in cellen DEEL 2 Stof en energieomzettingen Thema

in cellen DEEL 2 Stof- en energieomzettingen Thema 6 AEROBE EN ANAEROBE CELADEMHALING

1 Celademhaling ü ATP is de energieleverancier bij alle levensprocessen. ü Celademhaling zorgt voor vorming ATP. door oxidatie van voedingsstoffen ü Met O 2 = aerobe ademhaling ü Zonder O 2 = 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 ü Voedingstoffen = sachariden, lipiden en proteïnen. ü 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 H 2 O CO 2 ATP

Verband tussen spijsvertering en oxidatie van voedingsstoffen

Verband tussen voeding, ademhaling, vertering en aerobe celademhaling

2. 2 Oxidatieproducten Overzicht oxidatieproducten

Uitscheiding van CO 2 en H 2 O door longen Uitscheiding van urine door de nieren

2. 3 Globale reactievergelijking van de oxidatie van glucose ü De globale reactievergelijking van de oxidatie van glucose: C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 6 CO 2 + 6 H 2 O + energie ü Enkel reagerende stoffen en eindproducten ü Gebeurt in tussenstappen met tussenproducten gebruikt in syntheseprocessen

2. 4 Het verloop van de oxidatie van glucose ü 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 ü Globale reactie vergelijking: C 6 H 12 O 6 + 2 NAD+ + 2 ATP + 4 ADP + 4 Pi 2 pyruvaat + 2 NADH, H+ + 4 ATP + 2 ADP + 2 Pi + 2 H 2 O Of vereenvoudigd: C 6 H 12 O 6 + 2 NAD+ + 2 ADP + 4 Pi 2 pyruvaat + 2 NADH, H+ + 2 ATP + 2 H 2 O

Glycolyse schematisch weergegeven

Glycolyse in cytosol Glucose (C 6) (vereenvoudigd) : 2 pyruvaat (C 3) anaëroob!!

2. 4. 2 Citroenzuurcyclus ü Vorming van acetyl co-enzym A door decarboxylatie �voorbereidende reactie voor Krebcyclus (in matrix van mitochondrion) Decarboxylatie van pyruvaat

Voorbereidende reactie (vereenvoudigd): Pyruvaat (C 3) Acetyl co-enzym A (C 2) (= Geactiveerd azijnzuur) Winst: ( 1 NADH + H+) x 2 Vorming van CO 2 x 2

citroenzuurcyclus

Krebcyclus Winst: ( 3 NADH, H+) x 2 ( 1 FADH 2) x 2 ( 1 ATP ) x 2 Vorming van ( 2 CO 2) x 2 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 ü Fysiologische energiewaarde van 1 mol Glucose 16 k. J/g. 180 g/mol = 2880 k. J/mol ü Energieomzetting in ATP: ± 30 k. J. 38 = ± 1140 k. J ü Rendement = nuttige energie in ATP = 1140 k. J = 0, 39 totale energie in glucose 2880 k. J

2880 k. J 1740 k. J Rendement celademhaling 1140 k. J

2. 5. 2 Functie van warmte ü Warmte nuttig voor warmbloedingen = behouden constante temperatuur ü Planten en koudbloedigen produceren ook warmte. Sneeuw smelt weg rond krokussen

2. 5. 3 Functie van ATP ü ATP gebruikt voor leveren celarbeid: • • • samentrekken spieren Biosynthese Actief transport Zenuwimpulsgeleiding celdeling ü 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 ü Bakkergist (=wijngist, biergist) = Saccharomycetes cerevisae ü Gistcellen zijn facultatief anaeroob EM-beeld van gistcellen

3. 1. 2 Verloop van alcoholische gisting ü De globale reactievergelijking is: C 6 H 12 O 6 + 2 ADP + 2 Pi 2 CH 3 CH 2 OH + 2 CO 2 + 2 ATP

3. 2 Melkzuurgisting in melkzuurbacteriën 3. 2. 1 Melkzuurbacteriën ü melkzuurbacteriën leven in darmflora , vaginale flora ü zetten suikers om in melkzuur ü Industrieel ingezet bij bereiding van yoghurt EM-beeld van melkzuurbacteriën

3. 2. 2 Verloop van melkzuurgisting ü De globale reactievergelijking is: C 6 H 12 O 6 + 2 ADP + 2 Pi 2 lactaat + 2 ATP + warmte

3. 2. 3 Melkzuurvorming in spiercellen ü Intensieve inspanning spieren onvoldoende zuurstof voor ü Geen citroenzuurcyclus, dus pyruvaat moet omgezet worden in melkzuur ü Melkzuur gaat splitsen in: H+ + CH 3 CHOHCOOü Er treedt verzuring van de spieren op