Celademhaling

in cellen
DEEL 2 Stof- en energieomzettingen
Thema
6
AEROBE EN ANAEROBE
CELADEMHALING
1
Celademhaling
 ATP is de energieleverancier bij alle levensprocessen.
 Celademhaling zorgt voor vorming ATP.
door oxidatie van voedingsstoffen
 Met O2 = aerobe ademhaling
 Zonder O2 = anaerobe ademhaling
2
Aerobe celademhaling
2.1 Verband tussen spijsvertering en
oxidatie van voedingsstoffen
2.2 Oxidatieproducten
2.3 Globale reactievergelijking van de
oxidatie van glucose
2.4 Het verloop van de oxidatie van glucose
2
Aerobe celademhaling
2.5 Energie die vrijkomt bij de oxidatie
van glucose
2.1 Verband tussen spijsvertering en
oxidatie van voedingsstoffen
 Voedingstoffen = sachariden, lipiden en proteïnen.
 Hydrolyse tijdens spijsvertering tot bouwstoffen
getransporteerd via bloed naar lichaamscellen
oxidatie van de voedingsstoffen (mitochondriën)
productie van ATP
Ademhaling is een chemisch proces
suikers
vetten
aminozuren
Oxidatie
(verbranding)
stapsgewijs
enzymen
H2O
CO2
ATP
Verband tussen spijsvertering en oxidatie van voedingsstoffen
Verband tussen voeding, ademhaling, vertering en aerobe
celademhaling
2.2 Oxidatieproducten
Overzicht oxidatieproducten
Uitscheiding van CO2
en H2O door longen
Uitscheiding van urine
door de nieren
2.3 Globale reactievergelijking van de
oxidatie van glucose
 De globale reactievergelijking van de oxidatie van
glucose:
C6H12O6 + 6 O2
6 CO2 + 6 H2O + energie
 Enkel reagerende stoffen en eindproducten
 Gebeurt in tussenstappen met tussenproducten
gebruikt in syntheseprocessen
2.4 Het verloop van de oxidatie van glucose
 Oxidatie van glucose verloopt in drie fasen:
• glycolyse (cytosol)
• citroenzuurcyclus (mitochondrie)
• eindoxidaties (mitochondrie)
EM-beeld van
mitochondrie
Schematische voorstelling van een mitochondrie met de drie
fasen van de oxidatie van glucose
2.4.1 Glycolyse
 Globale reactie vergelijking:
C6H12O6 + 2 NAD+ + 2 ATP + 4ADP + 4Pi
2 pyruvaat + 2NADH,H+ + 4 ATP + 2ADP + 2Pi + 2H2O
Of vereenvoudigd:
C6H12O6 + 2 NAD+ + 2 ADP + 4Pi
2 pyruvaat + 2NADH,H+ + 2 ATP + 2H2O
Glycolyse schematisch weergegeven
Glycolyse in cytosol
Glucose (C6)
(vereenvoudigd) :
2 pyruvaat (C3)
anaëroob!!
2.4.2 Citroenzuurcyclus
 Vorming van acetyl co-enzym A door decarboxylatie
 voorbereidende reactie voor Krebcyclus (in matrix van mitochondrion)
Decarboxylatie van pyruvaat
Voorbereidende reactie (vereenvoudigd):
Pyruvaat (C3)
Acetyl co-enzym A (C2)
(= Geactiveerd azijnzuur)
Winst: ( 1 NADH + H+) x2
Vorming van CO2 x2
citroenzuurcyclus
Krebcyclus
Winst: ( 3 NADH,H+) x2
( 1 FADH2) x2
( 1 ATP ) x2
Vorming van ( 2 CO2) x2
Anaëroob!
2.4.3 Eindoxidaties
Verloop van de eindoxidaties
2.4.4 Samenvatting van de fasen in de oxidatie
van glucose
2.5 Energie die vrijkomt bij de oxidatie
van glucose
2.5.1 Rendementsberekening
 Fysiologische energiewaarde van 1 mol Glucose
16kJ/g . 180g/mol = 2880 kJ/mol
 Energieomzetting in ATP:
± 30kJ . 38 = ± 1140 kJ
 Rendement = nuttige energie in ATP = 1140 kJ = 0,39
totale energie in glucose 2880 kJ
2880 kJ
1740 kJ
Rendement celademhaling
1140 kJ
2.5.2 Functie van warmte
 Warmte nuttig voor warmbloedingen = behouden
constante temperatuur
 Planten en koudbloedigen produceren ook warmte.
Sneeuw smelt weg rond krokussen
2.5.3 Functie van ATP
 ATP gebruikt voor leveren celarbeid:
•
•
•
•
•
samentrekken spieren
Biosynthese
Actief transport
Zenuwimpulsgeleiding
celdeling
 Energie in ATP:
• omgezet in bioluminescentie (bv. glimwormen)
• omgezet in elektriciteit (bv. sidderaal, olifantsvis)
Bioluminescentie bij glimwormen
Sidderrog vangt prooien door elektrische schok
Olifantsvis gebruikt elektrische
stroomstootjes als radar
3
Anaerobe celademhaling
3.1 Alcoholische gisting bij gistcellen
3.2 Melkzuurgisting in melkzuurbacteriën
3.3 Melkzuurvorming in spiercellen
3.1 alcoholische gisting bij gistcellen
3.1.1 Gist
 Bakkergist (=wijngist, biergist)
= Saccharomycetes cerevisae
 Gistcellen
zijn facultatief anaeroob
EM-beeld van gistcellen
3.1.2 Verloop van alcoholische gisting
 De globale reactievergelijking is:
C6H12O6 + 2 ADP + 2 Pi
2 CH3CH2OH + 2CO2 + 2 ATP
3.2 Melkzuurgisting in melkzuurbacteriën
3.2.1 Melkzuurbacteriën
 melkzuurbacteriën leven in darmflora , vaginale flora
 zetten suikers om
in melkzuur
 Industrieel ingezet bij
bereiding van yoghurt
EM-beeld van
melkzuurbacteriën
3.2.2 Verloop van melkzuurgisting
 De globale reactievergelijking is:
C6H12O6 + 2 ADP + 2 Pi
2 lactaat + 2 ATP + warmte
3.2.3 Melkzuurvorming in spiercellen
 Intensieve inspanning
spieren
onvoldoende zuurstof voor
 Geen citroenzuurcyclus, dus pyruvaat moet omgezet
worden in melkzuur
 Melkzuur gaat splitsen in: H+ + CH3CHOHCOO Er treedt verzuring van de spieren op