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

1 Celademhaling ATP is de energieleverancier bij alle levensprocessen. Celademhaling zorgt voor vorming ATP. door oxidatie van voedingsstoffen Met O2 = aerobe ademhaling Zonder O2 = anaerobe ademhaling

2 2.1 Verband tussen spijsvertering en oxidatie van voedingsstoffen Aerobe celademhaling 2 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 2.5 Energie die vrijkomt bij de oxidatie van glucose Aerobe celademhaling 2 2.5 Energie die vrijkomt bij de oxidatie van glucose

2.1 Verband tussen spijsvertering en oxidatie van voedingsstoffen Voedingstoffen = sachariden, lipiden en proteïnen. Hydrolyse tijdens spijsvertering tot bouwstoffen getransporteerd via bloed naar lichaamscellen oxidatie van de voedingsstoffen (mitochondriën) productie van ATP

Oxidatie (verbranding) Ademhaling is een chemisch proces suikers Oxidatie (verbranding) H2O vetten CO2 stapsgewijs amino-zuren ATP enzymen

Verband tussen spijsvertering en oxidatie van voedingsstoffen

Verband tussen voeding, ademhaling, vertering en aerobe celademhaling

Overzicht oxidatieproducten

Uitscheiding van CO2 en H2O door longen Uitscheiding van urine door de nieren

2.3 Globale reactievergelijking van de oxidatie van glucose De globale reactievergelijking van de oxidatie van glucose: C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + energie Enkel reagerende stoffen en eindproducten Gebeurt in tussenstappen met tussenproducten gebruikt in syntheseprocessen

2.4 Het verloop van de oxidatie van glucose 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 Globale reactie vergelijking: C6H12O6 + 2 NAD+ + 2 ATP + 4ADP + 4Pi 2 pyruvaat + 2NADH,H+ + 4 ATP + 2ADP + 2Pi + 2H2O Of vereenvoudigd: C6H12O6 + 2 NAD+ + 2 ADP + 4Pi 2 pyruvaat + 2NADH,H+ + 2 ATP + 2H2O

Glycolyse schematisch weergegeven

Glycolyse in cytosol (vereenvoudigd) : Glucose (C6) 2 pyruvaat (C3) anaëroob!!

Decarboxylatie van pyruvaat 2.4.2 Citroenzuurcyclus Vorming van acetyl co-enzym A door decarboxylatie  voorbereidende reactie voor Krebcyclus (in matrix van mitochondrion) Decarboxylatie van pyruvaat

(= Geactiveerd azijnzuur) Voorbereidende reactie (vereenvoudigd): Pyruvaat (C3) Acetyl co-enzym A (C2) (= Geactiveerd azijnzuur) Winst: ( 1 NADH + H+) x2 Vorming van CO2 x2

citroenzuurcyclus

Krebcyclus Winst: ( 3 NADH,H+) x2 ( 1 FADH2) x2 ( 1 ATP ) x2 Vorming van ( 2 CO2) x2 Anaëroob!

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 Fysiologische energiewaarde van 1 mol Glucose 16kJ/g . 180g/mol = 2880 kJ/mol Energieomzetting in ATP: ± 30kJ . 38 = ± 1140 kJ Rendement = nuttige energie in ATP = 1140 kJ = 0,39 totale energie in glucose 2880 kJ

Rendement celademhaling 2880 kJ 1740 kJ 1140 kJ Rendement celademhaling

Sneeuw smelt weg rond krokussen 2.5.2 Functie van warmte Warmte nuttig voor warmbloedingen = behouden constante temperatuur Planten en koudbloedigen produceren ook warmte. Sneeuw smelt weg rond krokussen

2.5.3 Functie van ATP ATP gebruikt voor leveren celarbeid: samentrekken spieren Biosynthese Actief transport Zenuwimpulsgeleiding celdeling 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 3.1 Alcoholische gisting bij gistcellen Anaerobe celademhaling 3 3.1 Alcoholische gisting bij gistcellen 3.2 Melkzuurgisting in melkzuurbacteriën 3.3 Melkzuurvorming in spiercellen

EM-beeld van gistcellen 3.1 alcoholische gisting bij gistcellen 3.1.1 Gist Bakkergist (=wijngist, biergist) = Saccharomycetes cerevisae Gistcellen zijn facultatief anaeroob EM-beeld van gistcellen

3.1.2 Verloop van alcoholische gisting De globale reactievergelijking is: C6H12O6 + 2 ADP + 2 Pi 2 CH3CH2OH + 2CO2 + 2 ATP

EM-beeld van melkzuurbacteriën 3.2 Melkzuurgisting in melkzuurbacteriën 3.2.1 Melkzuurbacteriën melkzuurbacteriën leven in darmflora , vaginale flora zetten suikers om in melkzuur Industrieel ingezet bij bereiding van yoghurt EM-beeld van melkzuurbacteriën

3.2.2 Verloop van melkzuurgisting De globale reactievergelijking is: C6H12O6 + 2 ADP + 2 Pi 2 lactaat + 2 ATP + warmte

3.2.3 Melkzuurvorming in spiercellen Intensieve inspanning onvoldoende zuurstof voor spieren Geen citroenzuurcyclus, dus pyruvaat moet omgezet worden in melkzuur Melkzuur gaat splitsen in: H+ + CH3CHOHCOO- Er treedt verzuring van de spieren op