THEMA 1 STOFWISSELING HAVO 5 Boek biologie voor

THEMA 1: STOFWISSELING HAVO 5 Boek biologie voor jou Havo B deel 1

Stofwisseling • Stofwisseling: het totaal van alle chemische processen in een organisme. • Organische stoffen: stoffen die afkomstig zijn van een organisme of van producten van een organisme

Stofwisseling • Anorganische stoffen: stoffen die voorkomen in organismen en in de levenloze natuur.

Assimilatie • Assimilatie: de opbouw van organische moleculen uit kleinere moleculen. • Doel: vorming van organische stoffen waaruit een organisme bestaat.

Assimilatie • Voor assimilatieprocessen is altijd energie nodig. • Die energie wordt vastgelegd in de moleculen van de gevormde organische stoffen. • Energie die is vastgelegd in moleculen noemen we chemische energie.

Dissimilatie • Dissimilatie: afbraak van organische moleculen tot kleinere moleculen. • Doel: het vrijmaken van energie.

Dissimilatie • Bij dissimilatie kan energie vrijkomen in verschillende energievormen: * kinetische energie * warmte * elektrische energie * lichtenergie

adenosinetrifosfaat (ATP) • De energie die vrijkomt bij dissimilatie wordt niet meteen benut, maar wordt tijdelijk vastgelegd in moleculen ATP. • Een ATP molecuul bevat drie (tri) fosfaatgroepen. • Tussen de tweede en de derde fosfaatgroep is veel chemische energie vastgelegd.

ATP • Wanneer de derde fosfaatgroep van ATP wordt afgesplitst, komt de chemische energie vrij. • Er ontstaat dan ADP (adenosinedifosfaat) • De vrijgekomen energie wordt benut bij levensprocessen. • ADP en P zijn beschikbaar om weer energie vast te leggen.

Enzymen • Enzymen zijn stoffen die de chemische reacties van stofwisselingsprocessen katalyseren (versnellen). • De stof(fen) waarop een enzym inwerkt, noemen we een substraat. • Een stof die bij een reactie ontstaat noemen we een product.

Enzymen • Een enzymmolecuul is substraatspecifiek. • Het substraatmolecuul wordt aan het enzymmolecuul gebonden. • Er ontstaat een enzym-substraatcomplex. • (zie afb. 4 en 5 op blz. 9 van je boek)

Enzymactiviteit • Enzymactiviteit: de snelheid waarmee een enzym een reactie versnelt. • Deze kan worden uitgedrukt in hoeveelheid substraat die per tijdseenheid wordt omgezet of in hoeveelheid reactieproduct die per tijdseenheid ontstaat.

Enzymactiviteit • • De enzymactiviteit is afhankelijk van: temperatuur p. H (blz. 10 in je boek) Minimum Optimum Maximum

Koolstofassimilatie • Koolstofassimilatie: vorming van glucose en zuurstof uit koolstofdioxide en water. • Voor deze reactie is ook energie nodig. • Koolstofassimilatie komt alleen voor bij autotrofe organismen. • Fotosynthese • Bij bacterien komen ook andere vormen voor.

Koolstofassimilatie • Fotosynthese komt voor bij planten en cyanobacterien. • Deze organismen hebben bladgroen. (chlorofyl). • We noemen ze fotoautotroof.

Koolstofassimilatie • Licht is een mengsel van alle kleuren licht. • Lichtstralen verschillen in golflengte. • Op een blad wordt vooral het groene licht teruggekaatst en de overige kleuren uit het zonlicht worden geabsorbeerd. • De energie van het geabsorbeerde licht wordt tijdelijk vastgelegd in ATPmoleculen.

Koolstofassimilatie • Dus: bij fotosynthese wordt lichtenergie vastgelegd als chemische energie in glucose moleculen. • Het absorptiespectrum van een stof geeft aan in welke mate verschillende kleuren licht door die stof worden geabsorbeerd.

Voortgezette assimilatie • De glucose die bij fotosynthese is gemaakt dient als grondstof voor de meeste andere organische stoffen die in planten voorkomen. • De vorming van deze andere organische stoffen wordt voortgezette assimilatie genoemd.

Voortgezette assimilatie • Bij voortgezette assimilatie in autotrofe organismen kunnen uit glucose onder andere koolhydraten, vetten en eiwitten worden gevormd. • Bij heterotrofe organismen kunnen uit glucose alleen koolhydraten en vetten worden gevormd.

Voortgezette assimilatie • Koolhydraten: – monosachariden – disachariden – polysachariden Je moet voorbeelden van alle sachariden kennen!

Voortgezette assimilatie • Vetten worden ook wel lipiden genoemd. • Een vetmolecuul ontstaat als er een glycerol molecuul en drie vetzuurmoleculen zich met elkaar verbinden. • Vetten hebben een warmte-isolerende functie en dienen ook als reservestof.

Voortgezette assimilatie • Eiwitten worden ook wel proteinen genoemd. • Eiwitten bestaat uit aminozuren. • Door hun specifieke ruimtelijke structuur kunnen verschillende eiwitten hele verschillende functies hebben, bv. als enzymen, bouwstoffen of als transportenzymen.

Dissimilatie • Dissimilatie: chemische energie vrijmaken uit organische stoffen. • Zonder dissimilatie gaat een cel dood. • In organismen wordt energie meestal vrijgemaakt door dissimilatie van glucose. • Dissimilatie kan aeroob en anaeroob plaatsvinden.

Aerobe dissimilatie • Bij aerobe dissimilatie (verbranding) worden glucosemoleculen volledig afgebroken. • De vrijgemaakte energie wordt tijdelijk vastgelegd in ATP moleculen.

Aerobe dissimilatie • Reactievergelijking: • C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 6 CO 2 + 6 H 2 O + energie • De aerobe dissimilatie van glucose vindt voor het grootste gedeelte plaats in mitochondrien.

Anaerobe dissimilatie • De meeste organismen kunnen ook glucose dissimileren zonder zuurstof. • De glucosemoleculen worden dan niet volledig afgebroken. • De eindproducten bevatten nog veel chemische energie

Anaerobe dissimilatie • De vrijgekomen energie wordt eerst opgeslagen in ATP moleculen. • Gistcellen hebben wenig energie nodig. Ze krijgen voldoende energie uit de anaerobe dissimilatie van glucose.

Anaerobe dissimilatie • Als eindproducten ontstaan alcohol (ethanol) en koolstofdioxide. Dit proces heet: alcoholgisting. • Reactievergelijking: • C 6 H 12 O 6 2 C 2 H 6 O (ethanol) + 2 CO 2 + energie

Anaerobe dissimilatie • Melkzuurbacterien breken in een zuurstofarme omgeving glucose af tot melkzuur. • Deze anaerobe dissimilatie wordt melkzuurgisting genoemd.

Anaerobe dissimilatie • Bij melkzuurgisting ontstaat geen koolstofdioxide. • Reactievergelijking: • C 6 H 12 O 6 2 C 3 H 6 O 3 (melkzuur) + energie.

Dissimilatie van vetten en eiwitten • Vetten worden bij de dissimilatie eerst gesplitst in vetzuren en glycerol. • Eiwitten worden bij dissimilatie eerst gesplitst in aminozuren. • Hierbij ontstaat ammoniak. Bij de mens wordt dit omgezet in ureum.

Basale stofwisseling • Basale stofwisseling: stofwisseling van een organisme in rust. • De intensiteit van de basale stofwisseling is de snelheid waarmee deze stofwisselingsprocessen plaatsvinden.

Basale stofwisseling • • De intensiteit is o. a. afhankelijk van: geslacht leeftijd lichaamsgewich lichaamstemperatuur tijdstip van de dag jaargetijde

Stofwisseling in planten • Fotosynthese vindt vooral plaats in de bladeren. • Via huidmondjes en luchtholten diffunderen in en uit de bladcellen. • Kennen afb. 31 op blz. 24 van je boek!

Stofwisseling bij planten • De producten van de fotosynthese moeten ook terechtkomen in de andere delen van de plant. • Transport van stoffen tussen cellen kan plaatsvinden door: diffusie, osmose en actief transport.

Stofwisseling bij planten • Op deze manieren worden stoffen vervoerd over kleine afstanden. • Over grote afstanden vindt het transport plaats door stroming. • Dit transport vindt plaats via vaten.

Stofwisseling bij planten • Anorganische sapstroom: het vervoeren van water en ionen , via houtvaten, van stengels naar bladeren. • Organische sapstroom: het vervoeren van water en assimilaieproducten van bladeren naar alle delen van de plant.

Anorganische sapstroom • Voor fotosynthese is water nodig. • Voor voortgezette assimilatie zijn nitraationen nodig. • Water en nitraationen worden door de wortels opgenomen uit de bodem.

Anorganische sapstroom • Het transport via houtvaten gebeurt tegen de zwaartekracht in. • Dit transport is het gevolg van verdamping van water uit de bladeren en van capillaire werking. • De cohesiekrachten waardoor de watermoleculen bij elkaar blijven en de adhesiekrachten waarmee de watermoleculen aan de houtvatwand worden vasgehouden, zijn samen groter dan de zwaartekracht.

Organische sapstroom • Een groot deel van de gevormde glucose wordt omgezet in zetmeel. • ‘s nachts wordt zetmeel omgezet in sacharose en via bastvaten afgevoerd naar andere delen van de plant. • De cellen nemen de sacharose actief op uit de organische sapstroom.

Opslag van assimilatieproducten • In elke plantaardige cel wordt een kleine hoeveelheid assimilatieproducten opgeslagen als reservestoffen. • Grote hoeveelheden worden opgeslagen in de cellen van de verdikte delen. • Bij alle planten worden in de zaden ook reservestoffen opgeslagen.

Opslag van assimilatieproducten • Zetmeel wordt opgeslagen in zetmeelkorrels. • Glucose, fructose en sacharose zitten vooral in het vacuolevocht. • Eiwitten kunnen zijn opgelost in het vacuolevocht of als aleuronkorrels in het cytoplasma voorkomen.

Intensiteit van fotosynthese • De intensiteit van fotosynthese is de snelheid waarmee glucose wordt gevormd en zuurstof vrijkomt. • Afhankelijk van: • kleur van het licht • hoeveelheden CO 2 en H 2 O • temperatuur • hoeveelheid bladgroen

De koolstofkringloop • Afb. 47 op blz. 33 van je boek. • Lucht bestaat voor ongeveer 0, 03 % uit CO 2 • Autotrofe organismen zijn in staat om met deze hoeveelheid CO 2 glucose te vormen. • Autotrofe organismen worden ook wel producenten genoemd.

De koolstofkringloop • Autotrofe organismen worden gegeten door heterotrofe organismen. • Heterotrofe organismen worden ook wel consumenten geneomd.

De koolstofkringloop • Sommige dieren sterven zonder te worden opgegeten. • Zij worden afgebroken door bacerien en schimmels. • Deze worden ook wel reducenten genoemd.

De stikstofkringloop • Afb. 49 op blz. 35 van je boek • Planten nemen stikstof op uit de bodem in de vorm van nitraationen. • Stikstofassimilatie: uit nitraationen en glucose worden stikstofhoudende organische verbindingen opgebouwd.

De stikstofkringloop • Consumenten scheiden stikstof uit met hun urine. • Reducenten breken organische stikstofverbindingen af tot o. a. ammoniak. • Nitrificerende bacterien • Denitrificerende bacterien • Stikstofbindende bacterien