Stofwisseling

Totaal aan Ppt H1 (Am)
• 5 Havo
Energie, enzymen en
koolstofassimilatie
5 Havo
Energie
• Verschillende vormen van energie:
– Kinetische energie (bewegingen)
– Warmte energie (op peil houden
lichaamstemperatuur)
– Chemische energie (assimilatie)
– Elektrische energie (impulsgeleiding)
– Licht energie
Energie
•
•
•
•
In de vorm van ATP (Adenine Tri Fosfaat)
3 fosfaat groepen
3e fosfaatgroep erg energierijk
Bij afsplitsing: ADP (Adenine Di Fosfaat)
ontstaat
Chemische reacties
• Reacties tussen stoffen ontstaan doordat
bewegende moleculen tegen elkaar aan
botsen
• Verbindingen tussen atomen verbroken, en
nieuwe verbindingen gevormd
Chemische reacties
• Verlopen minder snel bij een lage
temperatuur
• De moleculen bewegen dan langzamer en
veroorzaken daardoor minder sterke
botsingen
• Resultaat: Geen reactie
• Oplossing?
Enzymen!
• Zijn eiwitten
• Katalyseren (versnellen) chemische reacties
• Bij reactie blijven enzymen intact: ze worden
zelf niet verbruikt!
• Stof waarop enzym inwerkt = substraat
• Reactie leidt tot nieuwe stof = product
Enzymen
• Hebben bepaalde vorm
• Passen daardoor op 1 type substraat (stof)
• Substraat wordt aan enzym gebonden: EnzymSubstraat complex (E-S complex)
Enzymactiviteit
• Hoeveelheid substraat die per tijdseenheid
wordt omgezet
• Hangt af van:
– Temperatuur
– Zuurgraad
– Substraat concentratie
Ideale omstandigheden
• Optimumkromme geeft gebied weer waarin
enzym actief is
• Vb. verband temperatuur en enzymactiviteit
Invloeden vanuit milieu
• Onder minimum temperatuur: moleculen van
substraat bewegen te langzaam om binding
met enzym te vormen
• Boven maximum: vorm van enzym verandert
waardoor hij niet meer werkt op dat substraat
• Te zuur milieu: vorm van enzym verandert
Even opfrissen
• Welk proces kan een plant wel uitvoeren en
een mens niet om zichzelf te voeden?
Fotosyntese
• Koolstofdioxide + water + energie  Glucose +
zuurstof
• 6CO2 + 6H2O + energie  C6H12O6 + 6O2
• Uit simpele koolstofverbinding worden
complexere koolstofverbindingen gevormd.
• Dit noemen we Koolstofassimilatie!
Fotosynthese
•
•
•
•
Chlorofyl (bladgroen)
Foto-autotroof
Glucose gevormd
Opgeslagen als zetmeel in blad
Fotosynthese
• Licht is nodig
• Hogere activiteit
bij paars en rood licht
• Groen licht wordt weinig geabsorbeerd:
vandaar de groene kleur van de bladeren.
Groen wordt weerkaatst.
Fotosynthese
• Lichtenergie wordt omgezet in chemische
energie
• Die chemische energie wordt vastgelegd in
glucose
Assimilatie en Dissimilatie
Havo 5
Voortgezette assimilatie
• Uit gevormde organische stoffen worden
nieuwe organische stoffen gevormd.
• Glucose wordt gevormd bij fotosynthese en
kan worden omgebouwd tot ingewikkeldere
organische stoffen (bijvoorbeeld zetmeel)
Koolhydraten
• Monosachariden = enkelvoudige suikers
– Glucose, fructose en desoxiribose
• Disachariden = tweevoudige suikers
– Maltose, sacharose en lactose
• Polysachariden = meervoudige suikers
– Zetmee, glycogeen, cellulose
Vetten
• Zijn opgebouwd uit
– 1 glycerol molecuul
– 3 vetzuren
Eiwitten
• Ook wel proteïnen
• Aan elkaar gekoppelde aminozuren
• Aminozuren bestaan uit:
– Koolstof
– Waterstof
– Zuurstof
– Zwavel
– Stikstof
Aminozuren
• In totaal 20 verschillende aminozuren
• Door specifieke volgorde van de aminozuren
ontstaat een eiwit
• Verandering van volgorde verandert de
structuur van het eiwit
• Eiwit is niet meer werkzaam voor het
substraat waar hij bij hoorde
Dissimilatie
• Levert energie
• Deze energie wordt voor alle levensprocessen
• Er wordt chemische energie vrij gemaakt uit
organische stoffen
• Zonder energie gaat een organisme dood.
Aërobe Dissimilatie
•
•
•
•
Aëroob = met zuurstof
Vindt plaats in de mitochondriën
Glucose wordt volledig afgebroken
Per glucosemolecuul komt dus veel energie vrij
• C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O + energie (ATP)
• Zuurstof die nodig is: uit milieu
• Koolstofdioxide die vrij komt: afgestaan aan
milieu
Anaërobe Dissimilatie
• Anaëroob = zonder zuurstof
• Glucose wordt niet volledig afgebroken
• Er komt per glucose molecuul dan ook weinig
energie vrij
Alcohol gisting
• Is een vorm van anaërobe dissimilatie
• C6H12O6  2C2H6O (ethanol) + 2CO2 + energie (ATP)
• Alcohol is het eindproduct
• Gistcellen hebben weinig energie nodig
• Kunnen zonder zuurstof voldoende energie produceren
om in leven te blijven
• Ze zorgen voor dit proces, bijvoorbeeld bij het maken
van brood, bier en wijn
Melkzuurgisting
• Is een vorm van anaërode dissimilatie
• C6H12O6  2C3H6O3 (melkzuur) + energie
• Melkzuur is het eindproduct
• Wordt gebruikt bij productie van zuurkool,
kaas en yoghurt.
Bij dier en mens
• In korte tijd veel energie nodig (bijv. sporten)
• Te weinig zuurstof beschikbaar: Spieren gaan over
op anaërobe dissimilatie
• Glucose afgebroken tot melkzuur:
– Weinig energie komt vrij per glucose molecuul
– Veel glucose verbrand, dus veel melkzuur vrij
• In spieren ophoping van melkzuur  verzuring
geeft een moe gevoel in de spieren
• Afgevoerd via bloed naar lever: omgezet in
glucose
Dissimilatie van vetten
• Vet gesplitst in glycerol + 3 vetzuren
• Komt veel meer energie vrij dan bij
dissimilatie van koolhydraten
Dissimilatie van eiwitten
• Gesplitst in aminozuren
• Ammoniak ontstaat, en wordt omgezet in
ureum
• Wordt via de urine afgescheiden
Basale stofwisseling
• Stofwisseling die moet plaatsvinden om al ons organen
te kunnen laten functioneren in rust zoals:
– Hartslag
– Ademhaling
– Peristaltiek darmkanaal
• Afhankelijk van:
–
–
–
–
–
–
Leeftijd
Geslacht
Gewicht
Tijdstip van de dag
Jaargetijde
Lichaamstemperatuur
Warm- / koudbloedig
• Warmbloedige individuen hebben een min of
meer constante lichaamstemperatuur
– Zoogdieren en vogels
• Koudbloedige individuen hebben een
lichaamstemperatuur die gelijk is aan de
omgevingstemperatuur
– Vissen, reptielen, amfibieën en geleedpotigen
• Welke basale stofwisseling zou bij een lage
temperatuur hoger zijn?
Stofwisseling bij planten
Havo 5
Opname en afgifte gassen
• Via huidmondjes in bladeren
– Koolstofdioxide opgenomen
– Zuurstof afgegeven
• Sluitcellen
• ‘s Nachts gesloten
Transport in de plant
• Vaatbundels
– Houtvaten: water en opgeloste zouten via stengels
naar bladeren (anorganisch)
– Bastvaten: water en assimilatieproducten van
bladeren naar alle delen van de plant (organisch)
Anorgansiche sapstroom
• Ionen opgenomen in de wortels
• Membraan van de wortels is volledig
permeabel
• Vervoert via de houtvaten naar andere
plantendelen
• Vervoer houtvaten gaat tegen zwaartekracht
in: hoe zou deze sapstroom toch kunnen
functioneren?
Anorganische sapstroom
• Verdamping van water door de huidmondjes
zorgt ervoor dat dit wordt aangevuld door de
huidmondjes
• Cappilaire werking: de vaten zijn heel nauw.
Hierdoor worden watermoleculen bij elkaar
gehouden door cohesiekrachten.
Watermoleculen blijven aan de wand van de
houtvaten vast door adhesiekrachten.
• Deze krachten samen zijn groter dan de
zwaartekracht
Organische sapstroom
• Glucose gevormd bij fotosynthese: opgeslagen
als zetmeel
• Reden: voorkomen van hoge osmotische
waarde
• Hoe zou de plant ‘s nachts zijn glucose tekort
aanvullen?
Overwinteren
• In de winter sterft het bovengrondse deel van
de plant af
• In de verdikte delen onder de grond worden
de reservestoffen opgeslagen
• Zetmeel zit in zetmeelkorrels
• Glucose(vrucht), fructose(vrucht) en
sacharose(stengel en wortel) zit in het
vacuolevocht
Fotosynthese
• Afhankelijk van:
– Hoeveelheid en kleur licht
– Hoeveelheid aanwezige koolstofdioxide
– Hoeveelheid beschikbare water
– Temperatuur
– Aanwezigheid bladgroen