Biologie - ingangsexamen geneeskunde - m3: energieomzettingen in de cel

autotrofe organisme

Voorzien zelf hun energie door vanuit CO2 adhv fotosynthese of chemosynthese o.i.v. licht- of chemische energie organische c-verbindingen te maken

heterotrofe organisme

halen energie (organische c-verbindingen) via hun voeding

ATP (volledige naam en bouw)

• adeninetrifosfaat

• nucleotide: suiker - adenine (base) - 3 fosfaatgroepen

ATP cyclus

• In aanwezigheid van water kan ATP een fosfaatgroep afsplitsen (hydrolyse)

  • energie komt vrij

• ADP ontstaat (adenine di-fosfaat) + Pi (anorganische fosfaat)

• Indien er weer chemische energie wordt toegevoegd aan ADP kan er terug ATP ontstaan

  • energie komt uit celademhaling of fotosynthese

• gebeurd in alle levende organismen

energieverloop organische c-verbindingen tot celactiviteit

• Chemische energie van organische c verbindingen wordt via de cellulaire ademhaling omgezet in ATP

• ATP worodt via de ATP cyclus omgezet in ADP en de vrijgekomen energie wordt gebruikt voor de celactiviteit (deze activiteit is van levensbelang)

fotosynthese (definitie)

proces waarmee autotrofe organismen energierijke c-verbindingen maken uit co2 mbv energie uit zonlicht

reactievgl fotosynthese

6CO2 + 6H20 —(zonlicht)—> C6H12O6 + 6O2

Reagentiae en reactieproducen fotosynthese (reagentiae: afkomst / reactieproducten: waar/wat)

• Reagentiae

  • CO2 via huidmontjes uit de lucht gehaald

  • H2O: uit de bodem via wortels

  • Zonlicht: opgenomen via chlorofyl; licht-absorberend pigment in groene planten

• Reactieproducten

  • C6H12O6: energievoorraad planten, opgeslagen in zetmeelkorrels

  • O2: afgevoerd via huidmontjes

thylakoïde

instulpingen va het binnenmembraan in chloroplasten

granum

stapel van thylakoïde in de chloroplasten

stroma

waterige oplossing die het granum omgeeft

chlorofyl

lichtgevoelige pigmenten in het membraan van de thylakoide in chloroplasten

Lichtafhankelijke reactie korte samenvatting

• in thylakoïde

• Energie zonlicht wordt om gezet in chemische energie (ATP + NADPH)

  • Tijdens de reactie wordt H2O geoxideerd tot O2

Lichtonafhankelijke cyclus korte samenvatting

• = calvincyclus

• in stroma chloroplast

• Adhv ATP en NADPH wordt CO2 omgezet in C6H12O6

• De energie wordt gebruikt dus ATP → ADP + Pi en NADPH → NADP+

cytochroom complex

eiwitcomplex dat deel van energie van de elektronen gebruikt om H+ tegen de protonengradiënt in te pompen na FSIINA

NADP - reductase

eiwitcomplex, geeft energie FSI door aan NADP+, bindt met H+ en vormt NADPH

ribusco-enzym

kathalyseert de reactie tussen C1 (CO2) en C5 (ribulosebifosfosfaat) in de eerste stap van de calvincycluss

stoffen calvincyclus

• CO2 + ribulosebifosfaat + ribusco →

• fosfoglyceraat

• glyceraldehydefosfaat

• 1 glucose + 10 glyceraldehydefosfaat splitst in 6 ribulosebifosfaat

cellulaire ademhaling

proces waarbij cellen energierijke stoffen abreken ter vorming van bruikbare energie in de vorm van ATP

5 stappen celademhaling

• glycolyse

• pyrodruivenzuur → acetyl co-enzym A

• citroenzuur/krebcyclus

• eindoxidaties

• ATP-synthese

Glycolyse (waar - omzettingen - energiebalans)

• in cytoplasma cel

• Glucose (C6) omgezet in 2 pyrodruivenzuur (2 C3)

• 2 ATP + 2 NADH (4 ATP gevormd, 2 gebruikt)

pyrodruivenzuur

C3H4O3

Pyrodruivenzuur → acetyl co-enzym A

• lumen mytochondrien

• CO-ezym A wordt toegevoegd

• CO2 splitst af

• 1 NADH gevormd

citroenzuur/kreb cyclus (waar - omzettingen - energiebalans)

• lumen mytochondrien

• Acety co-enzym A + oxaalazijnzuur (C4) → C6 (citroenzuur)

• 2 CO2 afgesplit

• 3 NADH + 1 FADH2 + 1 ATP

eindoxidaties

• binneste membraan mytochondrien

• NADH en FADH2 geven e- af aan eitwitketen

• NADH

  • → NAD+ + 2 e- + H+

  • geeft e- af aan eiwticomplex, gebruikt deel energie om H+ te pompen van lumen naar tussenmembraanruimte. Via carrier worden elektronen nog naar 2 andere eiwitcomplexen doorgegeven die hetzelfde doen

  • e- komen uiteindelijk bij O2, neemt H+ op om H2O te vormen

• FADH2

  • → FAD + 2e- + 2H+

  • geeft e- pas af bij eerste carrier ipv eerste eiwticomplex - de rest is hetzelfde

ATP-synthese

• door eiwitcomplexen in stap 4: Protonengradient ontstaat

  • H+ via → ATP-synthase (eiwticomplex buiteste mmbrn) terug naar lumen

  • bij beweging H+ doorheen complex komt er energie vrij voor de vorming van ATP uit ADP+Pi

• 1 NADH → 3 ATP / 1 FADH2 → 2 ATP

volledige reactievgl cellulaire ademhaling

C5H12O6 + 6 CO2 + 38 ADP + 38 Pi → 6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP + warmte

• netto eigenlijk 36 ATP; 2 ATP Gebruikt om 2 NADH gevormd in stap 1 te verveoren van cytoplasma naar lumen voor eindoxidaties

Alcoholische gisting (procses)

• Glucose via anaeroge glycolyse omgeezet in 2 pyrodruivenzuur

  • (C6) C6H12O6 → 2 C3H4O3 (2 C3)

• Pyrodruivenzuur omgezet in 2 C1 (CO2) en 2 C2 (CH3CHO, ethanal

  • Ethanal omgezet naar Ethanol (CH2CH2OH)

  • E- nodig, NADH terug omgezet naar NAD+ en cyclus kan opnieuw beginnen

alcoholische gisting (reactievgl)

C6H12O6 + 2ADP + 2Pi → 2 CH2CH2OH + 2 CO2 + 2 ATP + warmte

Melkzuurbacteriën (doen aan melkzuurgisting) voorkomen

• darmflora, vaginale flora

• zetten suiker om in melkzuur

  • zure pH omgeving

  • bescherming tegen pathogene micro-organismen

• productie yoghurt

• melkzuurgisting: spieren met O2 tekort (intens sporten)

  • weer genoeg O2: pyrodruivenzuur gaat verder met normale cellulaire ademhlaing

  • deel melkzuur terug omgezt in pyrodruivenzuur, ander deel afgevoerd naar lever

Melkzuurgisting

2 pyrodruivenzuur (2 C3) → 2 melkzuur; CH3CHOHCOOH (2 C3)

• gebruikt hiervoor de energie van 2 NADH → 2NAD+

melkzuurgisting reactievergelijking

C6H12O6 + 2ADP + 2 Pi → 2 CH3CHOHCOOH + 2 ATP + warmte