9. Energiatalous
Eliöiden energiatalous
Yhteyttäminen
1. Mitä fotosynteesin valoreaktioissa tapahtuu? AK
- osa muunnetusta energiasta sitoutuu ATP-molekyyleihin. Osa käytetään veden hajottamiseen vedyksi ja hapeksi.
- reaktiossa syntyy kemiallista energiaa ja vetyä, jota kasvi tarvitsee pelkistysreaktiossa. Vety siirtyy vedestä vedynsiirtäjään, NADP:hen --> NADPH
2. Mitä hiilen yhteyttämisreaktioissa/pelkistysreaktioissa (pimeäreaktioissa) tapahtuu?
- kolmihiilisistä orgaanisista hiiliyhdisteistä muodostuu useiden välivaiheiden kautta kuusihiilistä glukoosisokeria
- Rubisco-entsyymi katalysoi hiilen sitoutumista
- vedestä ja hiilidioksidista syntyy glukoosia ja sivutuotteena happea
3. Missä reaktiot tapahtuvat? J-MY
Yhteyttämisreaktiot tapahtuvat viherhiukkasessa eli kloroplastissa. Valoreaktio tapahtuu yhteyttämiskalvostolla (tylakoidikalvosto) ja hiilensidontareaktio tapahtuu viherhiukkasen välitilassa. Viherhiukkasia on kasvin vihreissä soluissa ja erityisesti lehtien yhteyttämissolukoissa.
Syanobakteereilla vastaavasti valoreaktiot solun tylakoidikalvoissa, hiilensidontareaktiot välitilassa / solulimassa
4. Mitkä seikat vaikuttavat fotosynteesin nopeuteen?
Fotosynteesin nopeuteen vaikuttavat abioottiset tekijät kuten lähtöaineiden eli veden ja hiilidioksidin määrä sekä valon määrä ja aallonpituus sekä lämpötila. Veden puute vaikuttaa sekä suoraan että epäsuorasti (ilmaraot --> hiilidioksidin saanti). Eri kasveille erilaiset olouhteet ovat parempia kuin toiset, mutta liian korkea lämpötila voi vaurioittaa kasvin proteiineja tai heikentää rubiscon toimintaa, ja liian matala lämpötila voi hidastaa elektroninsiirtoketjua. Bioottiset tekijät voivat myös vaikuttaa valon tai/ja veden määrään esimerkiksi kilpaileva kasvi.
5. Mistä energia on peräisin kemosynteesissä? Kemosynteesissä energia on peräisin epäorgaanisten yhdisteiden hapetus-pelkistysreaktiosta. Tässä omavarainen eliö sitoo energiaa ja muodostaa hiilihydraatteja. Yleensä elektroninluovottaja on pelkistynyt typpi- tai rikkiyhdiste, vety, metalli tai epäorgaaninen hiiliyhdiste. Ja yleensä viimeisin elektroninvastaanottaja on happi. Saadulla energialla valmistetaan glukoosia.
Energian vapauttaminen
Mitä tapahtuu:
6. glykolyysissäGlykolyysissa glukoosi hajotetaan ja hapetetaan kahdeksi pyruvaattimolekyyliksi. Solulle syntyy glykolyysissä ATP:tä ja pelkistyneitä elektronisiirtäjiä, jotka ottavat vastaan elektronit glukoosin hapettuessa.
7. Krebsin kierrossa SJ
-Puryvaatti hapetetaan hiilidioksidiksi. Tumallisilla puryvaatti kuljetetaan ensin mitokondrion matriisiin. Puryvaatti muunnetaan asetyylikoentsyymi-A:ksi joka muodostaa sitruunahappoa. Kierrosta vapautuu hiilidioksidia ja vettä sekä solulle vähän ATP:tä ja pelkistyneitä elektroninsiirtäjiä.
8. oksidatiivisessa fosforylaatiossa
-eka vaihe: glykolyysistä ja sitruunahappokierrosta peräisin olevat elektroninsiirtäjät hapettuvat luovuttaessaan elektroninsa elektroninsiirtoketjuun. Siinä elektronit kuljetetaan hapelle, joka pelkistyy ja muodostaa vettä vedyn kanssa. Elektroninsiirtoketjussa pumpataan elektroneista vapautuvan energian avulla protoneja fosfolipidikalvon toiselle puolelle ja syntyy protonigradientti.
toinen vaihe: protonigradientti purkautuu ja syntyvä energia sidotaan ATP:hen.
Oksidatiivinen fosforylaatio tuottaa eniten ATP:tä, noin 30.
Mitä tapahtuu jos:
9. eläinkudoksessa ei ole riittävästi happea soluhengitykseen
Tapahtuu maitohappokäymistä, joka koostuu glykolyysistä ja varsinaisesta käymisreaktiosta. Ensin glykolyysissä glukoosi hajotetaan kahdeksi pyruvaatiksi ja käymisreaktiossa se muutetaan laktaatiksi.
10. glukoosi on käytetty loppuun
Tapahtuu glukoneogeneesi, joka on toiminnaltaan vastakkainen glykolyysille. Siinä pyruvaateista muodostetaan monien vaiheiden kautta glukoosia. Valmistuksessa käytetään muun muassa sitruunahapokierron yhdisteitä.
Glukoneogeneesissä glukoosia muodostetaan rasvoista ja aminohapoista (proteiineista)
1. Mitä fotosynteesin valoreaktioissa tapahtuu? AK
- osa muunnetusta energiasta sitoutuu ATP-molekyyleihin. Osa käytetään veden hajottamiseen vedyksi ja hapeksi.
- reaktiossa syntyy kemiallista energiaa ja vetyä, jota kasvi tarvitsee pelkistysreaktiossa. Vety siirtyy vedestä vedynsiirtäjään, NADP:hen --> NADPH
2. Mitä hiilen yhteyttämisreaktioissa/pelkistysreaktioissa (pimeäreaktioissa) tapahtuu?
- kolmihiilisistä orgaanisista hiiliyhdisteistä muodostuu useiden välivaiheiden kautta kuusihiilistä glukoosisokeria
- Rubisco-entsyymi katalysoi hiilen sitoutumista
- vedestä ja hiilidioksidista syntyy glukoosia ja sivutuotteena happea
3. Missä reaktiot tapahtuvat? J-MY
Yhteyttämisreaktiot tapahtuvat viherhiukkasessa eli kloroplastissa. Valoreaktio tapahtuu yhteyttämiskalvostolla (tylakoidikalvosto) ja hiilensidontareaktio tapahtuu viherhiukkasen välitilassa. Viherhiukkasia on kasvin vihreissä soluissa ja erityisesti lehtien yhteyttämissolukoissa.
Syanobakteereilla vastaavasti valoreaktiot solun tylakoidikalvoissa, hiilensidontareaktiot välitilassa / solulimassa
4. Mitkä seikat vaikuttavat fotosynteesin nopeuteen?
Fotosynteesin nopeuteen vaikuttavat abioottiset tekijät kuten lähtöaineiden eli veden ja hiilidioksidin määrä sekä valon määrä ja aallonpituus sekä lämpötila. Veden puute vaikuttaa sekä suoraan että epäsuorasti (ilmaraot --> hiilidioksidin saanti). Eri kasveille erilaiset olouhteet ovat parempia kuin toiset, mutta liian korkea lämpötila voi vaurioittaa kasvin proteiineja tai heikentää rubiscon toimintaa, ja liian matala lämpötila voi hidastaa elektroninsiirtoketjua. Bioottiset tekijät voivat myös vaikuttaa valon tai/ja veden määrään esimerkiksi kilpaileva kasvi.
5. Mistä energia on peräisin kemosynteesissä? Kemosynteesissä energia on peräisin epäorgaanisten yhdisteiden hapetus-pelkistysreaktiosta. Tässä omavarainen eliö sitoo energiaa ja muodostaa hiilihydraatteja. Yleensä elektroninluovottaja on pelkistynyt typpi- tai rikkiyhdiste, vety, metalli tai epäorgaaninen hiiliyhdiste. Ja yleensä viimeisin elektroninvastaanottaja on happi. Saadulla energialla valmistetaan glukoosia.
Energian vapauttaminen
Mitä tapahtuu:
6. glykolyysissäGlykolyysissa glukoosi hajotetaan ja hapetetaan kahdeksi pyruvaattimolekyyliksi. Solulle syntyy glykolyysissä ATP:tä ja pelkistyneitä elektronisiirtäjiä, jotka ottavat vastaan elektronit glukoosin hapettuessa.
7. Krebsin kierrossa SJ
-Puryvaatti hapetetaan hiilidioksidiksi. Tumallisilla puryvaatti kuljetetaan ensin mitokondrion matriisiin. Puryvaatti muunnetaan asetyylikoentsyymi-A:ksi joka muodostaa sitruunahappoa. Kierrosta vapautuu hiilidioksidia ja vettä sekä solulle vähän ATP:tä ja pelkistyneitä elektroninsiirtäjiä.
8. oksidatiivisessa fosforylaatiossa
-eka vaihe: glykolyysistä ja sitruunahappokierrosta peräisin olevat elektroninsiirtäjät hapettuvat luovuttaessaan elektroninsa elektroninsiirtoketjuun. Siinä elektronit kuljetetaan hapelle, joka pelkistyy ja muodostaa vettä vedyn kanssa. Elektroninsiirtoketjussa pumpataan elektroneista vapautuvan energian avulla protoneja fosfolipidikalvon toiselle puolelle ja syntyy protonigradientti.
toinen vaihe: protonigradientti purkautuu ja syntyvä energia sidotaan ATP:hen.
Oksidatiivinen fosforylaatio tuottaa eniten ATP:tä, noin 30.
Mitä tapahtuu jos:
9. eläinkudoksessa ei ole riittävästi happea soluhengitykseen
Tapahtuu maitohappokäymistä, joka koostuu glykolyysistä ja varsinaisesta käymisreaktiosta. Ensin glykolyysissä glukoosi hajotetaan kahdeksi pyruvaatiksi ja käymisreaktiossa se muutetaan laktaatiksi.
10. glukoosi on käytetty loppuun
Tapahtuu glukoneogeneesi, joka on toiminnaltaan vastakkainen glykolyysille. Siinä pyruvaateista muodostetaan monien vaiheiden kautta glukoosia. Valmistuksessa käytetään muun muassa sitruunahapokierron yhdisteitä.
Glukoneogeneesissä glukoosia muodostetaan rasvoista ja aminohapoista (proteiineista)