19.4 Energieproductie met zuurstof 6V 2122

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

Paragraaf 1 Dierenwelzijn

Paragraaf 19.4 Energieproductie met zuurstof

Doel 19.4

19.4 Energieproductie met zuurstof

- Je weet op welke manier je lichaam energie vrijmaakt met zuurstof (glycolyse, decarboxylering, citroenzuurcyclus, elektronentransportketen)

- Je kunt uitleggen op welke manier de afbraak van vetten en eiwitten overeenkomt met de afbraak van glucose.

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)

Binas!!!

Aerobe dissimilatie

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

buitenmembraan

binnenmembraan

lumen

matrix

<- glycolyse

<- 1. decarborylering

<- 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 waardoor energie wordt opgeslagen.

(2 H⁺ en 2 electronen).

FAD + 2H⁺ + 2e^- -> FADH₂

<- glycolyse

<- 1. decarborylering

<- 2. citroenzuurcyclus

<- 3. oxidatieve fosforylering

1

2

3

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

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

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

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 NADH2 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

Energie uit andere bronnen

Filmpjes

Vond je de stof lastig? Bekijk de filmjes op de volgende dia's

Decarboxylering en citroenzuurcyclus (8 min)

Oxidatieve fosforylering (8 min)

Wat is juiste volgorde van processen van de volledige dissimilatie van glucose?

1. Glycolyse, decarboxylering, elektronentransportketen, citroenzuurcyclus
2. Glycolyse, decarboxylering, citroenzuurcyclus, elektronentransportketen
3. Decarboxylering, glycolyse, citroenzuurcyclus, elektronentransportketen
4. Glycolyse, citroenzuurcyclus, decarboxylering, elektronentransportketen

Wat houdt decarboxylering in?

1. het afvoeren van CO2
2. Het afsplitsen van CO2
3. dissimilatie van CO2
4. alcoholgisting

Waarvoor is zuurstof nodig bij oxidatieve fosforylering?

1. Om een energierijk elektron af te staan zodat ATP-synthase kan werken
2. Staat een elektron af zodat H+ atomen over het membraan kunnen via transporteiwitten
3. Vormt met H+ in het matrix H2O, waardoor een groter concentratieverschil ontstaat
4. Om FADH2 en NADH,H+ te vormen die energierijke elektronen kunnen afstaan

Hoeveel moleculen CO2 worden er tijdens de citroenzuurcyclus gemaakt uit één molecuul glucose?

1. 1
2. 2
3. 4
4. 6

Hoeveel ATP wordt netto geproduceerd in de citroenzuurcyclus, van 1 pyrodruivenzuur?

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

Hoeveel C-atomen bevat het acetylmolecuul dat de citroenzuurcyclus in gaat? Tip: kijk nogmaals naar binastabel 68A.

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

Bij welke stap wordt de meeste ATP gevormd?

1. Glycolyse
2. Vorming acetyl CoA
3. Citroenzuurcyclus
4. Oxidatieve fosforylering

Bij oxidatieve fosforylatie worden de energierijke moleculen NADH en FADH2 omgezet. Bij welke processen zijn deze ontstaan?

1. N: glycolyse F: citroenzuurcyclus
2. N: glycolyse F: glycolyse + citroenzuurcyclus
3. N: glycolyse + citroenzuurcyclus F: citroenzuurcyclus
4. N + F: glycolyse + citroenzuurcyclus

Aerobe dissimilatie
Bij de aerobe dissimilatie van koolhydraten wordt een drietal deelprocessen onderscheiden:
de glycolyse;
de citroenzuurcyclus;
de oxidatieve fosforylering.
In de afbeelding hiernaast is een dierlijke cel schematisch weergegeven. Een aantal plaatsen is met cijfers (1 t/m 9) aangegeven.
Op welke van deze plaatsen vindt de citroenzuurcyclus plaats?

1. Alleen op plaats 3
2. Alleen op plaats 6
3. Alleen op de plaatsen 3 en 5
4. Op de plaatsen 2,3,5 en 8

(BiNaS 68D) Waarnaartoe worden de waterstofionen verplaatst met behulp van de energie van het elektron tijdens de oxidatieve fosforylering?

1. van matrix naar tussenmembraanruimte
2. van tussenmembraanruimte naar matrix
3. van cytoplasma naar tussenmembraanruimte
4. van tussenmembraanruimte naar cytoplasma

Hoeveel mol ATP kan er in de oxidatieve fosforylering gesynthetiseerd worden bij gebruik van 1 mol FADH2 en hoeveel bij gebruik van 1 mol (NADH + H+)?

1. FADH2 = 2 NADH = 2
2. FADH2 = 2 NADH = 3
3. FADH2 = 1 NADH = 3
4. FADH2 = 3 NADH = 2

Hoeveel ATP levert aerobe dissimilatie (bruto en netto)? Geef een duidelijke berekening en leg uit waardoor het schil tussen bruto en netto ontstaat

Leg uit dat de decarboxylering en de citroenzuurcyclus niet plaatsvinden zonder zuurstof