HAVO 5 Boek biologie voor jou Havo B deel 1 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 pH (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 ATP-moleculen.

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: C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O + 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: C6H12O6  2C2H6O (ethanol) + 2CO2 + 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: C6H12O6  2C3H6O3 (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 CO2 en H2O temperatuur hoeveelheid bladgroen

De koolstofkringloop Afb. 47 op blz. 33 van je boek. Lucht bestaat voor ongeveer 0,03 % uit CO2 Autotrofe organismen zijn in staat om met deze hoeveelheid CO2 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