T3. Energie B1. Vrije en gebonden energie B2. Enzymen B3. Aërobe dissimilatie van glucose B4. Fotosynthese B5. Andere assimilatie- en dissimilatieprocessen B6. Kringlopen EB7. Leren onderzoeken: Respiratoir quotiënt bepalen EB8. ANW: Duurzame energie EB9. Leren en werken: Onderzoeker in opleiding V1. Chromatografie V2. Stofwisseling bij sport V3. Leren en werken V4. Ideeën voor onderzoek V5. Werken met de computer Practica

T3/B1. Vrije en gebonden energie Vrije energie: direct te gebruiken Gebonden energie: zit opgeslagen in bijv. glucose Verschillende typen reacties: Endotherm: in energie bij nodig Exotherm: komt energie bij vrij Wet van behoud van energie: Energie voor reactie = energie na reactie bv. Auto: Benzine (100%) = beweging (45%) + warmte (55%) bron: www.autotrack.nl

T3/B1. Vrije en gebonden energie Organische stoffen: (herhaling thema ordening) Grote moleculen Bevatten altijd koolstof (C) en waterstof (H) atomen Meestal ook zuurstofatomen (O) Vaak ook stikstof (N), zwavel (S) en fosfaat (P) atomen Soms metalen; ijzer (Fe) of magnesium (Mg) Vb. glucose en DNA

T3/B1. Vrije en gebonden energie Stofwisseling (metabolisme): Assimilatie; Het opbouwen van energiehoudende stoffen. fotosynthese: 6CO2 + 6H2O + energie  C6H12O6 + 6O2 Hierover meer in het volgende deel v/h hoofdstuk.

T3/B1. Vrije en gebonden energie Stofwisseling (metabolisme): Dissimilatie; Het afbreken van energiehoudende stoffen. verbranding: (omgekeerde fotosynthese) C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O + energie

T3/B1. Vrije en gebonden energie ATP (adenosine tri-fosfaat): Belangrijke stof bij overbrengen van energie. Is een tijdelijke energie opslag.

T3/B1. Vrije en gebonden energie ATP  ADP + Pi + energie (warmte, beweging, enz) + + energie bioplek ATP

T3/B1. Vrije en gebonden energie Energierijke elektronen Moleculen: elektronen (negatief geladen) protonen (positief geladen) neutronen (geen lading)

T3/B1. Vrije en gebonden energie Energieoverdracht via elektronen

T3/B2. Enzymen B2. Enzymen (eiwitten) Versnellen van reacties, hebben een lagere activeringsenergie waarbij de energiedrempel omlaag gaat. Hierbij worden de enzymen zelf, niet verbruikt. Werken in op één stof => enzymen zijn reactiespecifiek. Enzymactiviteit: hoe snel werkt een stof.

T3/B2. Enzymen

T3/B2. Enzymen co-enzym: ion/molecuul of vitamine (uit voedsel) dat nodig is om de reactie plaats te laten vinden. "co" = samen. Invloed van de temperatuur:

T3/B2. Enzymen Activering/remming enzymactiviteit Activator: exhibitor Remmer: inhibitor (blokkeert het enzym)

T3/B2. Enzymen Negatieve terugkoppeling Voldoende produkt? --> remming afbraak glucose

T3/B3. Aërobe dissimilatie van glucose Verbranding waarbij zuurstof aanwezig is. C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O Hierbij komt 2870 kJ/mol aan energie vrij. Van belang voor cellen: Geleidelijke dissimilatie anders?? Wegvangen van vrije elektronen  door acceptormolecuul (het acceptormolecuul is NAD+) Vrijgekomen energie moet worden omgezet naar ATP.

T3/B3. Aërobe dissimilatie van glucose Bestaat uit drie verschillende stappen: Glycolyse Vindt plaats in het grondplasma van de cel. Citroenzuurcyclus (Krebscyclus) Vindt plaats in de matrix van mitochondria. Oxidatieve fosforylering (elektronentransportketen) Vindt plaats op het binnenste mitochondriamembraan. Elk proces wordt met behulp van BINAS uitgelegd.

T3/B3. Aërobe dissimilatie van glucose Opdracht: Benoem de delen. 1: 2: 3: (het kleine rode bolletje) 4: 5: 6: 7: 8: 9: 10: 11: 12: 13:

T3/B3. Aërobe dissimilatie van glucose Opdracht: Benoem de delen. 1: Kernlichaampje 2: Kernmembraan 3: Ribosomen 4: Blaasje 5: (R)ER 6: Golgi- apparaat 7: Microtubuli 8: (G)ER 9: Mitochondrium 10: Peroxisoom 11: Cytoplasma 12: Lysosoom 13: Centriolen

T3/B3. Glycolyse

T3/B3. Glycolyse 68B

T3/B3. Glycolyse - vragen In welk deel van de cel vindt deze reactie plaats? Hoe wordt de energie genoemd die nodig is de reactie op gang te brengen? Als je energie moet toevoegen aan een reactie, wat voor type reactie is het dan? Hoeveel ATP is er nodig om de reactie op gang te brengen? Hoeveel ATP ontstaat er bruto? Hoeveel ATP ontstaat er netto? Vindt deze reactie plaats wanneer er geen zuurstof aanwezig is?

T3/B3. Citroenzuurcyclus Gaat verder waar glycolyse stopt wanneer O2 aanwezig is. Decarboxylatie: Afsplitsen van CO2 Per pyrodruivezuur ontstaan: 1 ATP 1 FADH2 4 NADH In totaal 2 pyrodruivezuur uit glycolyse dus totaal: 2 ATP 2 FADH2 8 NADH Laatste 2 gaan naar ETK!

T3/B3. Citroenzuurcyclus animatie

T3/B3. Oxidatieve fosforylering

T3/B3. Oxidatieve fosforylering

http://www.atpsynthase.info/old/FAQ.html Alive Biology

T3/B3. Energieopbrengst 1 glucose molecuul

T3/B3. Overzicht dissmilatie

T3/B4. Fotosynthese Bladgroenkorrels nemen de lichtenergie op Opname van water (H2O) Glucose naar de bastvaten Lichtenergie Opname/afgifte van koolstofdioxide (CO2) en zuurstofgas (O2 ) door de huidmondjes Vorming van glucose

T3/B4. Fotosynthese Fotosynthese wordt ook wel koolstofassimilatie genoemd. 6CO2 + 6H2O + energie => C6H12O6 + 6O2 Chlorofyl in chloroplasten absorbeert licht waardoor een elektron in een hogere baan word geleid en dus meer energie bevat. Een elektron wordt ‘aangeslagen’. Éénmaal aangeslagen -> terug naar oorsprong Hiervoor zijn drie manieren mogelijk om energie af te staan: Warmte afgeven Energie overdragen op ander chlorofyl Elektron overdragen aan elektronen acceptor

T3/B4. Fotosynthese Absorptiespectra

T3/B4. Fotosynthese Absorptiespectra

T3/B4. Fotosynthese Absorptiespectra

T3/B4. Fotosynthese Absorptiespectra

T3/B4. Fotosynthese Lichtreactie Deze reactie vindt alleen plaats wanneer het licht is. ADP wordt omgezet naar ATP (gebruikt om CO2 te koppelen) NADP+ wordt omgezet naar NADPH (maakt een éénvoudig suiker, één lange keten) Bestaat uit twee fotosystemen die onafhankelijk van elkaar kunnen werken. Fotosysteem 1: P700 (pigment, opt 700 nm, rood) Fotosysteem 2: P680 (pigment, opt 680 nm, oranje/rood) Fotosysteem 2 doet als éérste zijn werk: fotolyse H2O -> 2H+ en ½O2

T3/B4. Fotosynthese Fotosysteem 1

T3/B4. Fotosynthese Fotosysteem 2

T3/B4. Fotosynthese Fotosynthetisch pigment

T3/B4. Fotosynthese BINAS 69B1

T3/B4. Fotosynthese Niet-cyclische fotofosforylering: membraanreacties BINAS 69B2

T3/B4. Fotosynthese Cyclische fotofosforylering: membraanreacties BINAS 69B3

T3/B4. Fotosynthese Donkerreactie (Calvincyclus) Vindt plaats in de vloeistof van chloroplasten. Kan plaats vinden zonder dat er licht aan te pas komt. Stopt wanneer de lichtreactie niet heeft plaatsgevonden. Opdracht: Waarom stopt de donkerreactie wanneer de lichtreactie niet heeft plaatsgevonden?

T3/B4. Fotosynthese Donkerreactie (Calvincyclus) BINAS 69C

T3/B4. Fotosynthese Overzicht BINAS 69A

T3/B5. Andere assimilatie- en dissimilatieprocessen Chemosynthese Energie niet afkomstig uit zonlicht maar uit energie afkomstig van een bepaalde chemische reactie. Bijvoorbeeld: Tubeworms

T3/B5. Andere assimilatie- en dissimilatieprocessen Assimilatie van koolhydraten Aan elkaar plakken van kleine bouwstenen tot grote ketens. Het plakken gebeurd door water tussen de enkele bouwstenen uit te halen. Dit proces wordt polymerisatie genoemd.

T3/B5. Andere assimilatie- en dissimilatieprocessen Assimilatie van eiwitten Het aan elkaar koppelen van aminozuren door er water tussenuit te halen. Er ontstaat een peptidebinding tussen twee aminozuren. Planten maken zelf aminozuren. Dieren kunnen dit niet!

T3/B5. Andere assimilatie- en dissimilatieprocessen Assimilatie van vetten Het aan elkaar koppelen van een glycerolmolecuul met een vetzuurmolecuul door er water tussenuit te halen.

T3/B5. Andere assimilatie- en dissimilatieprocessen Eiwitturnover

T3/B5. Andere assimilatie- en dissimilatieprocessen

T3/B5. Andere assimilatie- en dissimilatieprocessen BINAS 68E

T3/B5. Andere assimilatie- en dissimilatieprocessen Respiratoir quotiënt/Basaal metabolisme RQ = aantal afgegeven CO2 moleculen aantal opgenomen O2 moleculen

T3/B6. Kringlopen - koolstofkringloop

T3/B6. Kringlopen - koolstofkringloop

T3/B6. Kringlopen - koolstofkringloop glucose andere organische stoffen producenten voortgezette assimilatie consumenten reducenten CO2 koolstofassimilatie (fotosynthese) dissimilatie detritus

T3/B6. Kringlopen - koolstofkringloop BINAS 93G

T3/B6. Kringlopen - koolstofkringloop Broeikaseffect?

T3/B6. Kringlopen - Stikstofkringloop

T3/B6. Kringlopen - stikstofkringloop aminozuren plantaardige eiwitten producenten consumenten dierlijke eiwitten rottingsbacteriën (reducenten) eiwitten en afbraakproducten van eiwitten NH4+ NO2- nitrietbacteriën NO3- nitraatbacteriën stikstofbindende bacteriën NH3 Ureum Urinezuur N2 denitrificerende bacteriën glucose bodem stikstofassimilatie dissimilatie dode dieren dode planten

T3/B6. Kringlopen - stikstofkringloop 80% in de lucht als N2 ONBRUIKBAAR In sedimenten van zeeën en oceanen ook opslag. Belangrijkste proces: Stikstof fixatie door bacteriën ( & bliksem) Wortelknolletjes (symbiose)

T3/B6. Kringlopen - stikstofkringloop BINAS 93H

Verband assimilatie/dissimilatie H4. Planten: blz. 128 – 129: Samenhang tussen diss/ass (OB; opdracht 14 t/m 17)

Verband assimilatie/dissimilatie

T3/V1. Chromatografie

T3/V2. Stofwisseling bij sport

T3/V3. Leren en werken

T3/V4. Ideeën voor onderzoek

T3/V5. Werken met de computer