thema 2 fotosynthese

fotosynthese

Fotosynthese is een anabool stofwisselingsreachtie. Die gebruikt lichtenergie om arme onorganische stoffen “ CO2 , H2O” om te zetten in glucose en zuurstof.

6CO2 ​+ 6H2O + lichtenergie → C6H12O6 ​+ 6O2 ​

Het proces van fotosynthese

CO2 wordt via diffusie intercellulair gebracht door de huidmondjes tot de groene cellen. Velvolgens wordt O2 en H2O uitgegeven door de huidmondjes.De glucose die tijdens de fotosynthese in de bladgroenkorrels wordt aangemaakt, fungeert als de primaire energiebron en bouwstof voor de plant.

lichtsprectum bij groen bladeren

groen bladeren: absorberen het blauwe, rode deel van de lichtspectrum en reflecteerd het groene deel

carotenoïden

Die is de geel-rode pigment in de chromoplast en die absorbeert het blauw-groen deel van de lichtspectrum en reflecteerd het geel-rood deel

lichtreactie in bladgroenkorrel

die gebruikt licht om ATP , NADPH , O2 te maken in de thylakoïden membraan

donkerreachtie in bladgroenkorrel

gebruikt de energie van CO2 om glucose te maken in de stroma

→ 6CO2 molecullen omzetten naar 1 glucose moleculle

→ 18ATP omzetten in 18ADP e, 18Pi

→ 12NADPH omzetten in 12NADP+ en 12H+

stap 1 : lichtreactie

fotolyse van water

opname van water via de wortels , watermolecullen wordt door lichtenergie gesplitst.

2H2O → O2 + 4H + + 4e−

stap 2 : lichtreactie

protonenpomp

H ionen komen uit de stroma naar het thylakoïdenlumen. Hierbij komt energie van e- die in fotosynthese II ontstaat die nodig was voor de pomp.

stroma heeft lager Ph concentratie Ph =8

thylakoïden heeft hoger Ph concentratie PH=4

stap 3 : lichtreactie

reductie

Dat is een eiwit. Met behulp van lichtenergie die zorgen voor een reductie van NADP+

NADP+ + 2H+ + 2e− → NADPH + H+

stap 4 : lichtreactie

fotofosforylering

Er is ATP-synthese in de transmembraaneiwit en er is groot concentratie verschil tussen H ionen in de thylakoïdenlumen en de stroma. Via dit eiwit stromen de protonen weer terug het stroma in volgens hun concentratiegradiënt

ADP + Pi → ATP

stap 1 : donker reactie / Calvincyclus

koolstoffixatie

CO2 opname via de huidmondjes en die binden aan organische molecullen met 5C-atomen. Dat gebeurt door de enzyme RuBisCo. Door deze binding ontstaat 2 molecullen met 3C-atomen en die uit één valt en opgenomen worden in de calvincyclus

stap 2 : donker reactie / Calvincyclus

reductie

De organische molecullen met 3C-atomen afkomstig van de koolstoffixatie worden tijdens deze stap omgevormd naar nieuwe organische molecullen met 3C-atomen. De nodige energie onstaat bij de splitsing van ATP naar ADP en Pi en zo levert NADPH de nodige energie.

stap 3 : donker reactie / Calvincyclus

regeneratie

De mollecullen die niet gebruikt worden bij de vorming van glucose ( G3P) vormen nieuwe organische molecullen met 5C-atomen. De nodige energie onstaat bij de splitsing van ATP naar ADP en Pi

opslag van glucose als zetmeel

glucose die een plant aanmaakt wordt gebruikt voor celmetabolisme en kan ze gebruiken als energiebron.Overdrag wordt er meer glucose gevormd dan nodig daardoor zet de plant de overige energie in zetmeel

n C6H12O6 → ( C6H10O5 ) n + n H2O

input en output lichtreactie

input: lichtenergie , H2O , ADP , Pi , NADP+ , H+

output: O2 , ATP , NADPH

input en output calvincyclus

input: 6CO2 , ATP , NADPH

output: 1 glucose ( C6H12O6 ) , ADP , Pi , NADP+ , H+

aerobe celademhaling

is het proces waarin cellen glucose afbreken met behulp van zuurstof om energie (ATP) te produceren, met koolstofdioxide en water als afvalproducten.

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + ATP

celademhaling ‘‘ 1 glycolyse in cytosol ‘‘

een glucosemoleculle wordt gesplitst tot 2 pyruvaat door enzymen C6H12O6 → C3H6O3- . Hier is energie nodig die komt van de splitsing van ATP tot ADP. Er worden 4 ATP molecullen gevormd terwijl je maar 2 gebruikt en NADPH dient als energie opslag.

input: 1 glucose , 2ADP en Pi , 2NAD+

output: 2 pyruvaat , 2ATP , 2NADPH en H+

celademhaling ‘‘ 2 krebcyclus in matrix van mitochondrion ‘‘

Door de aanwezigheid van O2 wordt de pyruvaat van de glycolyse via actieftransport in de matrix opgenomen. Er onstaat een CO2 moleculle en wordt NAD+ omgezet in NADH . De afsplitsing van CO2 is decarbolysatie.

iedere pyruvaat levert : 1ATP , 4NADPH en H+ , 1FADH2 , 3CO2

input: 1 pyruvaat , 1ADP en Pi , 4NAD+ , FAD+

output: 3CO2 , 1ATP , 4NADPH en H+ , FADH2

celademhaling ‘‘ 3 oxidatieve fosforylering in de binnenste membraan van de mitochondrion’’

Na de Krebcyclus is de netto opbrengst ATP 4 molecullen ‘‘ 2 van glycolyse en 1 van krebcyclus met 1 extra ‘‘

het vrijmaken van deze energie gebeurt door 3 eiwitcomplexen en ATP-synthase. En die eiwitcomplexen vormen de elektronen transportketen.

in totaal wordt er 34 ATP glucose molecullen gevormd

input: 6O2 , 34 ADP en Pi , 10 NADPH en H , 2 FADH2

output: 6H2O , 34 ATP , 10 NAD+ , 2FAD+

totale opbrengt glucose moleculle

38 ATP

globale reactie van de aerobe celademhaling

C6H12O6 + 6 O2 +38 ADP + 38 Pi → 6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP

anaerobe celademhaling

is een vorm van celademhaling waarbij cellen glucose afbreken om energie (ATP) te produceren zonder de aanwezigheid van zuurstof.

anaerobe celademhaling ‘‘ 1 melkgisting ‘‘

een pyruvaat is afkomstif van glycolyse en kan omgzet worden in lactaat . Hierbij ontstaat 2 ATP .

1 glucose levert 2 ATP

C6H12O6 + 2 ADP + 2 Pi → 2CH3 - CHOOH-COO ‘‘ lactaat’’ + 2 ATP

anaerobe celademhaling ‘‘ 2 alcoholgisting ‘‘

is een type fermentatie dat voorkomt bij bacteriën/ gistcellen. Ze kunnen glucose omzetten in ethanol en CO2 en energie.

C6H12O6 + 2 ADP + 2 Pi → 2 CH3-CH2-OH ‘‘ ethanol ‘‘ + 2 CO2 + 2 ATP

melkzuur in spieren

Bij een korte, intensieve inspanning maken de spieren energie aan zonder zuurstof via melkzuurgisting.

Hierbij wordt glucose omgezet in ATP (energie) en melkzuur (lactaat). De ophoping van dit zuur zorgt voor het bekende brandende gevoel en tijdelijke spiervermoeidheid tijdens de training.

Na de inspanning voert het bloed het melkzuur af naar de lever, waar het weer wordt omgezet in bruikbare glucose. Het veroorzaakt dus geen spierpijn de volgende dag; dat komt door microscopische scheurtjes in de spiervezels.

melkzuurbacterien

Melkzuurbacteriën zetten suikers anaeroob (zonder zuurstof) om in melkzuur.

Het geproduceerde zuur verlaagt de pH-waarde van de omgeving. Hierdoor krijgen bederfelijke bacteriën geen kans, wat deze bacteriën ideaal maakt voor het conserveren van voedsel en de productie van onder andere yoghurt, kaas en zuurkool.

Daarnaast ondersteunen ze als onderdeel van de natuurlijke darmflora een gezonde spijsvertering.