadenevad. Karboksüsoom Esinevad autotroofsetel bakteritel, just oligaatsetel autotroofidel. Need on hulknurksed valgulise membraaniga struktuurid. Nad sisaldavad ribuloosdifosfaadi karboksülaasi (rubiscot) ja karboanhüdraasi. Rubisko on autotroofsel CO2 sidumise võtmeensüümiks. Karboksüsoomid esinevad näiteks nitrifitseerijatel bakteritel, tsüanobakteritel, tiobatsillidel. Karboksüsoomides luuakse kõrge CO2 sisaldus, mis on vajalik rubisco tööks. Klorosoom Esinevad rohelistel bakteritel. On ühekihilise membraaniga piklikud lamedad põiekesed. Paiknevad ridadena rakumembraani all. Neid näeb ainult elektronmikroskoobis. Neis paiknevad valgustkoondavad pigmendid rohelistel bakteritel. Ülejäänud osa fotosünteesiaparaadist paikneb neil rakumembraanis. Tänu klorosoomidele saavad rohelised bakterid fotosünteesida ka suhteliselt nõrgas valguses. Klorosoomis on põhiliseks fotosünteesipigmendiks bakteriklorofüll. 38
....................oksüdeeritakse ja ..........................redutseeritakse. Kirjutada sisse õige variant. a) Sahharoos-hapnik b) Süsihappegaas-vesi c) Vesi-süsihappegaas Fotooksüdatsioon ja süsihappegaas redutseeritakse suhkruks d) Vesi-hapnik e) Sahharoos-süsihappegaas 126. Nimetage kloroplastis funktsioneerivaid subühikutest koosnevaid valke, mille mõned subühikuid on kodeeritud tuuma genoomis, mõned kloroplasti genoomis. rubisco Mikrofilamendid 127. Aktiini omadused. Aktiinimolekuli polaarsus ja seotus ATP/ADP-ga, + ja ots. Aktiin moodustab 1-5% koguvalgust; kodeeritud geenide perekonna poolt; selgroogsetes aktiinide geenide produktid erinevad ainult 4-5 aminohappe poolest, kuid erinevate aktiinimolekulide funktsioonid on erinevad; geenid on konserveerunud; molekulis ~375 aminohappe jääki; Iga aktiini molekul sisaldab Mg iooni ja ATP või ADP
vastutavaid geene, samas kui patogeenidel võib leida palju degradatsiooniks vajalikke ja virulentsusgeene. Patogeenidel on vaja degradeerida taimeraku seina, samas kui mutualistlikud bakterid pigem aktiveerivad stressivastuse geene, mis aitavad taime tekitatud stressist jagu saada. Kui patogeenidel on levinud palju sekretsiooniga seotud geene, siis mutualistlikel bakteritel on leitud lämmastiku fikseerimisega geene ning isegi ribuloos bisfosaat karboksülaas/oksügenaas (RubisCO) valke. Võrreldes risosfäärsete bakteritega on endofüütide hulgas rohkem levinud aspartaadi/maltoosi (Tar) ja dipeptiidide (Tap) kemotaksisega ja katabolismiga seotud geene. Samas kui patogeensetel bakteritel on rohkem leivnud seriini metabolismiga seotud geene. Lisaks on nii endofüütidel kui ka risosfäärsetel bakteritel oluline kemotaksis ja viburitega liikumine. Endofüütidel on mitmeid kahekomponentseid süsteeme, mis on vajalikud just taimedes elamiseks. Näiteks
annaabi.ee 
