Instructie Nectar 16.3

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

...made easy (sort of...)

(an)Aerobe dissimilatie van glucose...

Wat je je nu van (an)aerobe dissimilatie van glucose?

Energie in een cel

C₆H₁₂O₆

&

6 O₂

6 H₂O

&

6 CO₂

energie

Energie in een cel => ATP (adenosinetrifosfaat)

ATP (volle batterij) -> ADP (lege batterij) + Pi (fosfaat) + energie

In een cel wordt ADP voortdurend omgezet in ATP

En ATP wordt voortdurend omgezet in ADP

Waar (dus in welke celonderdelen) wordt ATP gemaakt in een cel?

ATP maak je in het cytoplasma en in het mitochondrion

Mitochondrion:

• 2 membranen (binnen- en buitenmembraan)
• 2 ruimtes (matrix en intermembraanruimte)

ATP maken doe je in 4 stappen...

(cytoplasma)

Stap 1

Stap 3

Stap 4

Stap 2

Stap 2 heet de decarboxylering

Stap 1: de glycolyse

In het cytoplasma

• 1 glucose (C6)
• 2 ADP + 2Pi
• 2 NAD+ + 2H+

• 2 pyruvaat (C3)
• 2 ATP
• 2 NADH

heel veel reacties...

glycolyse

Wat is NAD+ en NADH?

NAD+ en NADH

Bij een aantal reacties in de aerobe dissimilatie van glucose komen electronen vrij. Die worden opgevangen door NAD+ waarbij NADH ontstaat.

NADH kun je ook als een batterij beschouwen die tijdelijk met energie geladen wordt.

Het gevormde NADH wordt niet omgezet tot NAD+. Wat is het gevolg voor de glycolyse?

1. De glycolyse gaat gewoon door
2. De glycolyse stopt

(cytoplasma)

Stap 1

Stap 3

Stap 4

Stap 2

Stap 2 heet de decarboxylering

Stap 2: de decarboxylering

In de matrix

• 2 pyruvaat (C3)
• 2 NAD+ + 2H+
• 2 ATP

• 2 acetyl-CoA (C2)
• 2 NADH
• 2 CO2
• 2 ADP + 2Pi

decarboxylering

Tijdens de decarboxylering vindt transport plaats van 2 acetyl-CoA, dit kost 2 ATP...

(cytoplasma)

Stap 1

Stap 3

Stap 4

Stap 2

Stap 2 heet de decarboxylering

Stap 3: de citroenzuurcyclus

In de matrix

• 2 acetyl-CoA (2 C2)
• 2 ADP + 2Pi
• 6 NAD+ + 6H+
• 2 FAD + 2H+

• 4 CO2
• 2 ATP
• 6 NADH
• 2 FADH2

Wat heeft stap 1 tot en met 3 opgeleverd?

heel veel reacties...

(cytoplasma)

Stap 1

Stap 3

Stap 4

Stap 2

Stap 2 heet de decarboxylering

(2)

(2)

(2)

- (2) ATP transportkosten

+ 2 NADH

(6) en (2)

Wat levert stap 4 op?

Stap 4: de elektronentransportketen en de oxydatieve fosforylering

In matrix / binnenmembraan / intermembraanruimte

• 34 ADP + 2Pi
• 10 NADH
• 2 FADH2
• 6 O2

• 34 ATP
• 10 NAD+
• 2 FAD
• 6 H2O

heel veel reacties en een stuwdam...

De functies van stap 4: 

• NADH en FADH2 terugvormen naar NAD+ en FAD
• De energie uit NADH en FADH2 gebruiken om ATP te maken

 

Stuwmeer van H+ (hoge [H+])

Benedenwater 

van H+

(lage [H+])

Stuwdam

H+ turbine

De keten pompt H+ van de matrix naar de binnenmembraanruimte

Via ATP-synthase stroomt H+ weer terug

ATP-synthase produceert ATP

Het verschil in [H+] aan weerszijden van de binnenmembraan heet de chemi-osmotische gradient.

NADH en FADH2 worden omgezet naar NAD+ en FAD

En waarom heb je nu O2 nodig in de aerobe dissimilatie?

Totale ATP-opbrengst

glycolyse: 2 ATP + 2 NADH

decarboxylering: -2 ATP + 2 NADH

citroenzuurcyclus: 2 ATP + 6 NADH + 2 FADH2

1 NADH = 3 ATP, 1 FADH2 = 2 ATP

Totaal: 36 ATP uit 1 glucose-molecuul

Dus wat gebeurt met de dissimilatie als er te weinig O2 is?

Dan schakel je over naar anaerobe dissimilatie

glycolyse

alcoholische gisting

melkzuur gisting

o.a. bij gisten en bacterien

o.a. bij mensen

2 pyruvaat 

+ 2 NADH

+ 2 ATP

1 glucose

+ 2 ADP + 2 Pi

+ 2 NAD+

2 melkzuur + 2 NAD+

2 ethanol

+ 2 NAD+

+ 2 CO2

Wat gebeurt er met de NAD+ die in de gisting ontstaat?

1. Dat wordt afgebroken
2. Dat wordt in de glycolyse gebruikt
3. Dat wordt in de decarboxylatie gebruikt
4. Dat wordt in de citroenzuur-cyclusgebruikt

Stel: ik dissimileer glucose, fructose, alanine en stearinezuur. Hoeveel dissimilatie-routes heb ik nodig?

1. 1
2. 2
3. 3
4. 4

Er is maar 1 dissimilatie-route (die van glucose)

Alle andere brandstoffen kunnen ergens (zie het plaatje) in de route instromen

Dit maakt deze route superflexibel!

Klaarrrr...