19.4 Energieproductie met zuurstof - deel 1 6V 2324

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

Paragraaf 1 Dierenwelzijn

19.4 Energieproductie met zuurstof

Lesdoel 19.4 Je kunt

• de aerobe afbraak van glucose uitleggen en de rol die NAD⁺ en FAD daarin hebben (leerdoel 12)
• de oxidatieve fosforylering uitleggen en de rol die O₂ daarin heeft (leerdoel 13)
• uitleggen uit hoe cellen uit glucose energie kunnen halen (leerdoel 14)

Stappen vrijmaken energie

1. ATP

2. CP

3. anaerobe

dissimilatie

4. aerobe 

dissimilatie 

Aerobe dissimilatie

Begint bij pyrodruivenzuur (product van de glycolyse). Dan 3 stappen:

1. decarboxylering

2. citroenzuurcyclus

3. oxidatieve fosforylering (plus elektronentransportketen)

Aerobe dissimilatie

Vindt plaats in de mitochondria. Hier bevinden zich de noodzakelijke enzymen.

buitenmembraan

binnenmembraan

lumen

matrix

<- glycolyse

<- 1. decarboxylering

<- 2. citroenzuurcyclus

<- 3. oxidatieve fosforylering

<- glycolyse

<- 1. decarborylering

<- 2. citroenzuurcyclus

<- 3. oxidatieve fosforylering

FAD

FAD is een alternatief voor NAD⁺ met dezelfde functie: het binden van twee H-atomen

(2 H⁺ en 2 electronen).

FAD + 2H⁺ + 2e^- -> FADH₂

<- glycolyse

<- 1. decarborylering

<- 2. citroenzuurcyclus

<- 3. oxidatieve fosforylering

1

2

lumen

oxidatieve fosforylering

lumen

matrix

oxidatieve fosforylering

lumen

lumen

oxidatieve fosforylering

NADH,H⁺ en FADH₂ (ontstaan bij de citroenzuurcyclus) worden in de elektronentransportketen weer omgezet in NAD⁺ en FAD, de elektronen en protonen worden gebonden aan O₂, hierbij ontstaat water (H₂O).

oxidatieve fosforylering

Tijdens de overdracht van de elektronen van NADH,H⁺ en FADH₂ op zuurstof wordt energie overgedragen aan diverse transporteiwitten in het binnenmembraan van het mitochondrium. Met deze energie worden H⁺ ionen in het lumen gepompt.

oxidatieve fosforylering

Via een ander transporteiwit (ATP-synthetase) stromen de H⁺-ionen weer naar de matrix. Hierdoor is het eiwit in staat om ADP en P om te zetten naar ATP.

oxidatieve fosforylering

De elektronen van een NADH,H+ pompen 3 H+ naar het lumen.

De elektronen van een FADH2 pompen 2 H+ naar het lumen.

oxidatieve fosforylering

Elke H+ levert 1 ATP als deze weer terug naar de matrix gaat.

Dus: elke NADH,H+ levert 3 ATP, elke FADH2 levert 2 ATP.

Hoeveel ATP uit 1 molecuul glucose?

Hoeveel NADH,H+, FADH2 en ATP worden gevormd?

Glycolyse:                     

Decarboxylering:       

Citroenzuurcyclus:   

Ox. fosforylering:      

Gebruik BINAS 68A

Vervoerskosten

Het vervoer van het NADH,H+ (gevormd tijdens de glycolyse) van het cytoplasma naar de matrix van een mitochondrium kost 1 ATP.

Hoeveel ATP in 1 molecuul glucose?

Glycolyse:                     2NADH,H+                                            2ATP

Decarboxylering       2NADH,H+

Citroenzuurcyclus   6NADH,H+              2FAD2                 2ATP

Ox. fosforylering       10*3=30 ATP         2*2=4ATP

TOTAAL                           30                             4                            4 => 38ATP

- vervoerskosten (2ATP) = 36 ATP

Lesdoel 19.4 Je kunt

• de aerobe afbraak van glucose uitleggen en de rol die NAD⁺ en FAD daarin hebben (leerdoel 12)
• de oxidatieve fosforylering uitleggen en de rol die O₂ daarin heeft (leerdoel 13)
• uitleggen uit hoe cellen uit glucose energie kunnen halen (leerdoel 14)

Opdrachten

19.4: Leerdoelen 12, 13, 14