Presentatie biologie

Presentatie biologie
Paragraaf 23.2
Fotosynthese
Door Kaz de Bruijn en Freek Terheggen, VWO6
Redox
Redoxreactie: is een chemische reactie waarbij elektronen overspringen van de
ene stof op de andere.
Oxidatie: verliezen van elektronen. Ook betekend het begrip oxidatie het
verbinden met zuurstof en het verliezen van waterstof.
Reductie: ontvangen van elektronen. Ook betekend het begrip reductie het
verliezen van zuurstof en het binden aan waterstof.
Huidmondjes
De huidmondjes staan overdag open waardoor CO2 voor de fotosynthese binnen
kan komen. En de huidmondjes zijn gesloten wanneer er te weinig aanvoer van
water uit de wortels is of door teveel verdamping van water via de huidmondjes.
De kans op sluiten van de huidmondjes is groter bij warm weer.
Het proces van fotosynthese gaat sneller bij hogere temperaturen, alleen het
proces stopt wanneer de huidmondjes sluiten. Voor een snel fotosyntheseproces
is het dus van belang dat er de juiste temperatuur en vochtigheidsgehalte heerst.
figuur 1: Doorsnede van een blad (6=huidmondje)
Beperkende factoren
Fotosynthese is afhankelijk: Fotosynthese is afhankelijk van de lichtintensiteit,
hoeveelheid water, de temperatuur en de CO2 – concentratie.
Beperkende factor: De factor, die door toe te nemen, het fotosyntheseproces op
een bepaald moment kan versnellen wordt de beperkende factor genoemd. In
natuurlijke omstandigheden is de concentratie CO2 vaak beperkend.
Fotosynthese
Water komt via de bodem en wortels de plant binnen en gaat via de houtnerven
naar de bladeren. Dan gaat het water naar de cellen in de bladeren. Een deel
van het water verdampt via de huidmondjes die meestal aan de onderkant van
een blad zitten.
Overdag, als er genoeg licht is, komt er via de huidmondjes CO2 binen dat word
gebruikt voor fotosynthese in de cellen met bladgroenkorrels (thylakoïden). In die
bladgroenkorrels vind dan fotosynthese plaats dat is een chemische reactie met
de reactievergelijking:
6 CO2 + 6 H2O  C6H12O6 + 6 O2
Van koolstofdioxide en water word glucose (C6H12O6) en zuurstof(O2)
gevormd. Een deel van het zuurstof word gebruikt door mitochondriën voor
celademhaling, maar eigenlijk is zuurstof een afvalproduct dat via de
huidmondjes en intercellulaire ruimtes word afgevoerd.
Het glucose dat word gemaakt word via de bastvaten naar alle delen van de
plant vervoerd.
Fig
uur 2: Chloroplast of bladgroenkorrel
In het chloroplast liggen de lichtabsorberende pigmenten(chlorophyl), die liggen
binnen in de inwendige membranen. In de Thylakoïde vind daarna fotosynthese
plaats. De vloeistof die de cel verder opvult heet het stroma. De lumen is en
fosfolipidenmembraam dat vloeistof in de thylakoïde omsluit. En stapel
thylakoïden is een granum (meervoud: grana). In de bladgroenkorrels bevind
zich DNA dat codeert voor eiwitten die nodig zijn bij fotosynthese.
Bij fotosynthese komt zuurstof vrij en dat gaat naar de mitochondriën of word
afgevoerd via de huidmondjes. Waters word gesplitst en de waterstofionen
worden aan de transportstof NADP gekoppeld. Dit is de lichtreactie.
De lichtreactie vindt plaats in de membranen van de thylakoiden.
Fotosysteem 1 en 2 zijn chloropyl-moleculen en eiwitten in de membraan.
Stap 1.
Licht (vooral rood) wordt geabsorbeerd door chloropylmoleculen van fotosysteem
2.
Stap 2.
De lichtenergie wordt gebruikt om een watermolecuul te splitsen in een
zuurstofatoom, 2 H+ ionen en 2 elektronen.
Stap 3.
2 zuurstofatomen vormen een zuurstofmolecuul. De zuurstof wordt gebruikt voor
de celademhaling en wat over is, wordt uitgeademd via de huidmondjes.
Stap 4.
De vrijgekomen elektronen hebben een hoog energieniveau,
De elektronen worden overgedragen aan een serie eiwitten. De vrijgekomen
energie wordt gebruikt om van ADP+P  ATP te maken.
Stap 5.
De elektronen worden opgevangen door fotosysteem 1. De chlorofylmoleculen
van fotosysteem 1 absorberen lichtenergie. Het energieniveau van de elektronen
wordt weer verhoogd.
Stap 6.
De vrijgekomen energie wordt gebruikt om de waterstofionen aan NADP te
koppelen.
NADP + 2H  NADPH2
Stap 7.
De ATP-moleculen en de NADPH2-moleculen gaan naar de donkerreactie.
Buiten de thylakoïden vind de donkerreactie plaats. Dit is een reactie in het
stroma. Het heet en donkerreactie, omdat voor deze reactie geen licht nodig is.
In de stroma van de chloroplasten bevinden zich ATP en NADPH die tijdens de
lichtreacties ontstaan zijn. Ook bevinden zich in de stroma van het chloroplast
enzymen die de erop volgende reacties katalyseren. Deze zijn in te delen in vier
groepen.
Reacties groep 1
Reacties waarbij enzymen de C van CO2 binden aan een verbinding met 5 C –
atomen. De verbinding met 6 C – atomen die dan ontstaat, valt onmiddellijk
uiteen in twee moleculen met 3 C – atomen.
Reacties groep 2
Reacties waarbij enzymen de ontstane verbindingen met 3 C – atomen
reduceren met behulp van de H uit NADPH tot glyceraldehydfosfaat. Voor deze
reactie is als energiebron ATP nodig.
Reacties groep 3
Reacties waarbij enzymen de oorspronkelijke verbinding met 5 C – atomen
terugvormen uit een deel van de gevormde glyceraldehydfosfaat moleculen.
Reacties groep 4
Reacties waarbij enzymen een klein deel van de glyceraldehydfosfaat moleculen
omzetten in koolhydraten, bijvoorbeeld glucose.
Vraag 1: wat is het verschil tussen oxidatie en reductie?
A: Oxidatie is het verzadigen van zuurstof in het chloroplast, reductie is een
chemische reactie waarbij elektronen overspringen van de ene stof op de
B: Oxidatie is het verliezen van elektronen, reductie is het ontvangen van
elektronen
C: Oxidatie is het verliezen van elektronen, reductie en het verminderen van het
aantal elektronen
D: Oxidatie is het ontvangen van elektronen, reductie is het verliezen van
elektronen.
Goede antwoord: B, tijdens een redoxreactie gaan elektronen van de ene stof
over op de andere. Stof A(red) > A(ox) en stof B(ox) > B(red)
Vraag 2: Welke stoffen zijn benodigdheden voor fotosynthese?
Antwoord vraag 2: Koolstofdioxide (CO2), Water (H2O) en zuurstof (O2)
Deze zijn de benodigdheden voor fotosynthese. Bij fotosynthese word
lichtenergie omgezet in chemische energie (ATP en NADPH), in de
bladgroenkorrels komt CO2 binnen via de huidmondjes. De CO2 verspreid zich
door intercellulaire holtes via diffusie door het blad heen. Als bijproduct van
fotosynthese ontstaat zuurstof en waterdamp, deze verlaten het organisme ook
weer via de huidmondjes.
Vraag 3: Wanneer staan de huidmondjes van een blad open?
Antwoord vraag 3: Overdag
Overdag staan de huidmondjes open zodat CO2 naar binnen kan en
fotosynthese op kan treden. Dan kan zuurstof en waterdamo ook via deze
openingen weer naar buiten als bijproducten van fotosynthese.
Vraag 4: Wat betekend het als elektronen in een hoger aangeslagen
toestand zijn?
Antwoord vraag 4: Dat betekend dat de elektronen in het chlorofyl door middel
van lichtenergie op een hoger energieniveau terecht komen. Ze zijn dan in
‘aangeslagen toestand’.
Vraag 5: Welke stoffen zijn nodig voor een donkerreactie op gang te
zetten?
A: H2O, ADP, P(i) en NADP
B: 6 CO2 en 12 H2O
C: ATP, NADHP en CO2
D: Koolhydraat, ADP, P(i), NADP en H2O
Goede antwoord vraag 5: C
Vraag 6: Noem een reactiegroep van donkerreactie.
Antwoord:
• Reacties waarbij enzymen de C van CO2 binden aan 5C-atomen. Er
ontstaat een 6C atoomverbinding die gelijk uiteenvalt in twee 3C atomen.
• Reacties waarbij de enzymen de ontstane verbinding met 3C-atomen
reduceren met behulp van de H uit NADPH tot glyceraldehydfosfaat.
• Reacties waarbij enzymen de oorspronkelijke 5C-atomen terugvormen uit
een deel van de gevormde glyceraldehydfosfaat moleculen.
• Reacties waarbij enzymen een klein deel van de glyceraldehydfosfaat
moleculen omzetten in koolhydraten, bijv. glucose.
Vraag 7: De H+ ionen die ontstaan bij de splitsing van water hopen zich op
in de lumen aan de binnenzijde van het membraam. Het
concentratieverschil met de buitenzijde van het membraam levert energie
op om ATP te maken. Welk enzym is hiervoor nodig en waar bevind het
zich?
Antwoord vraag 7: Het enzym dat nodig is om ATP mee te vormen is ATPsynthetase en dat bevind zich in het membraam.
Vraag 8: Via wat bereikt het water in een blad de bladgroenkorrels en hoe
komt het de cel binnen?
Antwoord vraag 8: Het water bereikt de bladgroenkorrels via de houtnerven en
via osmose komt het water de cel binnen.
Vraag 9: wat zijn de beperkende factoren bij fotosynthese en welke
beperkende factoren zijn er?
A: Factoren die het proces van fotosynthese vertragen, de beperkende factoren
zijn: dieren, zonsverduisteringen, droogte en orkanen
B: Factoren die het proces van fotosynthese versnellen, beperkende factoren
zijn: hoeveelheid water, lichtintensiteit, temperatuur en de CO2-concentratie
Antwoord vraag 9: B
Vraag 10: Wat is de maximale afstand waarop de cellen in een blad zich van
de nerf bevinden?
A: 100.000 nanometer
B: 4 micrometer
C: 1,5 centimeter
D: 0,135 centimeter
E: 12,3 millimeter
F: 0,5 Millimeter
G: 0,04 meter\
Antwoord vraag 10: F