Aine- ja energiavahetus
Metabolism – organismi biokeemilised protsessid, mis tagavad aine- ja energiavahetuse ümbritseva keskkonnaga
Metabolism jaguneb kaheks: assimilatsioon (organismis toimuvate sünteesiprotsesside kogum; N: valgussüntees ja fotosüntees) ja dissimilatsioon (organismis leiduvate lagunemisprotsesside kogum; N: süsivesikute lagundamine).
Organismid jagunevad kolme rühma : autotroofid, miksotroofid ja heterotroofid.
Autotroofid on organismid, kes sünteesivad ise orgaanilist ainet, kasutades selleks valguse või keemiliste ühendite energiat. N: rohelised taimed ja osad bakterid.
Miksotroofid on organismid, kelle toitumine oleneb keskkonna tingimustest. N: roheline silmviburlane, huulhein, alpi võipätakas.
Heterotroofid on organismid, kes kasutavad oma keha ülesehitamiseks ja energia saamiseks valmis orgaanilist ainet (nt. fotosünteesi). N: loomad (k.a. inimene), seened, klorofüllita taimed, osad bakterid.
ATP – adenosiintrifosfaat
ATP on universaalne energia ülekandja.
Glükoosi lagundamine
Glükoosi varusid säilitatakse: a) taimedes tärklisena
b) glükoosina maksas ja lihastes
Glükoosi lagundamine jaguneb kolme etappi: glükolüüs, tsitraaditsükkel ja hingamisahel.
I GLÜKOLÜÜS
1) Aeroobne glükoos – toimub tsütoplasmavõrgustiku siledapinnalises osas
Lähteaineks on glükoos
Tekib 2 ATP, 4 H -> 2NADH2
2) Anaeroobne glükoos (käärimine)
a) piimhappekäärimine – läbiviijad on piimhappebakterid ja lihasrakud hapniku puuduses.
Tekib: 2 ATP-d ja piimhape
b) alkohol- e. etanoolkäärimine – läbiviijad on pärmseened ja osad bakterid
Tekib: 2 ATP-d ja etanool
Vajalikud tingimused:
a) hapniku puudus
b)kergesti omandatavate süsivesikute olemasolu
c) tekkiv etanooli hulk ei või olla väga suur
II TSITRAADITSÜKKEL – toimub mitokondri maatriksis
Lähteaineks atsetüülkoensüüm A, mis tekib glükolüüsil moodustunud püroviinamarihappest.
Kulg – eralduvad CO2 molekulid ja tekib 10 NADH2 molekuli.
III HINGAMISAHEL – toimub mitokondri sisemembraani harjakestel (sopiste tippudes)
Kulg – glükolüüsil ja tsitraaditsüklis tekkinud NADH2 energia arvel sünteesitakse ATP-d (kokku 36 ATP-d)
Fotosüntees
Fotosüntees on klorofülli sisaldavates taimerakkudes toimuv assimilatsiooniprotsess, mille käigus salvestatakse valgusenergia orgaaniliste ühendite keemiliste sidemete energiaks.
Fotosünteesi peamisteks lähteaineteks on CO2 ja H2O ning lõpp-produktiks glükoos ja hapnik.
Fotosüntees jaguneb kahte staadiumisse: valgusstaadium (nõuab valgust) –fotofüüsikaline ja fotokeemiline faas; pimedusstaadium (ei vaja valgust) – fotokeemiline faas e. Calvini tsükkel
I Valgusstaadium
1) fotofüüsikaline faas – valguse neeldumine
2) fotokeemiline faas – eristatakse kahte süsteemi:
a) fotosüsteem 2 – ergastub 680 nm valgusega
ülesanded: * toimub vee fotooksüdatsioon, mille käigus eralduvad prootonid
* veelt võetakse ära elektronid
* vee fotooksüdatsiooni produktide omavahelisel seostumisel tekib hapnik
b) fotosüsteem 1 – ergastub 700 nm juures
ülesanded: * reduktiivjõu tekitamine
*koos fotosüsteem 2-ga osalevad vesinike aatomite kontsentratsiooni eriosade tekkimisel
* lähtuvalt vesiniku aatomite kontsentratsiooni erinevustest toimub ATP süntees.
II Pimedusstaadium – fotobiokeemiline faas
Aluseks on CO2 sidumine ja muundamine stroomas paiknevate ensüümide poolt. CO2 seotakse viie süsinikulise ühendina. Esmaseks fotosünteesi produktiks on triosiid, tekib tärklis.
Fotosünteesi tähtsus: vee fotooksüdatsiooni käigus eralduv hapnik on vajalik kõigi organismide hingamiseks; fotosüntees tagab süsiniku ja hapniku ning teiste keemiliste elementide ringe.
