knowt logo

Biologija 1

Celični metabolizem

  • druga beseda za metabolizem je presnova

  • vse kemijske reakcije v celici, pospešujejo jih katalizatorji (encimi).

  • metabolna pot je zaporedje več biokemijskih reakcij, pri katerem nastajajo določene snovi.

  • produkt ene reakcije je substrat za naslednjo reakcijo:

    • linearna metabolna pot

    • ciklična metabolna pot

  • ločimo jih na anabolizem in katabolizem, ki sta kemično povezana procesa:

    • katabolizem ali razgradnja:

      • energija se sprošča

      • velike molekule se razgrajujejo v manjše

      • eksotermni procesi (energija se sprošča, veže v molekulah ATP, del energije pa se sprosti v obliki toplote)

      • celično dihanje (aerobno)

      • vrenje (anaerobno)

      • največkrat poteka oksidacija (snovi obdajajo elektrone)

    • anabolizem ali sinteza:

      • energija se porablja (iz katabolizma)

      • manjše molekule se sintetizirajo v večje

      • endotermni procesi

      • fotosinteza (aerobno)

ATP

  • adenozin trifosfat

  • univerzalni prenašalec energije

  • energetsko bogata molekula

  • energija se porablja za različne oblike celičnega dela

  • vloga:

    • sinteza velikih molekul

    • aktivni transport, transport z vezikli

    • električno delo (npr. živčevje)

    • mehansko delo (npr. krčenje mišičnih vlaken)

  • AMP- adenozin monofosfat

  • ADP- adenozin difosfat

  • hidroliza (razgradnja) ATP:

    • ATP + H2O => ADP + PO4 + E

  • dehidracija (izgradnja) ATP:

    • ADP + PO4 + E => ATP

    • v tem primeru se voda odcepi

    • stalno se izgrajuje in razgrajuje- cikel ATP

  • energija se prenese s fosfatno skupino iz ATP na drugo molekulo (fosforilacija), sodeluje kinaza

  • reaktant fosforilira in tako dobi energijo da nastane produkt

  • reaktivna in nestabilna molekula, shranjevanje energije je kratkočasno

Encimi

  • biokatalizatorji (pospešujejo biološke procese)

  • znižujejo aktivacijsko energijo

  • aktivno mesto- mesto na površini encima, kamor se veže substrat (ključ in ključavnica)

  • substrat- reaktant pri encimskih reakcijah

  • encimi so beljakovine:

    • primarna, sekundarna, terciarna zgradba

    • prostorska ureditev- denaturacija

  • imajo beljakovinski in nebeljakovinski del (kofaktor)

  • če je kofaktor:

    • organska snov- koencim

    • anorganski ion- kofaktor

    • vitamini so pogosto del koencimov (v vodi topni in netopni)

  • model inducirane prilagoditve:

    • razlaga delovanje encima

    • končnica aza- npr. saharaza (encim)

    • končnica oza- npr. saharoza (substrat)

    • encim oslabi vez v substratu in pospeši njegovo razgradnjo

    • deluje znotraj in izven celic

  • poimenovanje encimov:

    • končnica -aza

    • po substratu

    • po vrsti reakcije

    • stara imena

    • po vezeh

Dejavniki za Hitrost Encimske Reakcije

  • temperatura (z naraščanjem se hitrost spreminja, npr. pri človeku je optimalnih 36,6 stopinj)

  • količina encima:

    • več kot je encima, hitreje teče reakcija

    • ob konstantni količini encima z dodajanjem substrata hitrost reakcije narašča, dokler niso vse encimske molekule zasedene (potem ne narašča več)

  • pH:

    • večina deluje najbolj v nevtralnem okolju

    • če ni ustrezen pride do denaturacije

  • vpliv inhibitorjev:

    • tekmovalni- veže se na aktivno mesto

    • netekmovalni- spremeni strukturo encim

    • povratno zaviranje s produktom

Presnovna Pestrost

  • vsi organizmi za delovanje potrebujejo vir ogljika in energijo

  • glede na vir ogljika ločimo:

    • CO2- avtotrofi:

      • anorganski CO2 je vir iz okolja

      • hrano si izdelajo sami- potrebujejo energijo

      • rastline, bakterije, alge…

  • organske snovi- heterotrofi

    • fotoavtotrofi- vir je svetlobna energija, vršijo fotosintezo, npr. alge, bakterije, rastline, cianobakterije

    • kemoavtotrofi- vir so kemijske reakcije, vršij kemosintezo, npr. nitrifikacijske bakterije v tleh

Fotosinteza

  • sinteza organskih snovi iz anorganskih, s pomočjo svetlobne energije

  • enačba fotosinteze zelenih rastlin:

6 CO2 + 6 H2O ---> C6H12O6 + 6 O2

  • vir elektronov je voda

  • barvilo: klorofil

  • kisik je stranski produkt

  • enačba fotosinteze bakterij (cianobakterije)

6 CO2 + 12 H2S ---> C6H1206 + 12S + 6 2OH

  • vir elektronov je vodikov sulfid

  • barvilo: bakterioklorofil

  • voda potuje po ksilemu proti krošnji (prevodno tkivo- osmoza)

  • glukoza potuje po floemu

  • fotosinteza poteka v dveh sklopih reakcij:

    • svetlobne reakcije:

      • potekajo na tilakoidnih membranah

      • vstopa voda in iz vode se sprošča kisik

      • svetlobna energija se spremeni v energijo ATP

      • nastaja tudi NADPH+H+

    • temotne reakcije

      • potekajo v stromi

      • iz ATP nastane ADP

      • prozivaja se C6H12O6

      • NADPH+H+ se pretvori v NADP+ (prenaša elektrone)

      • nastane s pomočjo ATP, ki elektrone iz CO2 spremeni v glukozo

  • NADPH (nikotin amid dinukleotid fosfat) je prenašalec vodikov, sodeluje v reakcijah redukcije in oksidacije

NADP + 2H <-> NADPH + H+

Svetlobne Reakcije

  • svetlobno energijo vsrkajo elektroni klorofila a in se izbijejo iz klorofila (“energetični”)

  • izbiti elektroni se prenašajo po proteinskih prenašalcih v tilakoidni membrani do NADP+, ki sprejme elektrone in se reducira v NADPH

  • pri prenosu elektronov po prenašalcih do NADP+ se sprošča energija, ki se porabi za črpanje protonov (H+) iz strome v notranjost tilakoid

  • nastane protonski gradient

  • ko protoni potujejo skozi encim ATP-sintazo nazaj v stromo se s kemiosmozo sintetizira ATP

  • nastanku ATP v procesu fotosinteze rečemo fotofosforilacija

  • manjkajoče elektrone na klorofilu nadomestijo elektroni, ki se sprostijo iz vode pri fotolizi vode (razpad vode s pomočjo svetlobe)

fotosintetska barvila

  • fotosintetska barvila absorbirajo vidno svetlobo v obliki fotonov. Vidna svetloba je elektromagnetno valovanje dolžin od 380-750 nm.

  • glavno barvilo:

    • klorofil a: sposoben pretvorbe svetlobne e v kemično z oddajanjem elektronov, najslabše absorbira zeleno barvo

  • pomožna barvila:

    • klorofil b

    • karotenoidi

    • pomožna barvila omogočajo boljši izkoristek svetlobe, vsrkajo druge valovne dolžine in energijo prenesejo na klorofil a.

  • klorofil a in pomožna barvila skupaj s proteini gradijo fotosistem, ki je vstavljen v membrano tilakoid

Temotne Reakcije

  • tudi Calvinov cikel

  • reakcije potekajo v stromi s pomočjo encimov

  • energija ATP in NADPH se porabi za redukcijo CO2 v glukozo

  • encim rubisco:

    • katalizira prvo reakcijo, vezavo CO2 v sladkor s 3C atomi

    • najpogostejša beljakovina na svetu

  • ciklična metabolna pot

  • glicaralhid fosfat- prvi produkt fotosinteze je trioza

CO2 + H2O -> C6H12H6 + O2

  • presežke sladkorja rastlina začasno pretvori v asimilacijski škrob

    • ponoči se škrob razgradi do sladkorja in se v obliki saharoze transportira v dele, kjer se skladišči za daljši čas in se pretvori v založni škrob

    • iz vmesnih produktov nastajajo tudi druge snovi (celuloza, beljakovine, olja…)

ŽP

Biologija 1

Celični metabolizem

  • druga beseda za metabolizem je presnova

  • vse kemijske reakcije v celici, pospešujejo jih katalizatorji (encimi).

  • metabolna pot je zaporedje več biokemijskih reakcij, pri katerem nastajajo določene snovi.

  • produkt ene reakcije je substrat za naslednjo reakcijo:

    • linearna metabolna pot

    • ciklična metabolna pot

  • ločimo jih na anabolizem in katabolizem, ki sta kemično povezana procesa:

    • katabolizem ali razgradnja:

      • energija se sprošča

      • velike molekule se razgrajujejo v manjše

      • eksotermni procesi (energija se sprošča, veže v molekulah ATP, del energije pa se sprosti v obliki toplote)

      • celično dihanje (aerobno)

      • vrenje (anaerobno)

      • največkrat poteka oksidacija (snovi obdajajo elektrone)

    • anabolizem ali sinteza:

      • energija se porablja (iz katabolizma)

      • manjše molekule se sintetizirajo v večje

      • endotermni procesi

      • fotosinteza (aerobno)

ATP

  • adenozin trifosfat

  • univerzalni prenašalec energije

  • energetsko bogata molekula

  • energija se porablja za različne oblike celičnega dela

  • vloga:

    • sinteza velikih molekul

    • aktivni transport, transport z vezikli

    • električno delo (npr. živčevje)

    • mehansko delo (npr. krčenje mišičnih vlaken)

  • AMP- adenozin monofosfat

  • ADP- adenozin difosfat

  • hidroliza (razgradnja) ATP:

    • ATP + H2O => ADP + PO4 + E

  • dehidracija (izgradnja) ATP:

    • ADP + PO4 + E => ATP

    • v tem primeru se voda odcepi

    • stalno se izgrajuje in razgrajuje- cikel ATP

  • energija se prenese s fosfatno skupino iz ATP na drugo molekulo (fosforilacija), sodeluje kinaza

  • reaktant fosforilira in tako dobi energijo da nastane produkt

  • reaktivna in nestabilna molekula, shranjevanje energije je kratkočasno

Encimi

  • biokatalizatorji (pospešujejo biološke procese)

  • znižujejo aktivacijsko energijo

  • aktivno mesto- mesto na površini encima, kamor se veže substrat (ključ in ključavnica)

  • substrat- reaktant pri encimskih reakcijah

  • encimi so beljakovine:

    • primarna, sekundarna, terciarna zgradba

    • prostorska ureditev- denaturacija

  • imajo beljakovinski in nebeljakovinski del (kofaktor)

  • če je kofaktor:

    • organska snov- koencim

    • anorganski ion- kofaktor

    • vitamini so pogosto del koencimov (v vodi topni in netopni)

  • model inducirane prilagoditve:

    • razlaga delovanje encima

    • končnica aza- npr. saharaza (encim)

    • končnica oza- npr. saharoza (substrat)

    • encim oslabi vez v substratu in pospeši njegovo razgradnjo

    • deluje znotraj in izven celic

  • poimenovanje encimov:

    • končnica -aza

    • po substratu

    • po vrsti reakcije

    • stara imena

    • po vezeh

Dejavniki za Hitrost Encimske Reakcije

  • temperatura (z naraščanjem se hitrost spreminja, npr. pri človeku je optimalnih 36,6 stopinj)

  • količina encima:

    • več kot je encima, hitreje teče reakcija

    • ob konstantni količini encima z dodajanjem substrata hitrost reakcije narašča, dokler niso vse encimske molekule zasedene (potem ne narašča več)

  • pH:

    • večina deluje najbolj v nevtralnem okolju

    • če ni ustrezen pride do denaturacije

  • vpliv inhibitorjev:

    • tekmovalni- veže se na aktivno mesto

    • netekmovalni- spremeni strukturo encim

    • povratno zaviranje s produktom

Presnovna Pestrost

  • vsi organizmi za delovanje potrebujejo vir ogljika in energijo

  • glede na vir ogljika ločimo:

    • CO2- avtotrofi:

      • anorganski CO2 je vir iz okolja

      • hrano si izdelajo sami- potrebujejo energijo

      • rastline, bakterije, alge…

  • organske snovi- heterotrofi

    • fotoavtotrofi- vir je svetlobna energija, vršijo fotosintezo, npr. alge, bakterije, rastline, cianobakterije

    • kemoavtotrofi- vir so kemijske reakcije, vršij kemosintezo, npr. nitrifikacijske bakterije v tleh

Fotosinteza

  • sinteza organskih snovi iz anorganskih, s pomočjo svetlobne energije

  • enačba fotosinteze zelenih rastlin:

6 CO2 + 6 H2O ---> C6H12O6 + 6 O2

  • vir elektronov je voda

  • barvilo: klorofil

  • kisik je stranski produkt

  • enačba fotosinteze bakterij (cianobakterije)

6 CO2 + 12 H2S ---> C6H1206 + 12S + 6 2OH

  • vir elektronov je vodikov sulfid

  • barvilo: bakterioklorofil

  • voda potuje po ksilemu proti krošnji (prevodno tkivo- osmoza)

  • glukoza potuje po floemu

  • fotosinteza poteka v dveh sklopih reakcij:

    • svetlobne reakcije:

      • potekajo na tilakoidnih membranah

      • vstopa voda in iz vode se sprošča kisik

      • svetlobna energija se spremeni v energijo ATP

      • nastaja tudi NADPH+H+

    • temotne reakcije

      • potekajo v stromi

      • iz ATP nastane ADP

      • prozivaja se C6H12O6

      • NADPH+H+ se pretvori v NADP+ (prenaša elektrone)

      • nastane s pomočjo ATP, ki elektrone iz CO2 spremeni v glukozo

  • NADPH (nikotin amid dinukleotid fosfat) je prenašalec vodikov, sodeluje v reakcijah redukcije in oksidacije

NADP + 2H <-> NADPH + H+

Svetlobne Reakcije

  • svetlobno energijo vsrkajo elektroni klorofila a in se izbijejo iz klorofila (“energetični”)

  • izbiti elektroni se prenašajo po proteinskih prenašalcih v tilakoidni membrani do NADP+, ki sprejme elektrone in se reducira v NADPH

  • pri prenosu elektronov po prenašalcih do NADP+ se sprošča energija, ki se porabi za črpanje protonov (H+) iz strome v notranjost tilakoid

  • nastane protonski gradient

  • ko protoni potujejo skozi encim ATP-sintazo nazaj v stromo se s kemiosmozo sintetizira ATP

  • nastanku ATP v procesu fotosinteze rečemo fotofosforilacija

  • manjkajoče elektrone na klorofilu nadomestijo elektroni, ki se sprostijo iz vode pri fotolizi vode (razpad vode s pomočjo svetlobe)

fotosintetska barvila

  • fotosintetska barvila absorbirajo vidno svetlobo v obliki fotonov. Vidna svetloba je elektromagnetno valovanje dolžin od 380-750 nm.

  • glavno barvilo:

    • klorofil a: sposoben pretvorbe svetlobne e v kemično z oddajanjem elektronov, najslabše absorbira zeleno barvo

  • pomožna barvila:

    • klorofil b

    • karotenoidi

    • pomožna barvila omogočajo boljši izkoristek svetlobe, vsrkajo druge valovne dolžine in energijo prenesejo na klorofil a.

  • klorofil a in pomožna barvila skupaj s proteini gradijo fotosistem, ki je vstavljen v membrano tilakoid

Temotne Reakcije

  • tudi Calvinov cikel

  • reakcije potekajo v stromi s pomočjo encimov

  • energija ATP in NADPH se porabi za redukcijo CO2 v glukozo

  • encim rubisco:

    • katalizira prvo reakcijo, vezavo CO2 v sladkor s 3C atomi

    • najpogostejša beljakovina na svetu

  • ciklična metabolna pot

  • glicaralhid fosfat- prvi produkt fotosinteze je trioza

CO2 + H2O -> C6H12H6 + O2

  • presežke sladkorja rastlina začasno pretvori v asimilacijski škrob

    • ponoči se škrob razgradi do sladkorja in se v obliki saharoze transportira v dele, kjer se skladišči za daljši čas in se pretvori v založni škrob

    • iz vmesnih produktov nastajajo tudi druge snovi (celuloza, beljakovine, olja…)