Biologie Thema 3 Energie

Biologie Thema 3 Energie
Basisstof 1:
Vrije energie Gebonden energie Chemische energie Endotherm Exotherm Organische stoffen Metabolisme Assimilatie Dissimilatie ATP Elektronen Basisstof 2:
Enzymen Substraat Product Enzymactiviteit Kinetische energie Warmte, beweging Potentiële energie Opgeslagen energie De in chemische verbindingen vastgelegde energie. Energie wordt verbruikt. Er komt energie vrij. Grote moleculen Koolstofverbindingen Stofwisseling, geheel van chemische processen in een organisme Kleine moleculen -­‐> grote organische moleculen (fotosynthese) Doel Vorming van organische stoffen waaruit organisme bestaat Endotherm Afbraak van organische moleculen Doel Vrijmaken van energie Exotherm Adenosinetrifosfaat Opbouw: ADP + P + energie -­‐> ATP Afbraak: ATP -­‐> ADP + P + energie Bewegen in ruime baan om atoomkern, zijn energierijk Bij dissimilatie worden energierijke elektronen met waterstofionen overgedragen aan elektronenacceptoren (waterstofacceptoren) Katalyseren Naam: Substraat + ase Co-­‐enzym: Nodig om enzym te laten werken (metaalion/vitamine) Apo-­‐enzym: Enzymmolecuul met het actieve centrum Stof waarop een enzym inwerkt Stof die bij een reactie ontstaan Hoeveelheid substraat die per tijdseenheid wordt omgezet Hoeveelheid product die per tijdseenheid ontstaat Beïnvloed door: -­‐ Zuurgraad -­‐ Temperatuur Basisstof 3:
Aërobe dissimilatie van glucose: -­‐ Verbranding -­‐ C6H12O6 + 6H2O + 6O2 → 6CO2 + 12H2O + energie Drie voorwaarden: -­‐ Dissimilatie van glucose moet geleidelijk gaan -­‐ Vrijgekomen elektronen mogen niet direct met zuurstof reageren. Moeten worden overgedragen op acceptormoleculen. -­‐ Energie die elektronen afstaan moeten worden benut om ATP-­‐moleculen te bouwen Aërobe dissimilatie in 4 reactieketens: (Binas tabel 68) 1. Glycolyse Glucosemolecuul in tweeën -­‐> 2 moleculen pyrodruivenzuur (C3H4O3) 2NAD+ + 4e-­‐ +2H+ → 2NADH C6H12O6 + 2 NAD+ + 2ADP + 2P → 2 C3H4O3 + 2 ATP + 2 NADH In grondplasma (cytoplasma zonder organellen) 2. Decarboxylering Van pyrodruivenzuur worden 1 C-­‐atoom + 2 O-­‐atomen afgesplitst. 2 keer: C3H4O3 + HSCoA + NAD → Acetyl-­‐CoA + NADH + CO2 3. Citroenzuurcyclus (krebscyclus) Pyrodruivenzuurmoleculen -­‐> Co2 moleculen. 2 keer: Acetyl-­‐CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD + ADP + P → 3NADH+ + 2CO2 + ATP + FADH2 + Co-­‐A In mitochondriën 4. Oxidatieve fosforylering (ademhalingsketen) Energierijke elektronen staan hun energie geleidelijk af voor vorming van ATP In mitochondriën 10 NADH2 + 2 FADH2 + 34 ADP + 34 P + 6 O2 → 34 ATP + 12 H2O + 10 NAD + 2 FAD * Totaal: C6H12O6 + 6 O2 + 38 ADP + 38 P → 6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP Dus glucose + 6 watermoleculen + 6 zuurstofmoleculen geeft 6 koolstofdioxidemoleculen + 12 watermoleculen + 38 eenheden energie. *Er zijn 2 ATP moleculen nodig om twee NADH moleculen te vervoeren van het cytoplasma dat door de glycolyse is ontstaan naar de mitochondriën. Dan blijven er 36 ATP netto over. Basisstof 4:
Foto-­‐autotroof Kunnen zelf in leven blijven door fotosynthese Fotosynthese Koolstofassimilatie met lichtenergie 6CO2 + 12H2O + lichtenergie -­‐> C6H12O6 + 6H2O + 6O2 Lichtreacties -­‐ Cyclisch o ADP + P -­‐> ATP o 6 keer -­‐ Niet-­‐cyclisch o H2O + NADP + H+ + ADP + P-­‐> 2H+ + ½O2 + NADH + ATP o 12 keer Donkerreactie: -­‐ Uit CO2 moleculen worden glucosemoleculen opgebouwd o 18ATP + 6CO2 + 12 NAPH -­‐> 18 ADP + 12NADP+ + 12H+ + 18P + C6H12O6 o 1 keer Basisstof 5:
Chemosynthese: Koolstofassimilatie mbv energie (Energie uit oxidatie van anorganische stof) 2H2S + O2 + 2H2O + 2S + energie 2S + 2H2O + 3O2 -­‐> 2H2SO4 + energie 2NH3 + 3O2 -­‐> 2HNO2 + 2H2O + energie 2NO2-­‐ + O2 -­‐> 2NO3-­‐ + energie Vorming van andere koolhydraten, eiwitten en vetten uit glucose ATP = energiebron Voortgezette assimilatie: Assimilatie vaan Koolhydraten: Bij planten dient zetmeel als koolhydraatreserve en bij dieren glycogeen. Monosachariden Kleinste koolhydraatmoleculen (5/6 C) Enkelvoudige suikers Glucose Disachariden 2 monosachariden aan elkaar Polysachariden Veel monosachariden aan elkaar (polymerisatie) Op deze manier wordt zetmeel in chloroplasten gevormd Assimilatie van eiwitten (proteïnen): Planten kunnen aminozuren assimileren uit glucose en nitraationen. Dieren kunnen alleen aminozuren assimileren uit andere aminozuren. Proteïnen Eiwitten, polymeren van aminozuren Aminozuur 20 verschillende soorten C-­‐atoom, aminogroep(NH2) zuurgroep(COOH), H-­‐atoom, restgroep Assimilatie van vetten (lipiden): Vetmolecuul Opbouw van ‘ons vetje’ Glycerolmolecuul + 3 vetzuurmoleculen Worden als reservebrandstof opgeslagen Anaërobe dissimilatie van glucose: Per glucosemolecuul 2 ATP gevormd -­‐ Alcoholgisting (bier, wijn, brood) 3 koolstofatomen van pyrodruivenzuur afgesplitst, er ontstaat CO2 NADH wordt omgezet in NAD+ -­‐ Melkzuurgisting (yoghurt, zuurkool, kaas) Pyrodruivenzuur -­‐> melkzuur NADH omgezet in NAD+ -­‐ Dissimilatie van eiwitten Ewitten afgesplitst in aminozuren Aminogroep van aminozuren afgesplitst -­‐> ammoniak Overblijvende C-­‐keten -­‐> Pyrodruivenzuur/azijnzuur/citroenzuurcyclus -­‐ Dissimilatie van Vetten Vetten -­‐> Glycerol + vetzuren Glycerol -­‐> pyrodruivenzuur C2 moleculen van vetzuren afgesplitst -­‐> omgezet in azijnzuur RQ = (aantal afgegeven CO2 moleculen) / (aantal opgenomen O2 moleculen) 1 NADH = ½O2 1 FADH2 = ½O2 Koolhydraten RQ = 1,0 Vetten RQ = 0,7 Ewitten RQ= 0,9 Basale metabolisme Grondstofwisseling Stofwisseling van organisme in rust Hangt af van gewicht, leeftijd, geslacht, temperatuur enz.