logo
 
Urmas Tokko konspekt


Valikkursuse õppematerjal


HINGAMINE

Taimede hingamine tähendab orgaaniliste ainete lõhustamist süsihappegaasiks ja veeks.

Hingamisprotsess laiemas tähenduses ei pea alati lõppema CO2 ja H2O tekkega. Näiteks bakteritel võib see toimuda ka hapnikuvabas keskkonnas (käärimine) keemiliste ühendite oksüdeerimise näol.

Aeroobne* hingamine on vaadeldav fotosünteesi pöördprotsessina:

C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O ...+278 kJ energiat ATP* ja soojuse näol.

Ainete muundumisel laguneb ainult osa süsihappegaasi ja veeni, osa vaheprodukte kasutatakse lähteainetaks mitmesugustes sünteesiprotsessides*.

Aeroobne - hapniku juurdepääsul toimuv.

ATP - universaalne energia talletaja ja ülekandja organismides, adenosiintrifosfaadi (ATP) keemiliste sidemete energia on vajadusel kergesti ülekantav teiste reaktsioonide toimumiseks.

Sünteesiprotsessid - ülesehituslikud keemilised reaktsioonid, keerulisemate ühendite teke.


Hingamise intensiivsust hinnatakse neeldunud O2 või eraldunud CO2 hulga järgi.

Eraldunud CO2 ja neeldunud O2 hulkade suhet nimetatakse hingamiskoefitsiendiks. Tavaliselt on selle väärtus 1, see näitab neeldunud hapniku ja eraldunud süsihappegaasi hulkade võrdsust. Hapnikudefitsiidi korral, näiteks vee all, on hingamiskoefitsient RQ > 1. Kui aga mingi osa hapnikust jääb taime teatud ainete ülesehitamiseks, siis RQ < 1.



Hingamisprotsess toimub kolmes etapis

Glükolüüs
Glükoosi (C6H12O6) lagunemine püroviinamarihappeni (C2H3OCOOH), eralduv energia salvestatakse ATP keemilistesse sidemetesse ning vaheühend NAD* liidab ülejäänud vesinikuaatomid. Glükolüüs toimub raku tsütoplasmas.

Tsitraaditsükkel*
Püroviinamarihappe molekulide (ühest glükoosimolekulist tekkis neid kaks) lagundamisel tekkinud CO2 eraldatakse atmosfääri, vesinikuaatomid seotakse taas vaheühendi NAD molekulide poolt, tekib NADH2. Tsitraaditsükkel toimub mitokondrites.

Hingamisahel
Vaheühendi molekulid loovutavad vesinikuaatomid, mis nüüd liidetakse sissehingatud hapnikuga. Vesiniku ja hapniku liitumine on väga energiarikas protsess, eralduva energia baasil sünteesitakse ATP, moodustub H2O. Hingamisahela reaktsioonid toimuvad mitokondrites.

NAD - nikotiin-amiid-adeniin-dinukleotiid.

NADP - nikotiin-amiid-adeniin-dinukleotiid-fosfaat.

Tsitraaditsükkel - ensüümide poolt läbiviidav reaktsioonide ahel, mille käigus eralduvad järkjärgult CO2 molekulid ning H aatomid. Reaktsioonide ahela nimetus tuleneb ühe vaheühendi, tsitraadi- ehk sidrunhappejäägi, nimetusest.


Ainete ja eralduva energia hulgad ühe glükoosimolekuli lagundamisel
 Glükolüüsis: 1 molekulist glükoosist tekib 2 molekuli püroviinamarihapet, eraldub 2 ATP jagu energiat, moodustub 2 NADH2 molekuli (2NAD+4H);
 Tsitraaditsüklis: 2 püroviinamarihappe molekuli lagundamisel tekib 6 CO2 molekuli ning 10 NADH2 molekuli (10NAD + 20H).
 Hingamisahelas kulub 12NADH2 (2 glükolüüsist ja 10 tsitraaditsüklist) oksüdeerimiseks 6O2, moodustub 12 H2O ning eraldub maksimaalselt 36 ATP jagu energiat.

Veemolekulide ja vesinikuaatomite hulkade mittevastavus eespool toodud võrrandile tuleneb vee vahepealsest kasutamisest protsesside toimumiseks. Seega näeks üldvõrrandi täiendatud kuju välja nii:

C6H12O6 + 6O2 + 6H2O —> 6CO2 + 12H2O

Orgaaniliste ainete lagunemise näitena hingamisel tuuakse glükoosi lagunemine, kuna see on keskseks ühendiks organismide ainevahetuses. Glükoosi lagunemise radadega (reaktsioonide ahelatega) on seotud enamuse teiste orgaaniliste ainete (rasvainete, suhkrute, valkude) lagunemise rajad.



Harjutusi

  1. Lõpetage laused:
    — Glükolüüs toimub eukarüootsete rakkude ..., selle tulemusena tekib ...
    — Tsitraaditsükli reaktsioonid toimuvad raku ..., nende reaktsioonide tulemusena tekkinud ... liigub ... ning ... seotakse ... koosseisu.
    — Hingamisahela rektsioonid toimuvad raku ..., nende käigus seotakse sissehingatud hapnik ..., tekib ...
    — Hingamisahela reaktsioonide eesmärk on ...


  2. Hinnake võimalikke tagajärgi raku ainevahetusele, oletades, et suudame valmistada ja toimima panna püroviinamarihapet rakus koheselt kõrvaldava aine! Tooge välja vähemalt 2 tagajärge!


  3. Nimetage fotosünteesi läheteained ja produktid!


  4. Miks fotosüntees ei saa toimuda pimedas - selgitage võimalikult konkreetselt valguse rolli!


  5. Fotosünteesi valgusstaadiumis valminud ainetest kasutatakse pimedusstaadiumis järgmisi aineid järgmiselt: ................(mida ja milleks?)


  6. Millistest molekulidest pärinevad fotosünteesil sünteesitud glükoosi koostises olevad aatomid - süsinik, vesinik ja hapnik?


  7. Millise toiteelemendiga võib probleem seotud olla, kui...
    ... märkate taime vegetatiivsete organite vohamist?
    ... analüüs näitab klorofüllisisalduse vähenemist taimes?

  8. Viige kokku elemendid ja nende rollid taimes!
    a) Fe A) kambiumi tegevuses
    b) P B) klorofülli koostises
    c) K C) membraanide läbilaskvus toitainetele
    d) Mg D) hingamisprotsessides
    e) S E) ainevahetussaaduste kahjutustamisel
    f) N F) valkude moodustumisel
    g) Ca G) kasvu, saagikuse ja pikema eluea tagamisel
    h) B H) ensüümide koostises

  9. Ennustage, mis laadi muutusi taimeraku põhiprotsessides kutsuks esile õhulõhede avatuna hoidmine ööpäev läbi.

  10. Hinnake vee omastamise erinevate viiside efektiivsust erinevate kasvukohtade taimedel

  11. Kas teate...
    ... lämmastiku, fosfori, kaaliumi ning mikroelementide (üldist) rolli taime jaoks?
    ... vee ülesandeid organismides?
    ...millest sõltub fotosünteesi intensiivsus?
    ... fotosünteesi põhivõrrandit?
    ... fotosünteesi valgusstaadiumi ja pimedusstaadiumi tähtsamaid protsesse?
    ... aeroobse rakuhingamise etappe?

  12. Kas oskate...
    ...kirjeldada fotosünteesi valgus- ja pimedusstaadiumis toimuvaid protsesse ning nendevahelisi seoseid?
    ... kirjeldada rakuhingamise käigus toimuvaid protsesse?
    ... fotosünteesi põhivõrrandist tuletada selle protsessi bioloogilise rolli looduses?

  13. Kas mõistate...
    ... taimede veebilansi vastuolu?
    ...erinevate väetiste võimalikku mõju taime kasvule ja arengule?
    ... fotosünteesi ja hingamise seost nii taimerakus kui looduses üldse?


Koostanud © Urmas Tokko
Tartu Tamme Gümnaasiumi bioloog
Elektronpost: tokko@tamme.tartu.ee

Post: Tamme Gümnaasium
Tamme pst 24a
50404 Tartu
Telefon: 7428880, fax: 7428744


Õppematerjali kopeerimine ja paljundamine autori loata on keelatud

Õppematerjali lugejal palutakse arvestada tõigaga, et see kajastab mõnevõrra varasemaid vaateid. Vetikaid on käsitletud taimeriigi osana (ja mitte protistidena). Seeneriigi jaotamine hõimkondadeks ei lange päris kokku "Üldbioloogia II osas" tooduga.

Õppematerjal on valminud Keskkonnafondi Tartumaa osakonna materiaalsel toel, 1998...1999


Urmas Tokko konspekt

Autor ja toimetajad on tƤnulikud mistahes mƤrkuste, paranduste ja tƤpsustuste eest. Konspekt on osaliselt vananenud. Ootame ka uusi kasulikke veebiviiteid.

Koostanud © Urmas Tokko
Tartu Tamme GĆ¼mnaasiumi bioloog
Elektronpost: tokko@tamme.tartu.ee

Post: Tamme GĆ¼mnaasium
Tamme pst 24a
50404 Tartu
Telefon: 7428880, fax: 7428744


ƕppematerjali kopeerimine ja paljundamine autori loata on keelatud

ƕppematerjali lugejal palutakse arvestada tƵigaga, et see kajastab mƵnevƵrra varasemaid vaateid. Vetikaid on kƤsitletud taimeriigi osana (ja mitte protistidena). Seeneriigi jaotamine hƵimkondadeks ei lange pƤris kokku "Ɯldbioloogia II osas" tooduga.

ƕppematerjal on valminud Keskkonnafondi Tartumaa osakonna materiaalsel toel, 1998...1999

Seni     korda konspekti uuritud alates 13.05.09


Urmas Tokko konspekt

PeatĆ¼kid

Urmas Tokko konspekt

PeatĆ¼kid

Eesti BioloogiaƵpetajate Ɯhing
logo
 
 
lehepea
 
Esilehele
logo
logo
ebu@ebu.ee | Vanemuise 46, 51014 Tartu | reg.nr 80200761 | IBAN EE112200221025109079
MenĆ¼Ć¼