Taimefüsioloogia (0)

A. veevahetus taimes
1. Defineerige veepotentsiaali mõiste
Mõistet kasutatakse vee liikumise suuna iseloomustamiseks ( muld , taim, atmosfäär). Iseloomustab vee energeetilist seisundit. Vesi liigub kõrgema vaba energiaga süsteemist madalamasse piirkonda. Võrdub vee keemilise potensiaaliga, mis on väljendatud rõhuühikutes ja avaldatud standardtingimustes paikneva puhta vee keemilise potensiaali suhtes.
2. Defineerige aine elektrokeemilise potentsiaali mõiste ja ühikud
Energia (J/mol), mis kombineerib keemilise pot. ja elektrilise pot.
3. Nimetage veepotentsiaali väärtust mõjutavad tegurid
Mõjutavad samad tegurid, mis vee elektrokeemilise potensiaali valemis. Lisaks sõltub neljast erinevast potensiaalist – gravitatsiooni, maatriks, rõhu, kontsentratsiooni.
4. Nimetage ja põhjendage ksüleemi anatoomilise ehituse kohastumused vee juhtimiseks
Ksüleem (tõusev vool) – taime juhtkude , mille põhifn. on vee transport kogu taime ulatuses. Trahheed – lülilised torukesed. Trahheiidid – piklikud rakud ja otstest teritunud rakud. Paljasseemnetaimedel ja sõnajalgtaimedel on ainult trahheiidid. Mõlema rakusisaldis on surnud ja rakuseinad tugevad ( puitunud ). Sekundaarseina paksendite järgi saab neid jagada: rõngas-, spiraal -, astmik ja soontrahhee/trahheiidid. Ei kollapseeru negatiivse rõhu tingimustes (paksuseinalised). Vee liikumisel esinev takistus väiksem (ei ole rakumembraani, sisaldis surnud). Trahheed on suurema diameetriga, vesi liigub veel kiiremini.
5. Millistes tingimustes taimede rakkudes on turgorrõhk positiivne, null või negatiivne?
0 – plasmolüüs, kui väliskeskkonnas on lahustunud ainete kontsentratsioon kõrgem (veepotensiaal madalam) kui rakus. Vesi difundeerub rakust välja. Turgorrõhk on positiivne, kui taime rakus on vett, mis avaldab rakuseinale survet . Rakus on kõrgem ainete kontsentratsioon kui väliskeskkonnas.
6. Leidke turgorrõhu suurus rakus kui veepotentsiaal on – .... MPa ja osmootne rõhk ...MPa
7. Leidke osmootse rõhu suurus rakus kui veepotentsiaal on –...... atm ja turgorrõhk ...... MPa.
8. Defineerige osmoos ja esitage konkreetne näide osmoosi kohta taimerakus .
Osmoos on vee liikumine läbi poolläbilaskva membraani difusiooni teel. Rakumembraan , läbitav vee jaoks, aga mitte vees lahustunud ühenditele.
9. Nimetage ja avaldage valemiga vedelikusammast kapillaaaris tõstev jõud ......... ja langetav jõud............
Tõstev jõud = pindpinevus * ümbermõõt = 2πrTcosα
Langetav jõud = raskuskiirendus * pindala * vee tihedus * kõrgus = πr2hgρ
Kui need jõud on võrdsed, saab leida vedelikusamba kõrguse kapillaaris: h=14.9/r.
10. defineerige difusioonikoefitsient. Veeauru difusioonikoefitsient on kas suurem või väiksem (õige variant alla kriipsutada) kui vedela vee difusioonikoefitsient. Kui palju suurem või väiksem?
10 000x . Aine kogus, mis kindlates temp ja rõhu tingimustes difundeerub ajaühikus läbi pinnaühikum kui kontsentratsiooni gradient on üks molm-4
11. Nimetada tegurid, mis suurendavad ja vähendavad veevoolu kiirust Poiseuille valemis
Vee viskoossus , rõhu erinevus piki toru. Toru raadius.
12. Kui suur on veevoolu kiirus juhtkimpude ksüleemis? Millest kiirus sõltub?
Okaspuutaimedel 1-2 m/h. Liaanidel kuni 500 m/h. Sõltub veepotensiaali gradiendist süsteemis muld-taim-atmosfäär. Takistusest juhtsoontes ja rõhu erinevustest juhtsoontes (juhtsoontes toimub rõhuvoolu toimel liikumine).
13. Piirplasmolüüsi korral on turgorrõhu väärtus null, veepotentsiaali ja osmootse potentsiaali väärtused on võrdsed.
14. Plasmolüüsiks nimetatakse rakusisaldise eemaldumist rakuseinast. Kui turgorrõhk on 0. Rakumembraani ja rakuseina hoiavad koos tsütoplasma niidid .
15. Defineerige transpiratsioonikeofitsient.Kuidas erinevad C4 taimede ja C3 taimede transpiratsioonikoefitsiendi väärtused? Miks?
Kulutatud vee hulk grammides, mida on vaja ühe grammi kuivaine sünteesiks. Koefitsent väheneb vee ja toitainete lisamisel. C4 taimed kasutavad vett ökonoomsemalt kui C3 taimedel, sest neil on õhulõhed avatud mittekuival ajal ja C3 taimedel päeval.
16 .Defineerige hüdraulilise juhtivuse mõiste.
Hüdrauliline juhtivus on takistuse pöördväärtus, mis mõjutab vee liikumise kiirust juhtsoontes. Ühikuks on vee ruumala, mis ajaühikus läbib pinnaühikule mõjuva jõu ühiku toimel.
17. Millal on õhulõhed avatud C3 taimedel päeval C4 taimedel niiskel ajal, CAM 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. Õhulõhed avanevad kui turgor sulgrakkudes on suurem kui kaasrakkudes ja sulguvad kui turgor sulgrakkudes on väiksem kui kaasrakkudes
22. Vedelikusamba katkemise tõenäosus suurema diameeriga juhtsoontes on suurem kui väiksema diameetriga soontes (Kirjutage õige variant kas suurem või väiksem) Miks?
Saab võimalikuks intensiivsem transpiratsioon , mistõttu tekib soontesse tugev negatiivne rõk (alarõhk). Gaaside lahustuvus vedelikes langeb ja eralduvad õhumullid. Vee transport blokeerib, vedeliku sammas katkes – kavitatsioon.
23. Caspary triibud sisaldavad millist polümeerset ühendit? suberiini Kus Caspary triibud paiknevad ja milline on nende tähtsus
Paiknevad ümber endotermi rakkude. Tagavad molekulide selektiivsuse. Suberiini sisalduse tõttu ei saa vesi liikuda apoplastis, vaid peab sisenema rakku. Endotermi tasandil toimub kontroll, millised vees lahustunud ühendid sisenevad rakkudesse ja millised mitte, sest membraantransport on membraanivalkude poolt kontrollitav protsess. Kui taimel on lisaks olemas ka ektoderm, siis sellel tasemel toimub ka kontroll.
24. Kirjutage atmosfääri veepotentsiaali arvutamise valem koos tähistuste selgitusega.
25. Kirjutage Van’t Hoffi võrrand ................................ koos tähiste selgitusega
26. Leida 1M glükoosi lahuse osmootne rõhk kui P=0, R=0,082 L atm/ mool K, temperatuur 27oC, i= 1
27. Milline on floeemi suhkrulahuse kontsentratsioon kui osmootne potentsiaal on miinus ........... MPa?
28. Juurerõhu suurus ja tekkimise põhjus taimedes
Juurerõhk on madal positiivne 0,1-0,5 MPa. Kui ioonid sisenevad mullalahusest veega taime, siis läbi apoplasti, sümplasti ja sümplasti plasmodesmide satuvad ksüleemi. Ksüleemis madaldub seetõttu veepotensiaal (võrreldes mullalahuse omaga) ja vett hakkab ksüleemi sisse tulema . Samal ajal tekib ksüleemitorudes rõhk, tekib juurerõhk.
29. Millist õhulõhede liikumist nimetatakse passiivseks?
Kui sulgrakkude naaberrakkude turgorrõhu muutustest on tingitud liikumine
30. Millest on tingitud turgori muutus õhulõhede avanemisel hommikul
Tingitud sulgrakkudesse sissetulnud veest, mis põhjustab turgorrõhu sulgrakkudes. Sulgrakkude õhupilupoolsed seinad muutuvad nõgusaks (radiaalse mitsellatsiooni tõttu – tselluloosi mikrofibrillid paiknevad õhulõhega risti) ja turgorrõhk on suurem kui kaasrakkudes, mis ka piirnevad õhulõhet. Selleks, et vesi liiguks sulgrakkudesse, peab olema madalam veepotensiaal sulgrakkudes ehk osmootselt aktiivsete ainete kontsentratsioon tõusma. Võidakse toota malaati nt. (C4 ja CAM taimed). Selleks, et K ioonide sisaldust tõsta, on vaja Kin kanalid avada. Kui membraan hüperpolariseerub (membraanipotensiaal muutub negatiivsemaks), siis avatakse Kin kanalid. Cl ioonid aitavad membraani hüperpolariseerumist säilitada. Selleks, et membraan hüperpolariseeruks, peab sulgrakust prootonATPaas pumpama prootoneid sulgrakust välja. prootonATPaasi on vaja eelnevalt aktiveerida, seda teevad nt fototropiinid PHOT1 ja PHOT2, mõlemad on proteiinkinaasid ja valguse akseptorid ning autofosforüleerimise kaudu aktiveeriakse ATPaas . Turgori muutus õhulõhede avanemisega on tingitud seega valguse intensiivsuse kasvust, mis toimubki hommikuti, kui päike tõuseb.
31. Kirjutage põhjus-tagajärg ahel mis viib hommikul õhulõhede avanemisele.
Hommikul kasvab valguse intensiivsus ja taimede rakuvaheruumis on CO2 madalale langenud. CO2 madal kontsentratsioon on signaaliks PEP karboksülaasile. (vt eelmist).
32. Miks ABA toimel turgor sulgrakkudes väheneb?
ABA-ga kaasneb Ca2+ ioonide kontsentratsiooni kasv rakkudes, mis aktiveerib Ca+2 sõltuvad proteiinkinaasid ja toimub autofosforüleerimine. See inhibeerib prootonATPaasi ja prootoneid ei saa sulgrakkudest välja pumbata . Avanevad SLAC S anioonsed kanalid ja Cl, malaat lähevad välja. Membraan depolariseerub (membraanipotensiaal muutub positiivsemaks) ja Kout kanalid avanevad. Veepotensiaal taimes tõuseb, turgor väheneb.
33. Kuidas ABA põhjustab [Ca 2+] kasvu sulgrakkude tsütosoolis?
ABA seondub oma retseptoriga ja proteiinfosfataasiga. Moodustunud kolmikkompleks aktiveerib kinaasid, mis aktiveerivad omakorda transkriptsioonifaktorid ja seetõttu saab võimalikuks SLAC geenide ekspressioon .
ABA → G valk aktiveerib ensüümi, mis muudab PIP2 → IP3 → ER-ist välja (kaltsiumioonid).
34. Iseloomustage kutiini ja suberiini koostist
Suberiinis saab eristada kahte erinevat domeeni: polüfenool (aromaatsed ühendid) ja teine sisaldab alifaatset ühendit. Alifaatses domeenis on leitud dikarboksüülhappeid, hüdroksüülhappeid, pikaahelalisi rasvhappeid ja fenoolhappeid. Polüfenoolne osa sarnaneb teatud osas ligniiniga.
Kutiin - koosneb 16C sisaldavatest küllastatud rasvhapetest. Koos vahaga moodustavad nad kutiikula , mida toodavad epidermi rakud
35. Nimetage juhtkudede floeemi- ja ksüleemi vett juhtivate rakkude peamised erinevused
Ksüleem – tõusev vool, tagab vee transpordi taimes. Kiirem vool, kuna rakusisaldis on surnud. Paksud (puitunud) rakuseinad. Negatiivse rõhuvoolu toimel liikumine. Vedeliku liikumisel on takistus väiksem võrreldes floeemiga.
Floeem – üldiselt langev vool, aga kui vaja fotosünteesiprodukte mujal, võib ka langev olla. Rakusisaldis on elus. Rakuseinad on elastsed. Positiivse rõhuvoolu toimel liikumine.
36. Kirjutage põhjus-tagajärg ahel mis viib õhulõhede sulgumisele veepuuduse tekkimisel
Veepuudus tekib, kui mulla vesilahuse veepotensiaal on madalam kui taimes. Vesi liigub kõrgema vabaenergiaga piirkonnast madalama poole. ABA toimel... (vt eespool ).
B. Fotosüntees
1. Kirjutage elektronide liikumise rada alates e- doonorist kui lahuses on ühendid redokspotentsiaalidega +0.82, -0.05 ja -1,3 V
-1,3 → - 0,05 → 0,82
2. Nimetage mõni fotosünteesi valgusreaktsioonides osalev ühend/ kompleks mis paikneb kloroplastide luumenis
MSP - vett lagundav kompleks (PS II-s), plastotsüaniidid (PC).
3. Nimetage fotosünteetiliselt aktiivse valguse lainepikkuste vahemik ja nimetage pigmendid mis fotosünteesis kasutatavat valgust absorbeerivad
Klorofüllidel Chla ja Chlb on kaks tugevamat neeldumisriba. Punases valguses 650-680 nm ja sinises (Soret riba) 430-470 nm.
4.Kuidas sõltub kvandi energiasisaldus footoni lainepikkusest? Kirjutage valem.
Sõltub pöördvõrdeliselt: E=hc/λ
5. Ultravioletseks kiirguseks loetakse footoneid lainepikkusega 10..400 nm Nimetage mõni UV kiirgust absorbeeriv ühend taimedes. Krüptokroom, antotsüaniin
6. Kirjeldage fükobiliproteiinide koostist, neeldumisspektrit ja millistes organismides esinevad.
Fükobiliin on kromofoor, mis sisaldab tetrapürrooli ja sarnaneb sapipigmendile bilirubiin. Neelavad kollast, oranzi, punast ja rohelist valgust. Veeslahustuvad antennpigmendid; tsüanobakterites ja vetikates.
7. Milline struktuur tagab klorofülli molekulis nähtava valguse footonite neeldumise? Mis toimub klorofülli molekulis footoni neeldumisel?
Nähtava valguse footonite neeldumise klorofülli molekulis tagab pikkade konjugeeritud
ahelate olemasolu (resonantsahelad). Footoni neeldudes ergastub pii- elektron konjugeeritud ahelate ketis.
Kui klorofüll neelab footoni, siis kantakse footoni energia klorofülli molekulile. Selle energia arvelt tõstetakse klorofülli elektron ergastusnivoole. Ta ei lange tagasi, hoopis siirdub akseptormolekulile ( naabruses ), mille põhinivoo on madalam Chl ergastusnivoo, kuid kõrgem kui Chl põhinivoo. Kvandi energiast osa muundub keemiliseks energiaks, mida mõõdetakse voltides vastava aine redokspotentsiaalina. Energia muundumine toimub kloroplastis, fotosüsteemide tsentris .
8. Vooluti heksaan : atsetoon (9:1) kasutamisel on fotosünteesivate pigmentide järjekord (alates kiiremini liikuvast) õhukesekihikromatograafia plaadil: a) klorofüll b klorofüll a karotiinid; b) klorofülla karotiinid klorofüll b; c) karotiinid klorofüll a klorofüll b; d) klorofüll b karotiinid klorofüll a
9. Loetlege PS I ja PS II peamised erinevused
Kus, ülesanne, tsentripigment, e- aktseptor , e- doonor
PS I – strooma tülakoidides, tegeleb NADPH moodustamisega, P700, Fdx, valkude koostis ja
pigmendid antennides erinevad, PC
PS II – graani tülakoidides, tegeleb oksüdeerimisega, P680, PQ, vett lagundav kompleks,
H2O
10. Loetlege tunnuseid mille poolest PS I ja PS II on sarnased
Tülakoidide membraanis, sisaldavad 2 Chla/karotenoidi molekuli/(e) , footon põhjustab elektroni tõusmist kõrgemale energiatasemele, reaktsioonid sõltuvad valgusest.
11. Kuidas toimub fotosüsteemi antennis neeldunud kvantide energia liikumine
reaktsioonitsentrisse
Antennideks on pigmendid, mis koguvad valgust ja kannavad selle energia üle reaktsioonitsentrile.
Kombineeruvad 2 mehhanismi:
1. LHC-s on klorofüllid lähestikku – moodustub 1 ergastus üle kogu süsteemi
2. Fösteri resonantsmehhanism – ühe molekuli ergastus võib kustudes üle minna teise molekuli ergastuseks lainefunktsioonide ülekattumise tõttu.
12. Kirjeldage valgust neelava kompleksi (LHC) ehitust
Chl ja karotenoidid moodustavad valkudega kompleksi, mis määrab kindlaks pigmendimolekulide orientatsiooni ja vahekauguse, mis on oluline ergastusenergia efektiivseks ülekandeks. Moodustavad trimeere (on valk-pigment kompleksid ).
13. Millise lainepikkusega valgust neelavad klorofüllid
Klorofüllidel Chla ja Chlb on kaks tugevamat neeldumisriba. Punases valguses 650-680 nm ja sinises (Soret riba) 430-470 nm.
14. Millise lainepikkusega valgust neelavad karotinoidid?
470...510
15. Millise tunnuse alusel jaotatakse karotinoidid karotiinideks ja ksantofüllideks?
Ksantofüllid sisaldavad hapnikku, karotiinid ei sisalda
16. Kirjeldage karotinoidide molekuli üldist struktuuri
Kuuluvad isoprenoidide kategooriasse. Sisaldavad 40C-d, üles ehitatud 4-st terpeeni ühikust. Isopreeni polümeerid, mille otstes on tsüklid.
17. Nimetage kolm võimalust neeldunud kvandi energia liikumiseks klorofülli molekulis
1) energia edasikandumine järgmisele molekulile; 2) kaotada oma energia, liikuda tagasi ergastamata põhiseisundisse ja neeldunud kvandi energia eralduda soojusena või 3) footonina;
18. Defineerige fluorestsents. Miks on klorofülli fluorestsents punane?
Fluorestsent – valguse kiirgamine ainest, mida eelnevalt on ergastatud elektromagneetilise kiirgusega. Klorofülli molekulis neeldunud lühema lainepikkusega sinise valguskvandi suurem energiakogus hajub soojusena ja nii sinise kui ka punase valguskvandi energiast jääb alles ühesugune punase valguse energiasisaldusele vastav kogus.
19. Kuidas ja kus toimub fotosüsteemides valgusenergia muutumine keemiliseks energiaks?
Kloroplastides (fotosüsteemide tsentris). Kvant neeldub klorofüllis, mis põhjustab energia tõusu ja see viib elektroni ergastusnivoole. Ta ei lange tagasi, hoopis siirdub akseptormolekulile (naabruses), mille põhinivoo on madalam Chl ergastusnivoo, kuid kõrgem kui Chl põhinivoo. Kvandi energiast osa muundub keemiliseks energiaks, mida mõõdetakse voltides vastava aine redokspotentsiaalina.
20. Defineerige kvantsaagise mõiste ja arvutage selle väärtus ühe fotosünteesil eralduva O2 molekuli jaoks (koos selgitusega)
Kvantsaagis näitab neeldunud footonite ja sünteesitud molekulide suhtarvu. 2H2O → (4hv) 4 elektroni + 4H = O2 → 4 kvanti, teoreetiline kvantsaagis on 0,25.
21. Minimaalselt mitu kvanti on vaja (põhjendage) et fotosünteesi käigus veest eralduks
üks hapniku molekul .
Akumulaatorist kantakse 4 elektroni korraga kahele vee molekulile üle, nii et tekib hapniku molekul. Vee fotooksüdatsioonil kulub selleks 4 kvanti.
22. Kirjutage vee fotooksüdatsiooni võrrand, millises kloroplasti osas see toimub?
2H2O →4 elektroni +4H+O2
Toimub PS II vettlagundavas kompleksis (MSP) graani tülakoidide luumeni poolel.
23. Kirjeldage vee lagundamise kompleksi ehitust ja paiknemist kloroplastides.
PS II graani tülakoidide luumenipoolsel küljel. MSP koosseisus on 4 Mn aatomit. Kui footon neeldub, võtab PS II elektrone Mn-ilt. Veefotooksüdatsioon toimub astmeliselt → kompleks oksüdeerub. MSP on akumulaator .
24. Mitu kvanti on vajalik et veest hapniku molekuli eraldumisel vabanenud elektronid liiguksid NADP-le (põhjendage)
8 kvanti. Ühe elektroni eraldamiseks kulub üks kvant. 4 elektroni kantakse korraga akumulaatorist kahele vee molekulile. PS-I liiguvad elektronid ühe kaupa (4) NADP-le.
25. Kuidas elektronid liiguvad tsüklilises fotosünteetilises elektronide transpordiahelas
Elektron ei liigu PSI aktseptorpoolelt mitte edasi ferredoksiinile ja NADPH-le, vaid pöördub tagasi, redutseerides veel kord kinooni.
26. Nimetage võimalusi elektronide liikumiseks fotosünteetilises elektronide transpordiahelas kui NADP on redutseerunud ja ei võta elektrone vastu. Mis võib põhjustada NADP püsimist redutseerunud seisundis
1) tsükliline elektrontransportahel 2) elektroni üleminek õhuhapnikule
NADP püsib redutseerunud seisundis, kui teda ei kasutata mujal reaktsioonides parasjagu ja CO2 on vähe. Calvini tsükkel ei tööta mingil põhjusel.
27. Millised hapniku aktiivühendid moodustuvad kui elektronid liiguvad hapniku molekulile ühekaupa? Millal võib toimuda elektronide liikumine fotosünteetilises elektronide transpordiahelas õhuhapnikule, mitte NADP-le?
superoksiidne anioon •O2. Liikumine toimub sellisel viisil, kui Calvini tsükkel on küllastunud või ei tööta üldse.
28. Kuidas taimedes kahjustutakse superoksiidne anioon •O2‾?
Superoksiidi dismutaas, ensüüm, lagundab superoksiidse aniooni vesinikperoksiidiks ja vesinikperoksiid lagundatakse veeks katalaasiga
29. Kuidas taimedes kahjutustatakse vesinikperoksiid mis tekib kloroplastides Mehleri reaktsioonis?
Katalaas lagundab vesiniperoksiidi veeks
30. Miks pimeadapteeritud taimedes pärast esialgset liigse valgusenergia kiirgamist fluorestsentsina indutseeritakse mittefotokeemiline kustutamine?
Ergastuse mittefotokeemiline kustutamine on vajalik stressitingimustes (nt CO2 on vähe) ja ergastust ei suudeta üle kanda. Ergastuse püsimine võib olla ohtlik, kuna on suurem tõenäosus, et moodustuvad hapniku aktiivvormid. Selleks, et ohtu vähendada, siis suunatakse ergastus violaksantiinile, mis kombineerib enda sidemed ümber nii et moodustub mittefotokeemiline kustutaja zeaksantiin. See toimub siis, kui luumeni pH langeb. Kui fotosüntees intensiivistub (suureneb ATP tarbimine, luumeni pH muutub vähem happeliseks ), siis mittefotokeemiline kustutamise aktiivsus väheneb ja elektrontransport ahel hakkab tööle.
31. Milline tähtsus on violaksantiini zeaksantiiniks muutumisel ksantofüllide tsüklis?
Zeaksantiin on mittefotokeemiline kustutaja, mis moodustub PS II antennpigmentide kompleksis. Moodustub violaksantiinist, kui luumeni pH langeb.
32. Mis on fotokeemiline ergastusenergia kustutamine fotosünteesi valgusreaktsioonides?
Ergastus kasutatakse laengute lahutamiseks – toimub fotokeemiline reaktsioon , mille vältel klorofülli molekulist eraldunud elektron redutseerib elektroni akseptori ja oksüdeerunud klorofülli molekulisse jäänud positiivne „auk“ redutseeritakse doonormolekulilt pärineva elektroniga.
33. Mis on mittefotokeemiline ergastusenergia kustutamine fotosünteesi valgusreaktsioonides?
Ergastus kantakse violaksantiinile, mis kombineerib enda sidemed ümber nii et moodustub mittefotokeemiline kustutaja zeaksantiin. See toimub siis, kui luumeni pH langeb. Kui fotosüntees intensiivistub, siis mittefotokeemiline kustutamise aktiivsus väheneb ja elektrontransport ahel hakkab tööle.
34. Millist reaktsiooni katalüüsib violaksantiini de-epoksüdaas ksantofüllide tsüklis
De-epoksüdaas eemaldab violaksantiinilt epoksürühmad ja tekib zeaksantiin.
35. Kirjutage fotosünteesi valgusstaadiumi produktid ja selgitage, milleks neid kasutatakse fotosünteesi biokeemilises faasis
2NADPH: 1,3-bisfosfoglütseraat + NADPH → glütseeraldehüüd-3- fosfaat
3ATP – 3-fosfoglütseraadist 1,3-bisfosfoglütseraadi moodustamine
ribuloos-5-fosfaat → ribuloos 1,5-bisfosfaat
36. Tooge mõni näide hapniku aktiivühendite kahjulikust toimest
ROS võib reageerida membraani lipiididega ja kahjustab nende struktuure. Lipiidide peroksiid. Põhjustavad üldiselt oksüdatiivset stressi ja seetõttu rakule kahjustusi.
37. Defineerige prootonite liikumapanev jõud (pmf) Millistes ühikutes avaldatakse?
Prootonite elektrokeemilise potensiaali erinevus mõlemal pool membraani.V.
38. Kirjutage prootonite liikumapaneva jõu arvutamise valem kloroplastides ja leidke väärtus
pmf = Em+ 0,06deltapH. pmf= 0,01V + 0,06*3=0,17
39. Mitu ATP molekuli on võimalik sünteesida ja miks, kahe vee molekuli fotooksüdeerumisel vabanevate prootonite ja elektronide transpordil?
Kahe vee fotooksüdatsioonil vabaneb 4 elektroni (+4H) ja selle arvel viiakse üle 8H (Cytcb6f kompleks). 4/12=3 ATP-d
40. Nimetage fotosüsteem II aktseptorpoolel paiknevad elektronide aktseptorid redokspotentsiaali suurenemise (positiivsemaks muutumise) järjekorras
P680 → Pheo → QA → QB
41. Nimetage fotosüsteem I aktseptorpoolel paiknevad elektronide aktseptorid redokspotentsiaali suurenemise (positiivsemaks muutumise) järjekorras
P700 →A0 →A1 →Fes kompleksid (Fx→Fa→Fb) →Fdx
42. Millise redokspotentsiaaliga ühend peab moodustuma, et toimuks elektronide liikumine vee molekulilt fotosüsteem II reaktsioonitsentrisse?
Positiivsema redokspotensiaaliga ühend.
43. Kirjutage Calvini tükli esimese reaktsiooni (karboksüleerumine) võrrand
ribuloos-1,5-bisfosfaat + CO2 + H2O → 3-fosfoglütseraat (2x)
44. Kirjutage Calvini tsükli redutseerumisfaasi reaktsioonid
3-bisfosfoglütseraat + ATP→ 1,3-bisfosfoglütseraat + ATP
1,3-bisfosfoglütseraat + NADPH → glütseeraldehüüd-3-fosfaat + NADP
45. Kirjutage Calvini tsükli üldvõrrand (tsüklisse sisenevad ja tsüklist väljuvad ühendid)
3CO2+9ATP+6NADPH + 5H2O→ glütseeraldehüüd-3-fosfaat+9ADP+8Pi+6NADP+2H
46. Kirjutage taimedes toimuva fotosünteesi üldvõrrand
CO2 + 2H2O + 8hv (C H2O ) + O2 + H2O
47. Nimetage kolm põhjust miks Calvini tsükkel pimedas ei funktsioneeri
1) valgus aktiveerib Rubisco – soodustab Mg2+ liikumist tülakoidide luumenist stroomasse
2) Aktiveerib Calvini tsükli teisi ensüüme – Fdred reduts ensüümide S-S sidemed 3) õhulõhed on kinni, CO2 ei saa.
48. Kuidas valgus põhjustab Rubisco aktiveerumist
Valgust on vaja vaba Mg kontsentratsiooni jaoks nimelt tuleb Rubisco karbamüleerida. Lys jäägi juures, aktivaatorsaidis toimub karbamüleerimine (CO2 kondenseerimine). Lisaks tuleb metalli ioon liita (Mg). Valgus aktiveerib ka Mg transportvalgud ja soodustab Mg2+ liikumist tülakoidide luumenist stroomasse.
49. Kuidas valgus põhjustab GAP dehüdrogenaasi aktiveerumist Calvini tsüklis.
PS I akseptorpoolel Fd taandub, see taandab tioredoksiini ja see omakorda taandab ensüümide S-S rühmad → SH- deks .
50. Kuidas on defineeritud CO2 kompensatsioonipunkt
CO2 kontsentratsioon, mille juures fotosünteesil CO2 assimileerimise kiirus on võrdne hingamisel moodustuva CO2 tekkekiirusega.
51. Kuidas on defineeritud valguskompensatsioonipunkt
Valguse intensiivus, mille juures fotosünteesil O2 moodustuskiirus on võrdne rakuhingamiskiirusega.
52. Milline on fotosünteetiliselt aktiivse valguse maksimaalne intensiivsus maakeral?
1800 mikromooli * m-2 * s-1
53. Mis on valgushingamine ja millise reaktsiooniga see algab?
Protsess, kus hapnik asendab CO2 Calvini tsüklis. CO2 ja O2 konkureerivad Rubisco aktiivtsentri eest. Valgushingamisel seob Rubisco O2, mistõttu tekib glükolaat, mida tuleb edasiselt metaboliseerida. Kui CO2 kontsentratsioon on madal ja temperatuur tõuseb, siis need soodustavad. See alandab fotosünteesi efektiivsust .
Ribuloos-1,5-bisfosfaat + O2 → 2-fosfoglükolaat + 3-fosfoglütseraat.
54. Mida mõistetakse taimede pimehingamisena
Taimede põhiainevahetuse dissimilatsiooniprotsess. Esineb nii aeroobne (neelab hapnikku ja eritab CO2 ) kui (neelab hapnikku ja eritab CO2 ) anaeroobne hingamine. Hingamissubstraadiks on kudedes energeetilised varuained . Toimub mitokondrites.
55. Nimetage fotorespiratsiooni toimumise piirkonnad rakus.
mitokonder , peroksüsoom, kloroplast
56. Mis määrab proportsioonid fotosünteesi ja fotorespiratsiooni vahel
CO2 ja O2 kontsentratsioonide suhe lehe rakkudes on määrav. Kui see on kallutatud hapniku kasuks, siis toimub suurema tõenäosusega fotorespiratsioon. Tavajuhul 1/3 juhtudest seotakse Rubisco-ga vaid hapnikku. Kas RubP karboksüleeritakse või oksügeneeritakse.
56. Fotosünteesi intensiivsust mõõdetakse lehekambris eksperimentaalselt CO2 neeldumise järgi. Kas tegelik (arvutatud ) fotosünteesi intensiivsus (CO2 neeldumine ) on suurem või väiksem kui reaalselt mõõdetud? Põhjendage.
Arvutatud fotosünteesi intensiivsus on kõrgem kui reaalselt mõõdetud, sest ei arvestata difusioonikaududega. Difusioonil CO2 kontsentratsiooni väheneb poole võrra. Õhus 15mikroM – rakus 7 mikroM
57. Kui hapniku kontsentratsioon atmosfääris kasvab, kas fotosünteesi intensiivsus (CO2 neeldumine) suureneb/väheneb/ei muutu. (Õige variant alla kriipsutada) Põhjendage.
Suhe on kallutatud hapniku kasuks ja toimub suurema tõenäosusega fototranspiratsioon ja fotosünteesi efektiivsus väheneb.
58. Kirjutage C4 taimede iseloomulik CO2 sidumise reaktsioon. Millistes kranz (pärg) tüüpi anatoomiaga lehtede rakkudes see toimub.
C4 taimed koguvad CO2 mesofülli rakkudesse PEP karboksülaasi abil. ehk PEP + HCO3 → oksaalatsetaat. Puudub Rubisco mesofülli rakkudes.
59. Kirjeldage kuidas C4 taimedes tagatakse CO2 kõrgem kontsentratsioon juhtkimbu ümbrise rakkudes võrreldes C3 taimedega?
Mesofülli rakkude morfoloogiline iseärasus on see, et nad paiknevad tihedalt ümber juhtkimbu ümbrise rakkude (moodustavad pärja). Mesofülli rakkudes toimub CO2 kogumine PEP-karboksülaasi abil.
60. Millised C4 taimede fotosünteesi iseärasused põhjustavad suletud õhulõhede korral suurema fotosünteesi intensiivsuse võrreldes C3 taimedega.
C3 taimedel peavad olema õhulõhed avatud, et CO2 pääseks taime ja saaks toimuda fotosüntees. C4 taimed seovad PEP karboksülaasiga CO2 mesofülli rakkudesse ja moodustub oksaalatsetaat. Oksaalatsetaat konverteeritakse malaadiks ja transporditakse lehe juhtkimpe ümbritsevatesse rakkudesse. Seal dekarboksüleeritakse malaat. Nii saadakse CO2, mida saab edasiselt kasutada Calvini tsüklis. Kaod on väikesed transpiratsioonil (õhulõhed kinni) ja fototranspiratsiooni toimumine on väiksema sagedusega – PEP karboksülaas transpordib CO2 kiiresti sisse ja viib ta otse Rubisco juurde fotosünteesiks. Mitokondris ja kloroplastis.
61. Nimetage 3 CAM taimede fotosünteesi iseärasust mis võimaldavad kasvu ekstreemselt kuivades mulla ja atmosfääri tingimustes
Õhulõhed on avatud vaid öösel, päeval on suletud. Öösel toodetakse PEPi glükolaatses rajas ja PEP karboksülaasi abil seotakse CO2. Moodustub oksaalatsetaat, mis konverteeritakse malaadiks. Malaat säilitatakse vakuoolis. Päeval malaat väljub vakuoolist ja transporditakse kloroplasti, kus ta dekarboksüleeritakse. CO2 saab Calvini tsüklis kasutada. Päeval toimub C3 tüüpi fotosüntees (Rubisco ensüüm!), mis suurendab fotosünteesi efektiivsust.
63. Nimetage fotosünteesi iseärasused mille poolest CAM taimed erinevad teistest C4 taimedest .
CAM taimede õhulõhed on avatud öösel ning päeval suletud C4 taimedel avatud mittekuival ajal. CO2 sidumine ensüümi Rubiscost on kas ruumiliselt (C4 taimed, bundle sheat cells ja mesofülli rakud) või ajaliselt (CAM taimed, öösel ja päeval ) eraldatud. CAM taimedel toodetakse PEPi öösel ja seotakse CO2 öösel just. Saavad päeval CO2 malaadilt.
64. Fotosünteesil moodustuvatest suhkrutest tärklis sünteesitakse kloroplastis ja sahharoos tsütosoolis (kirjutage millises raku piirkonnas).
65. Miks keskpäeval toimub fotosünteesivates rakkudes ümberlülitus sahharoosi sünteesilt tärklise sünteesile
Keskpäevaks on sahharoosi kogus tsütosoolis juba nii suur, et hakkab inhibeerima omaenda sünteesi. Triooside kontsentratsioon kloroplastis ja tsütosoolis võrdsustuvad ning neid ei transpordita enam fosfaadi vastu tsütosooli. GAP aktiveerib tärklise sünteesi ja inhibeerivat Pi-d ei sisene.
66. Nimetage ühendid, mis floeemis liikudes tagavad mittefotosünteesivate kudede varustamise fotosünteesi produktidega.
sahharoos, osad rafinoosi suhkrud .
67. Kirjeldage plasmodesmi struktuuri.
Koosneb ERi katkematust ühendusest läbi rakukesta, mida ümbritseb plasmamembraaniga tsütoplasma kanal . ERi ja plasmamembraani ankurdunud valgud jagavad plasmodesmi mikrokanaliteks, mille kaudu toimub molekulide transport.
68. Floeemivoolu kiirus on ligikaudu 30-150 cm/h
69. Milline transportvalk on vajalik, et toimuks sahharoosi transport ilma plasmodesmideta leherakkudest floeemi sõeltorudesse või nende saaterakkudesse
Sahharoos- prooton transporter. Transpordib sahharoosi ja prootoni apoplastist floeemi. Apoplastis on kõrgem kontsentratsioon.
70. Kuidas Münch’i rõhuvooluteooria seletab rõhkude erinevuse teket tootva ja tarbiva piirkonna vahel?
Tootvas piirkonnas (leht nt) vabastavad toodetud suhkrud läbi sümplasti või apoplasti floeemi, misjärel langeb ψw ja H2O ksüleemist hakkab floeemi tungima tekitades hüdrostaatilise rühu, mille abil floeemi vedelik liigub. Tarbivas piirkonnas toimub floeemi tühjakslaadimine, veepot tõuseb ja vesi väljub. Seetõttu rõhk väheneb. Moodustuv rõhu erinevus laadimise ja tühjakslaadimiskoha vahel põhjustab floeemivedeliku liikumist.
71. Kuidas Münch’i rõhuvooluteooria seletab floeemivoolu liikumist erinevates suundades?
Liikumise põhjus: osmootsest potensiaalist tingitud rõhkude erinevus. Erinev veepotensiaal taimeosade vahel. (Rõhkude erinevus floeemi tühjakslaadimise ja pealelaadimise piirkonna vahel).
C. kasv ja areng
1. Defineerige antiklinaalne ja periklinaalne rakujagunemine.
Kuhu tekib uus vahesein ? Sellest sõltub morfogenees.
Antiklinaalne rakujagunemine – risti välispinnaga, taimemass suureneb
Periklinaalne rakujagunemine – paralleelne välispinnaga, taimemass suureneb
2. Defineerige primaarne ja sekundaarne meristeem
Primaarne meristeem – apikaalne ehk tipumeristeem, toimub maapealsete osade ja juurte pikkuskasv (primaarne kasv)
Sekundaarne meristeem – lateraalne , toimub varte ja juurte paksenemine (teiskasv).
3. Nimetage sekundaarse meristeemi tüübid ja neist moodustuvad koed
Kimbukambium – sekundaarne ksüleem ja floeem
Korgikambium – sekundaarne kattekude , mis moodustab peridermi.
4. Nimetage kolm peamist kudede tüüpi, mis moodustuvad tipumeristeemidest
Juhtkude, põhikude ja kattekude
5. Nimetage peamised embrüogeneesi etapid
preglobulaarne – globulaarne – üleminekuvorm – südamekujuline vorm – torpeedo - embrüo
6. Kuidas toimub katteseemnetaimedes kahekordne viljastumine ja millised struktuurid selle tulemusel moodustuvad
Kui tolmutera satub emakasuudmele, toimub viljastamine . Tolmuterast kasvab tolmutoru ja tipp avaneb . Tolmuteras jaguneb generatiivne rakk kaheks: 1. viljastab munaraku (moodustub embüro). 2. viljastab lootekoti tsentraalraku tuuma, moodustub endosperm ( toitekude ).
7. Mis on kallus ?
Kallus on diferentseerumata rakkude mass. Kallus on haavakude , tekib, kui taime vigastada. See võib aluse anda erinevatele rakutüüpidele
8. Kirjeldage võrse tipumeristeemi ehitust.
See on koonusekujuline ja koosneb raku kihtidest. Pealt katab tuunika (antiklinaarne jagunemine) ja sees on sisemiste rakkude mass – korpus (anti, peri, transversaalne jagunemine). Kõige nooremad rakud on tipus ; mida kaugemal tipust, seda vanem. Jaguneb omakorda:
CZ – korpuse ja tuunika rakud, sh tüvirakud. Jagunevad harva.
PZ – korpuse ja tuunika rakud. Jagunevad harva
RM – produtseerib juhtkoed
OZ – vanad rakud, arenevad leherakud
9. Millised muutused võrse tipumeristeemi ehituses toimuvad geenide STM ( shoot meristem less) ja CLAVATA muteerumisel
STM - väheneb tipumeristeemi tsentraalsete meristemaatiliste rakkude hulk (CZ). CZ rakkude säilitamine ja taastootmine
CLAVATA – meristeemid on ebapropotsionaalselt suured. Rakkude jagunemine on pärsitud. Vajalik organialgmete diferentseerumiseks.
10. Mis funktsioon on geenidel KNAT ja KNOTTED vastavalt müürloogas ja maisis. Millises taime piirkonnas nad ekspresseeruvad? Mis toimub nende ekspresseerumisel piirkondades kus nad normaalselt ei avaldu.
Produtseerivad homeodomeenseid TF-e, mis vastutavad tipumeristeemi säilitamise ja taastootmise eest. Kui ekspresseeruvad kohas, kus ei peaks, põhjustavad sagaraid vales kohas.
11. Milliste geenide ekspresseerumise transkriptsioonitasandiline kontroll on reguleeritud valgusega (nimetage vähemalt kolm geeni)
nitraadireduktaas, Rubisco väike subühik, LHC valgud
12. Millised muutused toimuvad võrse apikaalses meristeemis üleminekul generatiivsesse arengufaasi
Determineeritud kasv, uute valkude süntees, füllotaksise muutus, mitootilise aktiivsuse tõus, tipu kasvukuhiku lamenemine ja pinna suurenemine, õite väljakasvude initsieerimine
13. Kirjeldage lühidalt õie tekke ABC mudelit, millised geenid on ABC geenideks müürloogas ( Arabidopsis ), mis on nende funktsiooniks.
Muudatused igas nende geenis põhjustavad tüüpilise muudatuse õieosade asetuses. mRNA in situ hübridiseerimistehnika abil on võimalik jälgida nende geenide ekspresseerumist generatiivses meristeemis. Nende geenide poolt kodeeritud TF mõjutavad geenide sünteesi, mis määravad õieosade spetsiifikat. Nt AG – kroonlehed asendavad tolmukad, AP2 – viljalehed asendavad tupplehed . AG, IP, AP2, AP 3 – homeobox geenid.
ABC mudel eeldab, et homeobox geenide produktide kombinatsioon igas neljas õieosade ringis määrab antud piirkonna õieosade iseloomu. A ja C mõjuvad antagonistlikud
14. Kirjutage Lockharti valem (raku venivuskasvu kiirust määravad tegurid) ja nimetage võrrandis olevad suurused
deltaV/ delta t = Lm/L + m (P-y). m – plastilisuskoefitsent. L – hüdrauliline juhtivus. y – minimaalne efektiivne trugorrõhk. P – turgorrõhk. deltaV/delta t * V – ruumala suurenemine ajaühikus.
15. Primaarseina paksus on 0,1-0,3 mikrom, sekundaarseina paksus on 3-4 mikrom
16. Nimetage peamised primaar- ja sekundaarseina erinevused
Primaarsein – õhuke, elastne, kasvu võimaldav
Sekundaarsein – paks (ligniini kihid ), kasvuvõimetud, sageli surnud rakud, moodustub vaid teatud kudede rakkudes (juhtkudede ksüleem)
17. Millised iseärasused on kommeliiniliste seltsi kuuluvate taimede rakuseinal. Millisel olulisel põllumajanduslikul taimerühmal seda tüüpi rakusein esineb, milline on sellise erinevuse tähtsus venivuskasvule.
Rakuseinas tselluloosiga seonduv ristseoseline glükaan – glükuronoarabinoksülaanid (GAX). Rakuseinad on pektiinide madala sisaldusega ja sisaldavad kaneelhappe derivaate. Esineb kõrrelistel. Venivuskasvu kiirus sõltub rakuseina plastilisusest. Ristsidemed vähendavad elastsust ja vanade rakkude kasv väheneb.
18. Kuidas määrab tselluloosi fibrillide asetus rakuseinas rakkude venivuskasvu suuna
Raku kasvu suund on määratud tselluloosi fibrillide asetusega rakuseinas. Kasv võib olla ekspansioon (kõikides suundades võrdne) ja elognatsioon (ühes suunas). Ekspansiooni korral paiknevad tselluloosi fibrillid korrapäratult, elongatsioonil risti kasvusuunaga.
19. Kus toimub tselluloosi süntees? Milline on tselluloosi süntaasi kompleksi struktuur? Mis määrab tselluloosi fibrillide asetuse rakuseinas?
Plasmamembraanis paiknevates terminaalsetes ensüümkompleksites, mis katteseemnetaimedes moodustavad rosette . Substraadiks on UDPGlc. Rosett koosneb 6st subühikust, iga subühik omakorda tselluloosi süntaasist. Tselluloosi asetuse rakuseinas määrab rakumembraani alll asetsevate kortikaalsete mikrotorukeste asetus.
20. Kus toimub rakus ristseoseliste glükaanide (hemitsellulooside) süntees
Golgi kompleksis
21. Nimetage ligniini koostises esinevad peamised monomeerid . Milline keemiline struktuur on kõigi monomeeride koostises. Kus toimub monomeeride polümeriseerumine
Ligniin on taimede sekundaarkestadesse ladestuv polümeerne aine. Hakkab ladestuma, kui rakkude venituskasv on lõppenud. Peamised monomeerid on p-kumarüülalkohol, koniferüülalkohol ja sinapüülalkohol. Kõigi koostises on benseeni tuum. Polümeriseerumine (ligniini moodustamine) toimub apoplastis.
22. Milline on pektiinainete koostis. Milline on pektiinainete tähtsus rakuseinas?
Pektiinained on galakturoonhapet sisaldavad heterogeensed, hargneva ahelaga polümeerid, mis eralduvad rakuseintest Ca siduvate ainete toimel. Määravad rakuseintes esinevate pooride suuruse, annavad laetud pinnad (määravad iooni tasakaalu), seovad ensüümid (määrab nende kättesaadavuse). Rakuseina tugevus.
23. Mis määrab taimeraku jagunemisel fragmoplasti moodustumise koha?
Fragmoplast on struktuur, vesiikul, mis moodustub kahe tütarraku vahele raku jagunemisel. Moodustamise koha määrab ära kahe tütarraku vahele tekkinud polaarsete mikrotuubulite asetus.
24. Nimetage rakutsükli CDK-de aktiivsuse regulatsiooni kolm võimalust
1.seonduvad tsükliinidega määravad kinaaside substraadispetsiifilisuse ja lokalisatsiooni rakus
2.teatud jääkide (Tyr) fosforüülumise / defosforüülumise abil
3.inhibiitorvalkude seostumisel CDK-tsükliin kompleksile. Hoiavad rakud G1 faasis, takistades S faasi üleminekut
25. Millised CDK-d ja tsükliinid vahendavad kasvuainete toimet rakutsüklile?
D tsükliinid on olulised välis- ja arenguliste sisesignaalide (kasvuhormoonid) vahendamises rakutsüklisse. G1→S minekul - CDKA+CycD. D tsükliinid kontrollivad rakutsükli sisselülitumist. CDK peavad omavad PSTAIRE piirkonda (nt CDKA)
Ilma auksiini ja tsütokiniinideta ei toimu kalluse moodustumist rakukultuurides.
26. Nimetage, milliseid taimede kasvuained ja millises rakutsükli faasis osalevad rakutsükli regulatsioonis.
Tsükliinid vahendavad taimede kasvuainete mõju.
Sahharoos, auksiin ja tsütokiniin CycD (D-tüüpi tsükliini kaudu) G1→S. ABA on inhibiitor - CycA S→M. (ABA kontsentratsiooni kasvades indutseeritakse CDK-tsükliin kompleksi inhibiitorite süntees). Arestib.
27. Nimetage idandite de-etioleerumisel toimuvaid muutusi
Idand on alguses kasvanud pimedas ja siis hiljem eksponeeritud valgusele. Valgus toob kaasa mitmeid muutuseid. Idanemist soodustati, idandite pikenemist pärsiti. Taime kohta üldiselt: toimub klorofülli ja karotenoidide süntees. Etioplastid arenevad kloroplastid . Lehtede suurenemine ja laienemine. Varre kasvu pärssimine.Toimuvad muutused, mis on olulised fotosünteesi ettevalmistamise jaoks.
28. Nimetage proplastiidide ja etioplastide peamised struktuursed iseärasused ja funktsioonid
Etioplastid – kloroplastid, mis pole valgust näinud. Neil puudub pigment. Kui taime nädalakese pimedas hoida, siis muutuvad kloroplastid etioplastideks. Organellid sisaldavad prolamellaarseid kehakesi (arenevad tülakoidid). Etioplastid muutuvad kloroplastideks, kui stimuleeritakse klorofülli süntees (tsütokiniini mõjul).
Proplastiid – plastiidide eellasorganell, millest arenevad erinevad plastiidid : kloroplast, amüloplast, leukoplast, kromoplast . Leidub taime meristeemkoes. Puuduvad membraansed struktuurid.
29. Milline on de-etiolatsiooni põhjustava valguse lainepikkus ja mis on sellise valguse retseptoriks .
Punane valgus (650-680 nm). Fütokroom A. Fütokroom A-st sõltub HIR ja VLFR (taimede vastusreaktsioonid valguse intensiivsusele ). Kui toimub fütokroom A üleekspresseerumine, siis tagajärjeks on kääbuskasv. Valgus → fütokroom (asub tuumas) seondub transkriptsioonifaktori PIF-3ga, seondub cis-elementidega ja toimub valgusest sõltuvate geenide ekspressioon.
30. Nimetage fotomorfogeneetiliselt mõjuva valguse retseptoritest algava signaali liikumise ahela komponendid, mis on nende funktsioonideks?
Fütokroom A absorbeerib valgust ja toimub tema autofosforüleerimine (tuumas). Seondub transkriptsioonifaktori PIF-3ga ning kindlate cis-elementidega. Nii saab võimalikuks valgusest sõltuvate geenide ekspressioon.
31. Milline on pimedas kasvanud DET ja COP1 geenide mutatsioonidega taimede idandite välimus. Milline on nende geenide ülesanne fotomorfogeneesis
DET ja COP1 geenide mutantidel on valguses kasvanud taime väliskuju, kuigi on pimedas kasvanud. Norm geenidega idandid ei alusta pimeduses fotomorfogeneesi, kuna DET ja COP1 blokeerivad selle. Mõlemad on fotomorfogeneesi repressorid.
COP1 on ubikvitiini ligaas (HY5 valgule). Kui valgus tuleb, transporditakse COP1 tuumast tsütoplasmasse ja ei saa valgusest sõltuvate geenide ekspressiooni takistada. Kui aga valgust pole ja COP1 muteerunud, siis idand ei arene täiskasvanuks.
32. Milline on valguses kasvanud HY5 geeni mutatsiooniga taimede idandite välimus. Milline on selle geeni ülesanne fotomorfogeneesis?
HY5 mutantide välimus: taim kasvab küll valguses, aga on selline väliskuju nagu oleks pimedas kasvanud. HY5 on transkriptsiooni faktor ja peamine morfogeneesi regulaator
33. Millist valgust absorbeerib fütokroom ja mis on valgust absorbeerivaks struktuuriks fütokroomi molekulis.
Fütokroom neelab punast valgust. Fütokroom on kromoproteiin, mille kromofooriks on avatud ahelaga tetrapürrool. Muidu koosneb fütokroom kahest identsest monomeerist. Monomeerid koosnevad kahest domeenist: aminotermaalne, mis seob kromofoori ja C- terminaalne osa.
34. Kuidas toimub fütokroomi vahendusel varju vältimise reaktsioon?
Fütokroomi mõju: tagab teiste taimede võra all olevate taimede kiirema kasvu ja et jõuaksid varjust valguse kätte. Võra all olev valgus on küllastatud kaugpunasega, sest klorofüll neelab punast valgust. Mida suurem on kaugpunase osa valguses, seda väiksem on Pfr osa summaarses fütokroomi koguses ja seda väiksem on Pfr kasvu pärssiv toime.
35. Nimetage fütokroomist sõltuvaid reaktsioone taimedes
VLFR – taimede vastusreaktsioon madalale valguse intensiivsusele. Pärsib mesokotüüli ja soodustab koleoptüüli kasvu
LFR – madalale valguse intensiivsusele. Seemnete idanemine , de-etiolatsioon.
HIR – kõrgele ja pidevale valguse intensiivsusele. Antotsüaniidide (värvumist tekitavate pigmentide) süntees, õitsemise indutseerimine.
Ka varju vältimise reaktsioon!
36. Nimetage krüptokroomist sõltuvaid reaktsioone taimedes. Milline kromofoor absorbeerib valgust krüptokroomi molekulis.
Antotsüaniidide sünteesi suurendamine , koleoptüülide pikenemise tugevam inhibitsioon , õitsemise induktsioon . Flaviin (CRY1) ja deazaflaviin (CRY2).
37. Millistes taime piirkondades toimub auksiini süntees?
Võrse tipumeristeemis, noortes lehtedes, seemnes.
38. Millise valgu olemasolu ja kus on vajalik, et toimuks auksiini polaarne liikumine 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. IAA muudab rakuseinad plastilisemaks (aktiveerib H+ATPaasi, aktiveeruvad rakuseinas hüdrolüütilised ensüümid, mis lagundavad ristseoselised glükaanid.
41. Statoliidid on tärkliseterad, mis on statotsüütidest raskusjõu mõjul väljasadenenud statotsüüdid on amüloplaste sisaldavad rakud
42. Mis on apikaalne domineerimine
Kui tipupung inhibeerib külgpungade arengut. Kui tipupung eemaldada, siis hakkavad külgmised kasvama jõudsalt. Tipupungades kõrge IAA konts – see muudab ta tarbivaks piirkonnaks , kuhu toimub toitainete juurdevool. Kõrge IAA konts tipupungas kaasneb kõrge ABA kontsentratsioon külgpungades.
43. Millise ühendiga algab auksiini sünteesirada taimedes
Peamiselt trüptofaanist, aga võib ka trüptofaani biosünteesi vaheühenditest ja ka indool-3-fosfaadist. Biosünteesi rajad on väga mitmekesised . Põhjus on lihtne: IAA pidev olemasolu on obligatoorne taime jaoks. IAA sünteesi mutandid ei saa eksisteerida.
44. Millisesse biomolekulide rühma kuuluvad giberelliinid molekuli struktuuri ja sünteesi alusel
Terpenoidsete ühendite hulka. Giberelliinid koosnevad 4 isopreeni jäägist. Ahelad on tsükliniseerunud. GA süntees algab ent-karueeni sünteesiga püruvaadist ja GAP.
45. Nimetage millises teraviljade seemnete piirkonnas giberelliinid sünteesitakse ja kuidas realiseerub nende idanemist soodustav toime
Sünteesitakse seemnete osas – idus . Kui hakkab toimuma idanemine, siis transporditakse giberelliinid idust endospermi väliskihti aleuroonrakkudesse. Seal aktiveeritakse geenid hüdrolüütiliste ensüümide sünteesiks (α-amülaasi). Amülaas hüdrolüüsib tärklise suhkruks. Seemnete idanemisel mobiliseeritakse toitekoes (endospermis) asuvad varuained.
46. Nimetage taimedes esinevaid tsütokiniine
Zeatiin, kinetiin, bensüüladeniin. Ei esine ainult vaba kujuna, vaid ka seotuna riboosi ja fosforiboosijäägiga.
47. Nimetage tsütokiniinide poolt mõjutatavaid taimedes toimuvaid protsesse
rakkude jagunemise stimuleerimine (G2→mitoosi), auksiini/tsütokiniini c suhe reguleerib morfogeneesi kalluses, aeglustab vananemist ja soodustab toitainete liikumist, vähendab apikaalset domineerimist, suurendab lehe pinda
48. Nimetage etüleeni biosünteesi raja lähteühendid ja peamised vaheproduktid
Lähteühend: metioniin . Vaheproduktid SAM ja ACC. Metioniin aktiveeritakse ATP-ga ja tekib adenosüülmetioniin. ACC tekib ACC süntaasi vahendusel. Limiteeriv reaktsioon on ACC süntees
49. Nimetage etüleeni biosünteesi raja kaks peamist regulatsioonipunkti
ACC süntees ja viimane reaktsioon – etüleeni süntees
50. Loetlege etüleeni füsioloogilisi toimeid
kiirendab viljade valmimist; lehtede/viljade langemine (abtsissioon); varte pikkuskasv väheneb ja lateraalne kasv suureneb; katkestab teatud taimede seemnete ja pungade puhkeseisundi ja soodustab idanemist; soodustab lehtede vananemist; pärsib õite teket enamikes taimedes.
51. Nimetage ABA sünteesi kaks võimalust
1) otsene, tsütoplasmas – üle mevalonaadi (IPP-le lisatakse 2 isopreeni jääki)
2) kaudne – terpenoidide lagunemine kloro/kromoplastides. Aktiveerub veestressi tingimustes
52. Loetlege ABA füsioloogilisi toimeid
Õhulõhede sulgumine, pärsib seemnete enneaegset idanemist ja varuainete ladustamist endospermi. Pungade puhkeseisundi säilitamine, pärsib IAA-st põhjustatud venituskasvu; stressi puhul ABA c suureneb.
D. mineraaltoitumine
1. Kuidas on defineeritud taime toitainena vajalik mineraalelement
Elemendid, mis on vajalikud taime elutsükli läbimiseks ja mida ei suuda ükski teine element asendada . Elemendid peavad toimima taimeraku sees ja ei tohi takistada/soodustada teiste elementide neeldumist
2. Millised omadused peavad olema taimede toitesegul
Toitesegudes peavad olema kindlas määratud koguses mikro - ja makroelemendid. Toitainet ei tohi olla üleliias, muidu on see taimele toksiline. Aluse/happe suhe peab olema soovitud vahemikus.
3. Defineerige füsioloogiliselt aluseline toitesool
Toitesoolad, mille vesilahusest (mullalahusest) omastatakse energilisemalt anioone ja mille tulemusena muutub lahus aluselisemaks. Enamikel taimedel ei too aluselise keskkond neg. muutuseid toitumises esile, aga siiski peab õigel väetamisrežiimil seda arvestama. Nt NaNO3 , Ca(NO3)2, KNO3
4. Defineerige füsioloogiliselt happeline toitesool
Toitesoolad, mille vesilahusest (mullalahusest) omastatakse energilisemalt katioone ja mille tulemusena muutub lahus happelisemaks. Peab õigel väetamisrežiimil seda arvestama. Nt KCl, KH2PO4 , MgSO4
5. Milleks on taimedele vajalik boor
Osaleb rakuseina struktuuri stabiliseerimises
6. Miks vajavad taimed kloori ioone
On PS II komponendid ja reguleerivad osmootset tasakaalu.
7. Nimetage taimes liikuvaid toiteelemente. Kus ilmnevad selliste elementide vaegussümptoomid
Vaegushaigus – taime välistunnustes ilmnevad kõrvalekalded normist , kui on ühe või teise toitelemendi defitsiit. Vaegussümptom oleneb sellest, milline on defitsiitse elemendi funktsioon taimes. Paljud elemendid omavad erinevaid funktsioone taimes ja sellepärast on sümptomid ebaspetsiifilised. Antud juhul on tegemist toitelementide vaegusega vanades lehtedes. N, P, K, Mg, Cl. Elementide vaegussümptomid esinevad taime kasvus , lehtede värvuses, kuivamises, kägardumises. Nt N ja P puudusel on kääbuskasv. K puhul lehtede kägardumine.
8. Nimetage taimes väheliikuvaid toiteelemente. Kus ilmnevad selliste elementide vaegusümptoomid
B, Ca, Fe, S, Mn, Cu, Zn, Cl. Vaegustunnused ilmnevad noortel lehtedel. Esineb lehes, võrse tipupungas, kääbuskasv Cl puuduse korral, kloroos (klorofüllivaegus), nekroos (mingi osa kärbus).
9. Taimedele vajalikud makroelemendid on N, P, K, Mg, Ca, S
10. Taimedele vajalikud mikroelemendid on B, Zn, Mo, Ni, Fe, Cl, Cu
11. Millises juure piirkonnas kontrollitakse ioonide sisenemist mullalahusest juure rakkudesse ja kuidas?
Ioon → noor juure tipp (suberiniseerumata) → apoplast... kontroll! ekto-ja endotermi tasandil (suberiniseerunud) aktiivne transport sümplasti (aeroobne KK + ATP vaja) → ioonid mööda sümplasti plasmodesme→ juhtsoontesse
Ioonid saavad siseneda vaid noorte juurte otstest, kus on suberiniseerimata piirkond. Edasiselt peavad sisenema apoplast, sümplasti ja sümplasti plasmodesme juhtsoontesse. Kontroll toimub endotermi või ektotermi olemasolul, juba sellel tasandil. Need on juba suberiniseerinud piirkonnad.
12. Defineerige membraanipotentsiaal, kuidas tekib
Elektrilise potensiaali erinevus membraani sise- ja välisküljel. Põhjustatud erinevalt laetud osakeste erinevast liikumiskiirusest läbi membraani.
13. Nimetage membraanipotentsiaali poolt reguleeritavaid protsesse rakus ja selgitage membraanipotentsiaali osa nende toimumisel (mineraalelementide sisenemisel)
Kaaliumioonide voog. Kui membraan on hüperpolariseeritud (negatiivselt laetud), avanevad Kin kanalid, kaalium saab sisse. Kui membraan on depolariseeritud, avanevad Kout kanalid ja kaalium läheb välja.
Prootonite läbiminek annab jõudu kandjavalkudele, mistõttu on võimalik ainete transport prootonitega (kas sümport/antiport).
14. Milline on taime rakumembraani membraanipotentsiaalide vahemik.
Plasmalemmil on -100-150 mV
15. Miks on raku membraanipotentsiaal negatiivne?
Kokkuleppeliselt võrreldakse sisemist külge välisega. Rakupind on sisemuse suhtes negatiivselt laetud.
16. Kui prootonpumba funktsioneerimisega on membraan hüperpolariseerunud, siis kuidas ja milliste protsesside vahendusel võiks toimuda membraani depolariseerumine?
ABA toimel. Inhibeeritakse prootonATPaas. Avanevad SLAC anioonsed kanalid. Membraan depolariseerub. Avanevad Kout kanalid ja kaalium lähev välja.
17. Arvutage tasakaaluline membraanipotentsiaali väärtus kui [K+] rakus on ......mM ja väliskeskkonnas on [K+] ..... mM. R= 8,28J/K mool, T=293 K, F=96 kJ/ moolV , z = +1
EN = -(2.3RT)zF*log (Cs/Cv)
18. Membraani depolariseerumisel membraanipotentsiaali väärtus negatiivsemaks, membraani hüperpolariseerumisel membraanipotentsiaali väärtus positiivsemaks
19. Tülakoidide membraanipotentsiaal on ligikaudu 30mV,
20. Patch -clamp meetodi resultaatide graafilisel kujutamisel on X teljel membraanipotensiaal ja Y teljel voolutugevus
21. ja 22. Kuidas eristatakse patch-clamp meetodi resultaatide graafilisel kujutamisel + laenguga ioonide sisenemist ja väljumist? Kuidas eristatakse patch-clamp meetodi resultaatide graafilisel kujutamisel - laenguga ioonide sisenemist ja väljumist?
23. Kujutage graafiliselt õhulõhede K+ sisenemise kanalite avatuse sõltuvust membraanipotentsiaalist. vt eelmist. Kin kanalid avanevad, ioonid sisenevad tsütoplasmasse ja sealt edasi antipordis prootonitega vakuooli .
24. Kujutage graafiliselt õhulõhede Cl- väljumise kanalite avatuse sõltuvust membraanipotentsiaalist
Õhulõhedes: Cl ioonid on vastasnimelisteks ioonideks kloori ioonidele ja aitavad vältida tsütoplasma muutumist aluselisemaks.
25. Nimetage kaks tegurit mis mõjutavad kanalivalkude avatust
membraanipotensiaal ja teatud ühendid, mis seonduvad kanalivalkudega
26. Millise valemiga on avaldatav kandjavalkude transpordi kiirus?
Michaelis-Menteni võrrandiga. Esineb analoogia – kandjavalgu ja transporditava aine seondumine ja ensüüm- substraat kompleksi vahel
Vmax – maksimaalne transpordi kiirus (kõik kandjavalgud on seotud transporditava aine molekulidega)
KM – Michaelise konstant e aine kontsentratsioon, mille juures on transpordi kiirus pool maksimaalsest.
27. Selgitage mõisteid kotransport, sümport, antiport. Millised ained liiguvad rakkudesse kotranspordi vahendusel. Milline on tavaliselt taimedes kotranspordil kasutatavaks iooniks . Miks?
Kotransport – kahe erineva molekuli (iooni) samaaegne transport ühe kandjavalgu vahendusel. Kotransport jaguneb: sümport (transporditavad ained liiguvad samas suunas) ja antiport ( vastassuunas ). Plasmalemmil on leitud sümport prootonitega: ioonid- nitraat , kaalium, sulfaat ; AH, sahharoos, heksoosid . Kotransport on sekundaaraktiivne transport ehk prootonpumba põhjustatud prootonite erinev kontsentratsioon mõlemal pool membraani.
28. Defineerige sekundaaraktiivne transport. Millised ained liiguvad taimerakkudesse sekundaaraktiivse transpordi vahendusel?
Sekundaaraktiivne – jõudu transpordiks ei saada ATP hüdrolüüsist, vaid prootonpumba põhjustatud prootonite erinev konts. membraani mõlemal küljel. Oluline laenguta molekulide absorbeerumisel, anioonide neelamisel . Plasmalemmi sümport prootonitega (vt eespool).
29. Milline transportvalk tagab floeemi laadimise sahharoosiga apoplastist ja kuidas?
Tagab sahharoos-prooton sümporter. Prooton ja sahharoos liiguvad apoplastist floeemi. Apoplastis on kõrgem kontsentratsioon.
30. Millised faktid tõestavad sahhariidide sisenemist rakkudesse apoplastist sümpordis prootonitega?
Membraanipotensiaali vähenemine sahhariidi sisenemisel.
31. Nimetage pump , mis ei kasuta ainete transpordil ATP hüdrolüüsi
Pumbad on kandjavalgud, mis teostavad primaartransporti – liigutavad ained vastu elektrokeemilise potensiaali gradienti. Nt. pürofosfataas, mis kasutab prootonite transpordiks pürofosfaadi hüdrolüüsil vabanevat energiat.
32. Nimetage rakumembraani ja tonoplasti H+-ATPaaside peamised erinevused
Rakumembraani H+ATPaas – tähtsus taimede veevahetuses, saab võimalikuks osmootselt aktiivsete ainete transport vakuooli ja väheneb raku veepotensiaal. pH optimum 6.5. Pumpasid aktiveerivad katioonid.
Tonoplasti H+ATP-aas – prootonid tsütoplasmast vakuooli. pH optimum 7.5. Pumpasid aktiveerivad anioonid . Mõlemal on ka erinevad inhibiitorid.
33. Kirjeldage tonoplasti H+ATPaasi funktsioneerimist. Millised ained liiguvad vakuooli selle pumba tekitatud gradiendi arvel? Miks on ainete/ioonide liikumine vakuooli taimede jaoks oluline?
Pumba integraalsel membraanivalgul on seostumiskoht (asparagiinhappe jäägile) ATP fosforhappe jäägi jaoks. See seostumine muudab ATPaasi energiarikkaks ja ATPaas muudab oma konformatsiooni ja seob H+ tsütoplasma poolsel küljel. Valgus moodustub raku pinnale avanev kanal, mille kaudu seostunud prootonid väljuvad; kui prootonid eralduvadf, siis taastub pumba esialgne konformatsioon ja on võimeline uuesti siduma ATP-d ja prootoneid.
Tonoplastil on leitud antiport prootonitega – Na, nitraat, Ca, sahharoos. Tonoplasti ATPaasi aktiveerivad anioonid (nt Cl-). Toimub prootonite pumpamine vakuooli. Oluline, et osmootselt aktiivsete ainete kontsentratsioon tõuseks – taime saaks vett.
34. Põhjendage kuidas rakumembraani H+-ATPaas soodustab katioonide neeldumist rakkudesse
Hüperpolarisatsioonil avanevad Kin kanalid.
35. Põhjendage kuidas rakumembraani H+-ATPaas soodustab anioonide neeldumist rakkudesse
Anioonide kotransport prootonitega.
36. Millised taime poolt sekreteeritavad ühendid on vajalikud mügarbakterite NOD geenide ekspresseerumiseks? Nimetage lisaks nende ühendite teisi funktsioone taimedes.
Flavonoidid ehk aktiivsed signaalained. Mügarbakterid põhjustavad juure rakkudes mitootilist aktivatsioon – rakud paljunevad ja diferentseeruvad ning moodustub juuremügar. Flavonoidid on olulised pigmendid taimedes, nad annavad kollase, punase, sinise värvuse õitele, et meelitada ligi tolmendavaid putukaid. Mõndadel flavonoididel on inhibeeriv aktiivsus organismide vastu, mis põhjustavad taimedel haigusi. Lisaks käituvad kui UV fitrid ( kaitsevad taimi kahjuliku kiirguse eest). 
36. Kirjutage õhulämmastiku assimileerimise üldvalem mügarbakterites
N2 + 16 ATP + 8 e + 8 H→NH3 + 16ADP + 16Pi + 2H
37. Milline on Nod faktorite struktuur. Milleks on Nod faktorid vajalikud
Struktuur: sisaldavad beeta-1,4 sidemetega N-atsetüül-glükosamiini ahelat , mille terminaalsed ja külgmised jäägid on erinevates Nod faktorites erinevalt viisil modifitseeritud (atsetüleerimine, metüleerimine, glükosüleerimine). Esineb universaalseid Nod faktoreid (kõikide taim-bakteri kombinatsioonide jaoks) ja ka spetsiifilisi. Nod faktorid põhjustavad juurerakkude mitootilist aktivatsiooni – rakud paljunevad ja diferentseeruvad, moodustub juuremügar.
38. Kirjeldage nitrogenaasse kompleksi ehitust mügarbakterites ja elektronide liikumise rada selles. Milline ühend on elektronide doonoriks, millised on elektronide vaheülekandjad ja milline ühend on elektronide aktseptoriks.
Nitrogenaasne kompleks koosneb 2 erinevast valgust: 1. Fe valk, koosneb kahest identsest subühikust, sisaldab ühte raud-väävel tsentrit (4Fe-4S), mis osaleb elektronülekandes. Fe valgu katalüütilist aktiivsust pärsitakse siis, kui keskkonnas on hapnikku. Elektronide doonorid – NAD(P)H ja ferredoksiin (Fd) – Fe valgule. 2. Mo Fe-valk, mis koosneb 2 alfa ja 2 beeta subühikust. Sisaldab 2 Mo aatomit (Mo-Fe-S tsentris) ja 30 Fe-S tsentrit. Elektronid liiguvad esmalt Fe valgule, siis õhulämmastikule (Mo Fe-valgu vahendusel) ja tekib ammoniaak . Ühe N molekuli redutseerimiseks kulub 16 ATP-d.
Lämmastiku valents muutub +3 (molekulaarsest lämmastikust) -3 (ammoniaagi teke) ja selleks kulub redutseerumisel 6 elektroni. Redutseerumine toimub astmeliselt, igal astmel seotakse 2 elektroni.
N = N → NH=NH→H2N-NH2 → 2NH3
39. Kuidas tagatakse anaeroobne keskkond nitrogenaasse kompleksi funktsioneerimisel, miks see on vajalik?
Mügarat ümbritseb parenhüümsete rakkude kiht, mis on hapnikule raskesti läbitav. Rakkudes on vaja hapnikku, et saaks toimuda energia tootmine (ATP süntees mitokondriaalses ETA-s). Hapniku transport ahelasse toimub leghemoglobiini vahendusel. bakteroidi tsütokroomi oksüdaas seob O2 madala afiinsusega. Fe ja MoFe valgu katalüütiline aktiivsus pärsib O2 sisaldus keskkonnas.
40. Millisel kujul on omastavad taimed mullast lämmastikku?
Võivad omastada nii ammooniumioonina kui nitraatioonina. Kui pH on aluseline või nõrgalt happeline, siis on eelistatud nitraatide omastamine , kuna nitrifitseerijad bakterid konverteerivad ammoniaagi nitraadiks. Happelises keskkonnas on nitrifitseerijate bakterite elutegevus pärsitud ja taimed omastavad rohkem ammooniumioone.
41. Kirjutage nitraadireduktaasi poolt katalüüsitava reaktsiooni üldvõrrand
Nitraadi redutseerumine ammooniumiks kulgeb astmeliselt. Esmalt redutseeritakse nitraat nitritiks nitraadireduktaasi toimel. Elektroni doonoriks on NADP(H). Nitraadireduktaas koosneb kahest identsest subühikust. Mõlemad sisaldavad FAD, heem , Mo aatomi. Elektronide liikumissuund onNADP(H) (elektronide doonor) → FAD → heem → Mo. Molübeedilt liigub nitraatioonile ja moodustub nitrit . Elektronide liikumine toimub negatiivsema redokspotensiaaliga ühenditelt positiivsemate suunas.
NO3- + NADP(H) + H+ → NO2- + NADP + H2O
42. Kirjutage nitritireduktaasi poolt katalüüsitava reaktsiooni üldvõrrand
NO2- + 6 e (6 Fd või 3 NADPH) + 8H+ → NH4 + 2H20 (+ Fd või NADP+). Nitritireduktaasi aktiivsus on märgatavalt kõrgem kui nitraadireduktaas, et vältida nitriti kuhjumist.
43. Nimetage Eestis kasvavaid putuktoidulisi taimi. Millisel kujul saavad taimed lämmastikku putukatest?
Harilik võipätakas, ümarleheline huulhein , vesihernes . Vesihernes elab vees. Tema vartel asuvad põiekesed. Kui putukas läheb vastu põiekest, siis põieke avaneb; putukas ja vesi sisenevad põiekesse ja põiekese seinad eritavad lagundavaid ensüüme. Saavad loomsete valkude näol lämmastikku.
44. Nimetage 5 väävlit sisaldavat ühendit taimedes
CoA, biotiin , tsüsteiin, metioniin, lipohape
45. Kirjutage sulfaatiooni assimileerimise üldvalem taimedes. Mitu elektroni on vajalik?
Taimed omastavad väävlit sulfaatioonidena (kandjavalkude poolt vahendatud transport – sümport prootonitega). Sulfaadi redutseerumine toimub kahes etapis . Kokku vajatakse 8 elektroni.
SO42 - + ATP + 8 e + 8 H+ → S2-+ AMP + PPi + 4H2O
46. Milline on esimene stabiilne ühend sulfaatiooni assimileerimisel
tsüsteiin
47. Miks väävli defitsiidis kasvanud nisu teristest ei saa heade küpsetusomadustega jahu?
Gluteiini koostises on väävel ning see on oluline jahu küpsetusomadustel (annab plastilisuse ja kleepuvuse).
24