Aërobe dissimilatie van glucose

Energie
Vrije en gebonden energie
Kinetische energie is vrije energie in de vorm van beweging. Potentiële energie is gebonden (opgeslagen) energie.
2 De moleculen van organische stoffen zijn relatief groot,
bevatten altijd koolstofatomen en bevatten relatief veel
chemische energie. De moleculen van anorganische
stoffen zijn klein, bevatten meestal geen koolstofatomen en bevatten weinig chemische energie.
3 Assimilatiereacties zijn endotherm. Bij assimilatiereacties wordt energie vastgelegd (als chemische energie).
4 Het doel van assimilatie is de vorming van organische
stoffen waaruit een organisme bestaat. Het doel van
dissimilatie is het vrijmaken van energie voor processen in een organisme.
5 Bij een individu waarbij in de cellen meer assimilatie
dan dissimilatie plaatsvindt, neemt de hoeveelheid
organische stoffen toe. Hierdoor wordt het individu
zwaarder. Bij een individu waarin meer dissimilatie dan
assimilatie plaatsvindt, neemt de hoeveelheid organische stoffen af. Hierdoor wordt het individu lichter.
6 Vrij veel energie komt vrij in de vorm van warmte. Zeker
voor warmbloedigen/dieren met een constante
lichaamstemperatuur die hun lichaamstemperatuur
dus op peil moeten houden, is dit geen energieverlies.
7 In afbeelding 5 is een ruimtelijk model van oxaa';zuu T
weergegeven.
8 De molecuulformule van butaan is C4H10.
9 - Pijl 1: potentiële energie (chemische energie) wordt
omgezet in kinetische energie (beweging).
- Pijl 2: chemische energie wordt omgezet in warmte.
- Pijl 3: kinetische energie wordt omgezet in elektri
sche energie.
- Pijl 4: elektrische energie wordt omgezet in licht.
- Pijl 5: elektrische energie wordt omgezet in geluid.
- Pijl 6: elektrische energie wordt omgezet in potentië
le energie.
10 Koolstofassimilatie vindt bij planten plaats in chloroplasten.
11 Organismen die in staat zijn tot koolstofassimilatie
worden autotroof genoemd, omdat ze in staat zijn de
organische stoffen waaruit ze bestaan zelf op te bouwen
uit anorganische stoffen.
2
1
1
2
3
4
5
6
Fosforylering is het gebruiken van energie die in
een cel vrijkomt bij een dissimilatiereactie om
een fosfaat- groep te binden aan ADP. Hierbij
ontstaat weer ATP.
De vorming van ATP is een endotherme reactie,
omdat hierbij vrije energie wordt vastgelegd.
Als een energierijk elektron terugvalt naar een
baan dicht om de atoomkern komt de energie
direct vrij in de vorm van warmte. De energie
gaat dan verloren voor processen in de cel.
Een elektronenacceptor bevat de meeste chemische
energie in gereduceerde toestand.
De functie van NAD+ bij de energiehuishouding in cellen is vergelijkbaar met die van ADP. NAD+ en ADP kunnen beide de energie binden die vrijkomt bij dissimilatiereacties in cellen.
Dissimilatie wordt zowel door autotrofe als door
heterotrofe organismen gebruikt als energiebron voor
de vorming van ATP. Licht wordt alleen door autotrofe
organismen gebruikt als energiebron voor de vorming
van ATP.
Enzymen
1
2
3
4
5
6
Enzymen worden ook wel biokatalysatoren genoemd,
omdat enzymen de chemische reacties van stofwisselingsprocessen katalyseren (versnellen) zonder daarbij
zelf te worden verbruikt.
De katalyserende werking van een enzym berust op het
verlagen van de energiedrempel, zodat er minder activeringsenergie nodig is om een reactie te laten plaatsvinden. Hierdoor kunnen de reacties van de stofwisselingsprocessen bij de heersende omstandigheden in
cellen plaatsvinden.
Pectinase breekt het pectine uit de middenlamellen af;
cellulase breekt het cellulose uit de celwanden af.
Hierdoor komt er meer celvocht vrij.
Het aangetroffen eiwit is het apo-enzym van sacharase.
Met het sleutel-slotprincipe wordt bedoeld dat alleen
het substraatmolecuul (de sleutel) precies past in het
actieve centrum van het enzymmolecuul (het slot).
Hierdoor is een enzym substraatspecifiek.
Een enzymmolecuul wordt bij de reactie niet verbruikt,
zodat het vele malen dezelfde reactie mogelijk kan
maken. Hierdoor kan in een cel worden volstaan met
een kleine hoeveelheid van een bepaald enzym.
7 Veel vitamines zijn co-enzymen. Sommige daarvan
moeten we met ons voedsel binnenkrijgen, omdat
onze cellen ze niet zelf kunnen vormen. Bij een
tekort aan vitamines in het voedsel kunnen
enzymen die een co-enzym nodig hebben hun
werking niet meer doen. Hierdoor treedt een
stoornis in de stofwisseling in de cellen op.
6 In de ruimte met temperatuur P kan het
enzym het beste worden bewaard. Hoe lager
de temperatuur, des te groter blijft het
percentage intacte enzymmoleculen.
7 De probleemstelling die geformuleerd is voordat
1 Bij een hoge temperatuur kan de ruimtelijke
structuur van een enzymmolecuul worden
vervormd. Hierdoor zijn de actieve centra van de
enzymmoleculen niet meer in staat
substraatmoleculen te binden. Bij biologische
wasmiddelen die enzymen bevatten, mag je
daarom de temperatuur niet te hoog zetten.
2 Een kikker heeft een lichaamstemperatuur die niet
constant is. 's Winters kan een kikker buiten niet
actief zijn,doordat de lichaamstemperatuur dan te
laag is om de stofwisselingsprocessen goed te
laten verlopen. Een merel heeft een constante
lichaamstemperatuur van ongeveer 40 °C.
3 Grafiek 1 kan de verandering van het glucosegehalte in de buis aangeven. Tijdens het
verwarmen van de buis tot ongeveer 40 °C wordt
maltose steeds sneller omgezet in glucose. Boven
60 °C is het maltase inactief geworden, waardoor
het glucosegehalte in de buis niet verder stijgt.
4 Bij het meten na een reactietijd van een halfuur is
zowel bij 40 °C als bij 50 °C al het substraat
omgezet. Om de hoeveelheid substraat die per
minuut wordt omgezet te kunnen bepalen, moet
er na de reactietijd nog wat substraat over zijn in
de buis. De meting zou bijvoorbeeld na een
reactietijd van een kwartier kunnen worden
gedaan.
1 In traject 1 is er door de lage temperatuur geen
enzymactiviteit. De botsingen tussen de moleculen
zijn dan niet krachtig genoeg om de reactie te
kunnen laten plaatsvinden.
2 In traject 2 neemt de enzymactiviteit toe, doordat
de moleculen sneller bewegen, waardoor de
botsingen krachtiger worden.
3 In traject 3 neemt de enzymactiviteit af, doordat bij
een toenemend deel van de enzymmoleculen het
eiwitdeel een andere ruimtelijke structuur krijgt. Dit
deel van de enzymmoleculen wordt inactief.
4 In traject 4 is er geen enzym activiteit, doordat er
geen intacte enzymmoleculen meer over zijn.
5 Bij temperatuur Q zet een intact enzymmolecuul
per minuut meer substraat om dan bij dan bij
temperatuur P. De totale hoeveelheid omgezet
substraat is bij beide temperaturen gelijk, maar bij
temperatuur Q is een groter deel van de enzymmoleculen inactief geworden.
1
2
3
4
5
dit onderzoek wordt uitgevoerd, is bijv: Werkt
een bepaald enzym het best bij een bepaalde
pH?
Het enzym werkt optimaal bij pH 6. Bij deze pH
is er na de reactietijd de kleinste hoeveelheid
substraat overgebleven.
Tussen pH 6 en pH 3 geldt: hoe lager de pH,
des te minder substraat er is omgezet. Bij pH
3 is geen substraat omgezet. Bij een nog
lagere pH zou je dan verwachten dat er zeker
geen substraat meer wordt omgezet. Als er
dan toch na een half uur minder substraat
aanwezig blijkt te zijn dan je verwacht, kan er
iets mis zijn gegaan.
Het toevoegen van een grotere hoeveelheid
enzymoplossing zal bij pH 3 waarschijnlijk
geen invloed hebbenop de gevonden waarde,
doordat het enzym bij pH 3volkomen inactief
is.
Bij pH 6 zal het toevoegen van een grotere
hoeveelheid enzymoplossing waarschijnlijk wel
invloed hebben. Het substraat zal dan sneller
worden omgezet.
Dit enzym werkt het best bij een pH van 6 en
heeft dus een bepaalde pH waarbij het het
beste werkt.
11
1 De werking van een activator berust op het
veranderen van de ruimtelijke structuur van het
enzymmolecuul, waardoor het enzymsubstraatcomplex gemakkelijker kan worden gevormd.
2 De werking van sulfapreparaten bij de bestrijding
van soa berust op concurrerende remming.
Moleculen uit de sulfapreparaten bezetten de
actieve centra van enzymmoleculen van de
ziekteverwekkende bacteriën.Deze
enzymmoleculen worden tijdelijk minder actief.
3 Zware metalen, zoals zink, lood, kwik en cadmium,
zij in kleine hoeveelheden al zeer schadelijk,
doordat ze de actieve centra van enzymmoleculen
blokkeren (niet-concurrerende remming). De
enzymmoleculen worden daardoor blijvend
inactief.
4 Bij positieve terugkoppeling heeft het resultaat
van een proces een versnellende invloed op het
proces. Bij negatieve terugkoppeling heeft het
resultaat van een proces een remmende invloed
op het proces.
5 Een evenwichtsreactie kan plaatsvinden door
middel van positieve terugkoppeling. Door het
resultaat van een proces zal de snelheid van het
proces dan toenemen totdat er een evenwicht is
bereikt.
6 De threonineconcentratie in een cel zal afnemen
als alle isoleucine uit deze cel wordt verwijderd.
Threonine wordt dan omgezet in isoleucine,
totdat er in de cel weer een evenwicht is
ontstaan tussen de concentraties threonine en
isoleucine.
Aërobe dissimilatie van
glucose
14
1 Het kalkwater in buis 2 zal niet troebel worden.
Het KOH in buis i heeft alle koolstofdioxide uit de
luchtgehaald.
2 Het kalkwater in buis 4 zal troebel worden. De
kiemen de erwten in buis 3 geven koolstofdioxide
af aan de lucht.
3 Buis 2 dient als controlebuis. Hiermee kan worden
gecontroleerd of de lucht die in buis 3 wordt
aangezogen wel koolstofdioxidevrij is.
15
1 Een glucosemolecuul wordt in negen stappen
afgebroken tot twee pyrodruivenzuurmoleculen.
2 Per glucosemolecuul is de activeringsenergie uit
twee ATP-moleculen nodig om de glycolyse in
gang te zetten.
3 Per glucosemolecuul worden er vier ATPmoleculen gevormd.
4 De netto-opbrengst aan ATP-moleculen per
glucosemolecuul bij de glycolyse is twee.
5 De vorming van NADH uit NAD+ is een
endotherme reactie. Bij deze reactie wordt
energie vastgelegd.
6 Bij de glycolyse ontstaan twee NADHmoleculen per glucosemolecuul.
16
1 Decarboxylering is het proces waarbij van een
organisch molecuul één koolstofatoom samen
met twee zuurstofatomen (CO2) wordt
afgesplitst.
2 Een citroenzuurmolecuul heeft zes C-atomen.
3 In de citroenzuurcyclus vindt per omloop twee
keer decarboxylering plaats.
4 Per omloop van de citroenzuurcyclus worden
er twee watermoleculen opgenomen.
5 In de citroenzuurcyclus dienen NAD+ en FAD als
elektronenacceptor.
6 De energierijke stoffen die per omloop van de
citroenzuurcyclus ontstaan, zijn drie moleculen
NADH en één molecuul FADH2.
7 Er zijn tot nu toe zes ATP-moleculen per
glucosemolecuul gevormd. Vier ATP-moleculen
zijn gevormd tijdens de glycolyse. Twee ATPmoleculen zijn gevormd tijdens de
citroenzuurcyclus die per glucosemolecuul
twee keer wordt doorlopen. (De chemische
energie uit twee ATP-moleculen is verbruikt om
de glycolyse in gang te zetten.)
8 Er zijn tot nu toe tien NADH-moleculen per
glucosemolecuul gevormd. Twee NADHmoleculen zijn gevormd tijdens de glycolyse.
Uit de twee pyrodruivenzuurmoleculen die bij
de glycolyse zijn ontstaan, is twee keer
acetyl co-enzym A gevormd, waarbij twee
NADH-moleculen zijn ontstaan. Zes NADHmoleculen zijn gevormd tijdens de
citroenzuurcyclus die per glucosemolecuul
twee keer wordt doorlopen.
9 Er zijn tot nu toe twee FADH2-moleculen per
glucose molecuul gevormd. Ze zijn gevormd
tijdens de citroenzuurcyclus die per
glucosemolecuul twee keer wordt doorlopen.
17
Fotosynthese
1 In afbeelding 28 is sprake van fosforylering, omdat
de energie van de NADH-moleculen wordt
vastgelegd in adenosinetrifosfaat (ATP).
2 De fosforylering van afbeelding 28 wordt oxidatief
genoemd, omdat de elektronen die vrijwel al hun
energie hebben afgegeven, reageren met
zuurstof. Zuurstof is dus de waterstofacceptor. De
fosforylering bij de glycolyse is niet oxidatief, omdat
NAD+ de waterstofacceptor is.
3 De energierijke elektronen mogen aan het begin
van de oxidatieve fosforylering nog niet met
zuurstof reageren, omdat ze dan hun energie
kwijt zouden raken in de vorm van warmte.
4 Met de chemische energie uit één NADHmolecuul kunnen drie ATP-moleculen worden
gevormd.
5 Bij de oxidatieve fosforylering ontstaan twaalf
watermoleculen als één glucosemolecuul volledig
is gedissimileerd.
6 Bij de citroenzuurcyclus en de daaraan
voorafgaande decarboxylering zijn per
glucosemolecuul zes watermoleculen nodig.
7 De brutoreactievergelijking van de totale aërobe
dissi-milatie van glucose is:
18 PRACTICUM
Fotosynthese in een bont blad
- Bij je eerste tekening moet staan: blad van een
siernetelplant die 24 uur in bet licht beeft
gestaan.
- In de tekening moetje de volgende delen
hebben aangegeven: deel met bladgroen deel zonder bladgroen - afgedekt deel
- Bij je tweede tekening moet staan: hetzelfde
blad na ontkleuring en behandeling met
joodoplossing.
- In de tekening moet je de volgende delen
hebben aangegeven: blauwzwart deel - nietverkleurd deel.
De tekeningen zijn ter beoordeling aan je
docent. Conclusie:
- Voor fotosynthese is bladgroen nodig.
- Voor fotosynthese is licht nodig.
19 De onderzoeksvraag die hoort bij deze
C6H1206 + 6H20 + 602 -> 6C02 + 12H2O + E
8 Als bij een experiment glucose wordt gebruikt
waarvan de zuurstof radioactief is, kan na aërobe
dissimilatieradioactiviteit worden aangetoond in
koolstofdioxide.De zuurstofatomen van de
glucosemoleculen komen inde koolstofdioxidemoleculen terecht.
9 Als glucose wordt gebruikt waarvan de waterstof
radioactief is, kan na aërobe dissimilatie
radioactiviteit worden aangetoond in water. De
waterstofatomen van de glucosemoleculen
komen terecht in de watermoleculendie bij de
oxidatieve fosforylering worden gevormd.
10 Per tijdseenheid zal er meer zuurstof een
mitochondrium ingaan dan er uitgaat. In
mitochondriën vinden de citroenzuurcyclus en de
oxidatieve fosforylering plaats.
Daarbij worden zuurstof en water verbruikt en
wordenkoolstofdioxide en water gevormd. Er
wordt meer watergevormd dan er wordt verbruikt.
11 - De glycolyse levert twee ATP-moleculen per
glucosemolecuul op.
- De citroenzuurcyclus levert twee ATP-moleculen
per glucosemolecuul op.
- De oxidatieve fosforylering levert 32 ATPmoleculen per glucosemolecuul op.
12 Bij de aërobe dissimilatie van 1 mol glucose wordt
38 mol ATP gevormd. Hiervoor is nodig: 38 x 33,5 kJ =
1273 kJ. Het percentage in ATP vastgelegde
energie is dan:
1273 x 100% = 44%
2870
13 De energie die niet in ATP wordt vastgelegd, komt
vrij als warmte.
1
2
3
4
proefopzet luidt: Komt er zuurstof vrij bij de
fotosynthese?
Met de gloeiende houtspaander wordt
zuurstof aangetoond.
Uit dit experiment blijkt dat licht nodig is voor
fotosynthese.
Door in de ene opstelling koolstofdioxiderijk
water te gebruiken en in de andere opstelling
water waaraan alle koolstofdioxide onttrokken
is, kun je aantonen datkoolstofdioxide nodig is
voor de fotosynthese. (Beide opstellingen
moeten in het licht staan.)
Door de ene opstelling bij een temperatuur te
plaatsen die duidelijk verschilt van de
temperatuur bij de andere opstelling, kun je
aantonen dat de temperatuur van het
milieu van belang is voor de fotosynthese.
(Beide opstellingen moeten in het licht staan.)
20
1 Engelmann toonde met de bacteriën zuurstof
aan.
2 Uit het feit dat op plaats i in afbeelding 34
meer bacteriën voorkomen dan op plaats 2
kun je concluderen datlicht nodig is voor de
fotosynthese. Op plaats 1 bevindt de
chloroplast zich in het licht en op plaats 2 in
het donker.
3 Uit het feit dat op plaats i in afbeelding 34
meer bacteriën voorkomen dan op plaats 3
kun je concluderen dat bladgroen nodig is
voor de fotosynthese. Op plaats 1schijnt de
lichtbundel op de chloroplast en op plaats 3
ernaast.
4 Priestley, Ingenhousz, Saussure en
Engelmann hebben aangetoond dat bij
fotosynthese zuurstof ontstaat.
5 Ingenhousz, Saussure, Sachs en Engelmann
hebben aangetoond dat bij fotosynthese
bladgroen nodig is.
6 Ingenhousz, Sachs en Engelmann hebben
aangetoond dat voor fotosynthese licht nodig is.
7 In afbeelding 18 zijn normale, niet-radioactieve
zuurstofatomen weergegeven doorl6O.
8 Radioactieve zuurstofatomen waren hierbij via
water aan de planten toegediend.
9
De conclusie die je uit dit experiment kunt
trekken, is dat zuurstof bij de fotosynthese niet
ontstaat uit koolstofdioxide, maar uit water.
21
1 Groen licht wordt nauwelijks geabsorbeerd door
bladgroen.
2 Groen licht word door bladgroen vrijwel geheel
teruggekaatst. Dit licht nemen wij waar als we
naar bladgroen kijken. Vandaar de naam
'bladgroen'.
3 De pieken in het absorptiespectrum van chlorofyl a
liggen bij 440 nm en 680 nm. De pieken van
chlorofyl b liggen bij 470 nm en 650 nm.
4 De pieken in de grafiek van de fotosyntheseactiviteit liggen bij 440 nm en 680 nm.
5 Vooral chlorofyl a is verantwoordelijk voor de
fotosynthese.
6 Boombladeren krijgen in de herfst een gele tot
rode kleur, omdat na afbraak van chlorofyl en
caroteen vooral het gele en het rode deel van het
spectrum wordt
gereflecteerd door de pigmenten die nog in de
bladeren aanwezig zijn.
7 De bacteriën die zich van zuurstof afkeren, zullen
zich hoofdzakelijk bevinden op plaats i. Bij groen
licht is de fotosyntheseactiviteit het kleinst.
Daardoor zal op plaats 1 de zuurstofconcentratie
het laagst zijn.
22
1 Het voordeel voor een plant is dat een groot deel
van het zonlicht kan worden geabsorbeerd en
gebruikt bij de fotosynthese.
2 Bij fotosysteem l is sprake van een cyclisch
proces, omdat het elektron terugkeert naar zijn
oorspronkelijke plaats in het chlorofylmolecuul. Er
is sprake van fosforylering, omdat de energie die
ontstaat door het concentratieverschil aan
weerszijde van de membranen van een
chloroplast wordt benut als energiebron voor de
synthese van adenosinetrifosfaat (ATP).
3 Een NAD+-molecuul fungeert in een
mitochondrium als elektronenacceptor en een
NADP+-molecuul fungeert in een chloroplast als
elektronenacceptor.
4 De eindproducten van de lichtreacties zijn H2O,
NADPH, O2 en ATP.
5 Deze eindproducten zijn energierijk.
6 Bij bacteriën die waterstofsulfide (H2S) in plaats
van water (H2O) als elektronendonor benutten,
komt bij de
fotosynthese geen zuurstof vrij. De zuurstof
die gewoonlijk bij de lichtreactie vrijkomt, is
afkomstig van water (H2O).
23
1 Bij de donkerreacties worden de energierijke
NADPH- en ATP-moleculen van de
lichtreacties gebruikt als energiebron.
2 De koolstofatomen die nodig zijn voor de
vorming van een glucosemolecuul zijn
afkomstig uit CO2-moleculen.
3 Deze koolstofatomen worden aan ribulose-i,5difosfaat gebonden als ze de calvincyclus
binnenkomen.
4
De calvincyclus moet zes maal worden
doorlopen om één glucosemolecuul te doen
ontstaan.
5
In de calvincyclus worden 18 ATP-moleculen en
12 NADPH-moleculen verbruikt bij de vorming
van één glucosemolecuul.
6
Bij de vorming van deze NADPH-moleculen
worden 24 watermoleculen verbruikt.
7
De brutoreactievergelijking van de totale
fotosynthese
is:
- lichtreactie: 24H2O + 12NADP+ + nADP + nPj + E ->
12H2O + 12NADPH + 6O2 + nATP
- donkerreactie: 6CO2 + 12NADPH + nATP -> C6H12O6 +
6H2O + 12NADP+ + nADP + nPi
8 Donkerreactie betekent dat de processen in
het donker kunnen plaatsvinden, doordat er
geen lichtenergie nodig is. Meestal vinden de
donkerreacties in het licht plaats, aansluitend
aan de lichtreacties.
9 De energie om de calvincyclus in gang te
houden, komt van de energierijke producten van
de lichtreacties (ATP en NADPH).
10 De geïsoleerde chloroplasten bevatten
enzymen die de reacties van de donkerreactie
versnellen.
11 Als in een experiment specifiek de
donkerreactie wordt geremd, kan er geen
NADP meer worden gevormd. Hierdoor zal de
lichtreactie ook snel worden geremd.
12 De intensiteit van de donkerreactie in de
buitenste bladeren van deze boom is het grootst
om 12 uur. De donkerreactie vindt onmiddellijk
na de lichtreactie plaats.
Andere assimilatie- en
dissimilatieprocessen
24
1 Door nitraatbacteriën worden bij de
chemosynthese nitrietionen, zuurstof, een
waterstofdonor en koolstofdioxide verbruikt.
Daarbij worden nitraationen, glucose en
zuurstof gevormd.
2 Nitrificerende bacteriën zijn autotroof, omdat
ze in staat zijn de organische stoffen waaruit
ze bestaan zelf op te bouwen uit
anorganische stoffen.
3 De oxidatie van anorganische stoffen kun je
vergelijken met de lichtreacties, omdat bij de
oxidatie van anorganische stoffen energie
vrijkomt die wordt gebruikt voor de vorming van
ATP.
4 Op de oceaanbodem kunnen geen planten
groeien, omdat zonlicht niet tot op de bodem
door kan dringen.
Voor fotosynthese in planten is zonlicht nodig.
5 Op deze plaatsen is dierlijk leven mogelijk, omdat
zwavelbacteriën, die in de hete zwavelbronnen
leven, de eerste schakel vormen van een
voedselketen. De autotrofe zwavelbacteriën
dienen als voedselbron voor sommige
organismen. Deze organismen dienen weer als
voedselbron voor andere organismen.
25
1 Ribose is een bouwsteen van ribonucleïnezuur
(RNA). Desoxyribose is een bouwsteen van
desoxyribonucleïnezuur (DNA).
2 Stoffen met dezelfde molecuulformule hebben
niet altijd dezelfde structuurformule. Glucose en
fructose hebben dezelfde molecuulformule, maar
verschillen in ruimtelijke structuur.
3 Een sacharosemolecuul is opgebouwd uit een
glucosemolecuul en een fructosemolecuul.
4 Door het omzetten van de gevormde glucose in
zetmeel daalt de osmotische waarde van de
bladcellen.
5 Zetmeel is slecht oplosbaar in water. Hierdoor
kan het niet goed worden getransporteerd door
de bastvaten. Sacharose is goed oplosbaar in
water en kan goed worden getransporteerd.
6 In alle aminozuren komen de elementen koolstof
(C), waterstof (H), zuurstof (O) en stikstof (N) voor.
7 Alleen in de restgroep van bepaalde aminozuren
komen de elementen stikstof (N) en zwavel (S)
voor.
8 Voor de vorming van aminozuren uit o.a. glucose
zijn stikstofhoudende ionen (vooral nitraationen,
N03-) of sulfaat nodig.
9 Fosfolipiden komen vooral in celmembranen voor.
26
1 Bij de glycolyse ontstaan netto twee ATPmoleculen, omdat per glucosemolecuul de
activeringsenergie uit twee ATP-moleculen nodig
is om de glycolyse in gang te zetten en omdat er
per glucosemolecuul vier ATP-moleculen worden
gevormd.
2 Organismen die hun energie verkrijgen door
gisting, kunnen de waterstofatomen van NADH
niet afstaan aan de elektronentransportketen,
doordat er geen zuurstof ter beschikking is om
als slotacceptor op te treden. Daarom kunnen ze
NADH niet op dezelfde manier omzetten in NAD+
als bij de aërobe dissimilatie.
3 Er mag geen lucht van buitenaf het vat binnenkomen,omdat er dan zuurstof in het vat komt. De
zuurstof zal dan fungeren als waterstofacceptor
van NADH. Bij het maken van wijn is het
echter de bedoeling dat ethanal als waterstofacceptor fungeert zodat er ethanol ontstaat.
Ethanal ontstaat als na de glycolyse een
koolstofdioxidemolecuul van het
pyrodruivenzuur wordt afgesplitst.
4 Het gistingsproces stopt dan, omdat de
gistcellen lang zaam worden vergiftigd door hun
eigen afvalstof, de geproduceerde alcohol.
5 Koolstofdioxide doet het deeg rijzen.
6 Dat in (gebakken) brood geen ethanol zit, komt
doordat het kookpunt van ethanol bij ongeveer
80 °C ligt. Bij het bakken is alle ethanol
verdampt.
7 Onder in een fles bevat de melk meestal
minder zuurstof dan bovenin. Onder in de fles
vindt meestal meer melkzuurgisting plaats
dan bovenin. Hierdoor begint de melk
doorgaans onder in de fles zuur te worden.
8 Het uitscheiden van melkzuur via de nieren
zou meer energieverlies opleveren dan
glucosevorming. Bij de vorming van glucose uit
melkzuur worden ATP-moleculen verbruikt,
maar bij de aërobe dissimilatie van het
gevormde glucose kunnen meer ATP
moleculen worden gevormd.
9 Een atleet verbruikt tijdens de 100 meter sprint
aan het begin vooral een voorraad ATP die in
de spieren aanwezig is. Als deze voorraad na
enkele seconden is opgebruikt, wordt die
aangevuld door het in de spieren aanwezige
creatinefosfaat dat samen met ADP creatine
en ATP vormt. Ook vindt in zijn spieren tijdens
de sprint anaërobe dissimilatie plaats waarbij
melkzuur ontstaat.
10 Deze extra hoeveelheid zuurstof is nodig om
het opge slagen melkzuur weer om te zetten
in glucose.
11 De zuurstofschuld is de hoeveelheid zuurstof
die nodig is om melkzuur in het lichaam van
een atleet weer om te zetten in glucose. Bij de
finish is er veel melkzuur gevormd in de
spieren. Om dat melkzuur weer om te zetten
in glucose is veel zuurstof nodig.
12 Bij de aërobe dissimilatie worden 19x zoveel
ATP-moleculen gevormd als bij de anaërobe
dissimilatie. Deze spier zou bij dezelfde
activiteit bij anaërobe dissimilatie igx zoveel
glucose verbruiken: 19 x 100 mg = 1,9 g
glucose.
27
1 Kinderen groeien, volwassenen niet. In het
lichaam van een kind worden procentueel
meer eiwitten opgebouwd dan in het lichaam
van een volwassene. Daardoor verbruiken
kinderen een groter percentage van hun
beschikbare energie voor de eiwitturnover dan
volwassenen.
2 Bij aërobe dissimilatie leveren vetten per
gram het meeste ATP op.
3 Een mossel heeft vanwege zijn levenswijze geen
grote behoefte aan energie. Het is dan voldoende
als glycogeen wordt opgeslagen als energiereserve. Een vogel heeft vanwege zijn
levenswijze een zeer grote behoefte aan energie.
De energiereservevoorraad bij vogelsbestaat
daarom vooral uit vetten. Bij de aërobe dissimi
latie van vetten komt namelijk veel meer energie
vrij dan bij de aërobe dissimilatie van glycogeen.
4 Carnitine komt zeker voor in de membranen van
mitochondriën. Vetzuurmoleculen worden in het
grondplasma geactiveerd en in de mitochondriën
gedissimileerd.
28
1 Het is niet mogelijk een RQ te bepalen van een
organisme waarbij alleen anaërobe dissimilatie
van glucose plaatsvindt. Bij anaërobe dissimilatie
worden geen zuurstofmoleculen verbruikt.
Hierdoor kan men het RQ niet berekenen.
2 Als een proefpersoon alleen palmitinezuur
dissimileert, is het RQ:
aantal afgegeven koolstofdioxidemoleculen 15
--------------------------------------------------------- = — = 0,7
aantal opgenomen zuurstofmoleculen
22
3 Wanneer de gemiddelde RO-waarde ongeveer 0,85
is, betekent dit dat ongeveer evenveel
koolhydraten als vetten worden gedissimileerd.
(De RO-waarde voor koolhydraten is i en die voor
vetten is 0,7.)
4 Bij de melkzuurgisting wordt geen zuurstof
verbruikt en geen koolstofdioxide gevormd. De
melkzuurgisting is niet van invloed op de ROwaarde. De RO-waarde bij dit zoogdier wordt
geheel bepaald door de aërobe dissimilatie van
glucose en is dus gelijk aan 1.
5 Hoe groter het gewicht van een dier, des te lager is
de intensiteit van het basale metabolisme. (Dit
geldt alleen als verwante dieren worden
vergeleken.)
6 Bij de mens is bij mannen de intensiteit van het
basale metabolisme groter dan bij vrouwen (van
gelijke leeftijd).
7 Het vet onder de huid heeft een warmteisolerende functie. Doordat mannen gemiddeld
minder vet hebben dan vrouwen, is het
warmteverlies bij mannen groter dan bij vrouwen.
Dit wordt gecompenseerd door een hogere
intensiteit van het basale metabolisme bij
mannen.
8 Een kikker is poikilotherm. Hij kan 's winters buiten
niet actief zijn, omdat de intensiteit van zijn basale
metabolisme dan te laag is. Een merel is
homoiotherm. Hij kan 's winters buiten wel actief
zijn, omdat de intensiteit van zijn basale
metabolisme bij lagere omgevingstemperaturen
hoger is dan die van poikilotherme dieren.
9 Het energieverbruik bij poikilotherme dieren is in
de zomer groter dan in de winter. Bij lage
omgevingstemperaturen zijn poikilotherme
dieren niet actief. Bij homoiotherme dieren die
geen winterslaap hebben, is het
energieverbruik in de winter groter dan in
dezomer. Homoiotherme dieren moeten in de
winter een groter warmteverlies compenseren.
Kringlopen
29
1 De functie van reducenten in de koolstofkringloop is het omzetten van organische
stoffen in de dode resten van organismen en
in uitwerpselen van dieren in o.a. koolstofdioxide. Het koolstofdioxide kan weer door de
producenten worden gebruikt.
2 Reducenten zijn heterotroof. Ze leven van de
organische stoffen van andere organismen.
3 De organische stoffen die een dier met zijn
voedsel binnenkrijgt, worden voor een deel
verbruikt bij de dissimilatie in zijn lichaam. Een
ander deel wordt omgezet in dierlijke
organische stoffen. Ten slotte wordt ook een
deel van de organische stoffen niet verteerd;
dit deel verlaat het lichaam van het dier met
de uitwerpselen.
4 Door het verwijderen van de strooisellaag uit
een bos worden dode resten van organismen
uit de kringloop van stoffen verwijderd.
Reducenten in de bodem kunnen deze resten
dan niet meer omzetten in anorganische
stoffen. Er ontstaat een tekort aan
voedingsstoffen voor de planten in het bos.
5 De koolstofverbindingen in fossiele
brandstoffenmaken geen deel uit van de
koolstofkringloop als ze in diepe aardlagen
blijven liggen. Pas als deze brandstoffen
worden gewonnen en verbrand, kan de
koolstof in de koolstofkringloop terechtkomen.
6 Bij de verbranding van fossiele brandstoffen
komt er extra koolstof in de koolstofkringloop in
koolstofdioxidemoleculen.
30
- Een plant neemt nitraten op.
- Bij de stikstofassimilatie worden plantaardige
eiwittengevormd.
- Een plant wordt gegeten door een dier.
- Uit plantaardige eiwitten worden dierlijke
eiwitten gevormd.
- Een dier sterft.
- Door dissimilatie van ureum, urinezuur en
eiwitten komen ammoniumionen in de
bodem.
- Ammoniumionen worden omgezet in
nitrietionen.
- Nitrietionen worden omgezet in nitraationen.
31
1 Planten zetten nitraationen om in eiwitten.
2 Door het oogsten van landbouwgewassen wordt
de stikstof die is vastgelegd in planten (in o.a.
aminozuren en eiwitten) onttrokken aan de
stikstofkringloop op de akkers.
3 Om de schadelijke gevolgen van de verstoring van
de stikstofkringloop op een akker tegen te gaan,
past een landbouwer groenbemesting toe of
maakt hij gebruik van kunstmest om de grond
stikstofrijker te maken.
4 Eerst moet door de inwerking van rottingsbacteriën uit de stalmest ammoniak vrijkomen.
Hieruit moeten door nitriet- en nitraatbacteriën
nitriet- en nitraationen worden gevormd. Pas dan
komt de stikstof in stalmest beschikbaar voor
planten.
5 In cyanobacteriën vindt in speciale compartimenten onder anaërobe omstandigheden
stikstofbinding plaats. Als de cyanobacteriën
sterven, komt de stikstof die in organische stoffen
is vastgelegd, weer in de stikstofkringloop terecht.
5 Nitrietbacteriën en nitraatbacteriën worden ook
wel nitrificerende bacteriën genoemd.
Nitrietbacteriën zetten ammoniumionen om in
nitrietionen. Nitrietionen worden daarna door
nitraatbacteriën omgezet in nitraationen.
6 Nitrificerende bacteriën leven aëroob, omdat
zuurstof nodig is voor de omzetting van
ammoniumionen in nitrietionen en voor de
omzetting van nitrietionen in nitraationen.
7 De nitrificerende bacteriën verbruiken de energie
die bij deze reacties vrijkomt voor de vorming van
glucose.
8 Denitrificerende bacteriën zetten nitraationen om
in gasvormige stikstof.
9 Denitrificerende bacteriën leven anaëroob. Ze
gebruiken bij hun dissimilatie nitraationen in
plaats van zuurstof als waterstofacceptor.
10 Denitrificerende bacteriën verbruiken de energie
die bij deze omzetting vrijkomt voor hun
levensprocessen.
11 Stikstofbinding (stikstoffixatie) is het binden van
stikstofatomen aan waterstofatomen, waardoor
ammoniak (N H3) ontstaat.
12 Stikstofbinding kan alleen plaatsvinden onder
anaërobe omstandigheden. Omdat voor
fotosynthese in plantaardige cellen zuurstof nodig
is, kan in plantaardige cellen dus geen
stikstofbinding plaatsvinden.
13 Als planten in staat zijn tot stikstofbinding, hoeft er
in de land- en tuinbouw geen groenbemesting of
stikstofbemesting meer te worden toegepast.
14 Stikstofarme grond is grond waarin weinig
stikstofverbindingen voorkomen.
15 Bij de samenleving van knolletjesbacteriën met
vlinderbloemige planten krijgen de knolletjesbacteriën van de vlinderbloemige planten
organische stoffen voor hun stofwisseling. De
vlinderbloemige planten krijgen van de
knolletjesbacteriën (organische) stikstofverbindingen. Zo hebben beide soorten
voordeel van deze samenleving.
16 Groenbemesting wordt toegepast om
stikstofarme grond stikstofrijker te maken.
Knolletjesbacteriën in de wortels van
vlinderbloemige planten leggen stikstof uit
de lucht vast in organische stikstofverbindingen.
Als de planten sterven, komen deze stikstofverbindingen in de bodem terecht.
17 Vleesetende planten kun je vooral aantreffen
op stikstofarme grond, omdat ze hun
stikstofverbindingen binnenkrijgen via de
gevangen insecten en niet uit de bodem.
Diagnostische toets
Doelstelling 1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
io
Juist.
Onjuist.
Onjuist.
Onjuist.
Juist.
Onjuist.
Juist.
Juist.
Onjuist.
Juist.
Doelstelling 2
1 Chitine.
2 In figuur i. (Een enzym verlaagt de energiedrempel; bij
figuur 2 is de energiedrempel even hoog als zonder
enzym.)
3 Ja. (Metaalionen kunnen als co-enzym fungeren.)
4 Ja. (Vitaminen kunnen als co-enzym fungeren.)
5 Nee. (De ruimtelijke structuur van enzymmolecuul E
komt niet overeen met die van molecuul P.)
6 Ja. (De ruimtelijke structuur komt overeen. O en R kun
nen zich binden tot één molecuul.)
7 Er wordt minder stof G gevormd.
8 Lager. (Door het verwijderen van stof K wordt stof G
meer omgezet in stof K. De concentratie van stof G
daalt, waardoor stof H meer wordt omgezet in stof G.)
Doelstelling 3
1 D. (Bij een hogere temperatuur dan 40 °C wordt een
toenemend deel van de enzymmoleculen inactief;
daardoor is er meer tijd nodig voor de omzetting.)
2
A.
3 B. (Van pH 2,5 tot en met pH 3,5 kan in een half uur al
het substraat omgezet zijn.)
4 D. (Remstof R bindt zich niet aan het actieve centrum
van het enzymmolecuul, maar verandert de ruimtelijke
structuur van het enzymmolecuul.)
5 D. (Zolang een molecuul intact blijft, neemt met stij
gende temperatuur de activiteit van dit enzymmole
cuul toe.)
6 A. (Bij een lage temperatuur blijven de meeste enzym
moleculen intact, doordat de botsingen tussen de
moleculen dan het minst krachtig zijn.)
Doelstelling 4
1 D. (Gedurende de eerste tijd tijdens de kieming vindt
aërobe dissimilatie plaats.)
2 D (1 = glycolyse; deze vindt in het grondplasma plaats.)
3 D (i Glycolyse; hierbij ontstaat 2 ATP.
2 Citroenzuurcyclus; hierbij ontstaat geen ATP.
3 Oxidatieve fosforylering; hierbij ontstaat 36 ATP.)
4 A. (Voor deze omzetting is geen zuurstof nodig.)
5 C.
Doelstelling 5
1 C. (Groen licht wordt door het wier vooral terugge
kaatst, waardoor het wier er groen uit zal zien
(groenwier). Het geabsorbeerde licht wordt benut bij
de fotosynthese, waardoor de grafieken van de
lichtabsorptieen die van de zuurst of productie sterk
op elkaar zullenlijken.)
2 A. (Uit de grafiek blijkt dat geeloranje licht geheel
wordt teruggekaatst. Het pigment zal daardoor een
geeloranje kleur hebben. Hoe groter het percentage
geabsorbeerd licht, des te groter de bijdrage aan de
fotosynthese is.)
3 A.
4 B. (Bij de donkerreactie wordt kool stof dioxide verbruikt
en glucose gevormd. Bij de lichtreactie wordt water ver
bruikt en zuurstof gevormd.)
5 B. (De donkerreactie vindt aansluitend aan de lichtreactie plaats. De lichtreactie kan alleen in het licht
plaatsvinden.)
6
B.
7 C. (In het donker met toevoeging van NADPH en ATP
kan de donkerreactie plaatsvinden. Hierbij wordt
glucose gevormd, maar geen zuurstof.)
Doelstelling 6
1 Onjuist. (Bij beide processen wordt glucose gevormd.)
2 Juist.
3 Juist. (De oxidatie van ammoniak of
ammoniumionen tot nitrietionen levert de energie
die nodig is voor de vorming van ATP.)
4 Onjuist. (Nitraatbacteriën hebben zuurstof nodig.)
5 Juist
6 Juist
7 Juist
8 Onjuist. (Eiwitturnover is het opbouwen van
eiwitten uit aminozuren die vrijkomen uit juist
afgebroken eiwitten.)
9 Onjuist.
10 Juist.
11Onjuist.
12 Juist.
Doelstelling 7
1 A. (Per glucosemolecuul worden onder aërobe
omstandigheden 38 ATP-moleculen gevormd, onder
anaërobe omstandigheden worden 2 ATP-moleculen
gevormd. Onder anaërobe omstandigheden verbruikt een gistcel igx zoveel glucose als onder
aërobe omstandigheden. Per glucosemolecuul
worden onder aërobe omstandigheden 6 CO2moleculen gevormd, onder anaërobe omstandigheden worden 2 CO2-moleculen gevormd.)
2 D. (Bij de omzettingen van i en 3 is NAD+ nodig als
waterstofacceptor.)
3 C.
DOELSTELLING 8 |
1 C
2 A
3 A
Doelstelling 9
1 Vier pijlen in de afbeelding geven dit weer.
2 CO2 kan ook in de atmosfeer terechtkomen door
een vulkanische uitbarsting en door verbranding
van fossiele brandstoffen.
3 De mens valt onder het compartiment dieren.
4 Reducenten vallen ook onder het compartiment
dieren.
Doelstelling 10
1
2
De pijlen 11 en 12.
Pijl 5.
3 Rechthoek B.
4 Door rechthoek A.
5 Denitrificatie vindt plaats in een zuurstofarme
bodem.
6 In een zuurstofrijke bodem.
7 De pijlen 9 en 10.
Doelstelling 11
1 De eierstokken van een vrouwelijk zoogdier zijn bij
de geboorte uitgerust met een voorraad eicellen
waar ze hun hele leven mee doen.
2 Zijn alle eicellen van een muis bij de geboorte al in
de eierstok aanwezig.
3 De eicellen worden na de geboorte nog bijgemaakt:
1 Tellen wijst uit dat er anders te weinig eicellen
zouden zijn.
2 Na het doden van eicelvormende cellen zijn er
minder eicellen.
3 In een stukje weefsel in de eierstok worden
eicellengemaakt.
4 De onderzoeksvraag van het eerste experiment is:
Zijn fitte ouderen ook geestelijk tot meer in staat,
dan minder fitte ouderen?
5 De conclusie van het eerste experiment is: Ja, fitte
ouderen reageren geestelijk ook beter dan minder
fitteouderen?
6 De onderzoeksvraag van het tweede experiment
is: Kun je op latere leeftijd door fysieke training ook
je geestelijke vermogens verbeteren?
7 De conclusie van het tweede experiment is: Ja,
ook op latere leeftijd kun je door fysieke training je
geestelijke vermogens verbeteren (zelfs bij
ouderen die voorheen niet echt fit waren.)