V5 - TH3 BS5 anaerobe

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

VWO 5

Thema 3 - Stofwisseling in de cel

Bs 5 - Dissimilatie

Dissimilatie

Dissimilatie

afbraak van organische stoffen

• aerobe = met O₂
• anaerobe = zonder O₂

stap 1: glycolyse

wat? 

•  glucose omzetten in pyrodruivenzuur (pdz)
  

 waar? 

• in het cytoplasma

energieniveau:

• activeringsenergie 2 ATP 
• levert 4 ATP op
• netto 2 ATP opbrengst

energietransportmolecumul

• NAD⁺ 

 

 

stap 1: glycolyse

hoe? 

•  H⁺ en electronen (e^-) worden vrijgemaakt bij de vorming van pdz
• e^- worden gekoppeld aan 2 NAD⁺  en 2 NADH,H⁺ (transport molecuul) 
• er komt 4 ATP vrij >> dus netto een winst van 2 ATP

zie BiNaS 68B !!

 

2x ATP erin= 

activeringsenergie

aldolase: 

6C -> geknipt

= 2 moleculen met 3C's

vanaf hier alles 

2x

opbrengst: 

2 x 2 ATP 

en 

2 x NADH,H⁺ 

Stap 2: decarboxylering

 wat?

• afsplitsing van een C-atoom (=decarboxylering) 
• -> CO₂ van het PDZ af en er ontstaat azijnzuur

waar?

• cytoplasma, hierna naar de mitochondriën
  

energiedrager:

• 1 NAD⁺omgezet in 1 NADH⁺H = opbrengst
• 
  

binas 68A+C

Stap 2: decarboxylering

let op Binas 86A:

netto energie opbrengsten!

Stap 3: citroenzuurcyclus (Krebs cyclus)

wat?

• Oxaalazijnzuur (C4 verbinding) afkomstig uit citroenzuurcyclus bindt aan actief azijnzuur (C2) uit stap 2 acetyl-CoA -> 
• citroenzuur (C6) ontstaat >> vandaar citroenzuurcyclus

waar? 

• mitochondriën (matrix) 

energiedragers:

• GDP / NAD⁺ / FAD

 

<- C6 wordt C5+CO₂

<- C5 wordt C4+CO₂

Dus er wordt steeds een C molecuul afgehaald.

uit eindelijk weer  bij de C4 -> oxaalazijnzuur voor wat "contact maakt met de acetyl-CoA

betrokken energiedragers

ATP

NADH+H

FADH+H

C5

Stap 4: Oxidatieve fosforylering 

a.k.a.: ademhalingsketen / eindoxidatie / elektronentransportketen / waterstofketen

let op! deze begrippen kunnen door elkaar worden gebruikt!

Stap 4: Oxidatieve fosforylering 

wat?

•  vrijmaken van energiedragers NADH,H⁺ en FADH₂ 
• vorming van de ATP
• door elektronentransport 

waar? 

• mitochondriën (binnenste membraan)
  

energieniveau + dragers

•  NADH,H⁺ en FADH₂  leveren energie, opslag in ATP

Stap 4: Oxidatieve fosforylering 

Aan het eind worden H⁺ en elektronen gekoppeld aan O₂ 

-> = vorming van H₂O !

dus O₂ is een electronen acceptor!

 

 Per NADH,H⁺ ontstaan 3 ATP (en per FADH₂ : 2 ATP)

-> elke H levert electronen 

-> elke + is een electron

Stap 4: Oxidatieve fosforylering 

TOTAAL ontstaan er maximaal 38 ATP bij de totale aërobe dissimilatie (stap 1 t/m4)

Echter, in werkelijkheid is de netto opbrengst lager doordat diverse transportprocessen ook energie kosten.

1 NADH⁺H pompt 3 electronen naar buiten

1 FADH₂     pompt 2 electronen naar buiten

 

in donkergele gebied ontstaat er dus electronen overschot

2H⁺ gekoppeld aan halve O₂ om keten opgang te houden

-> anders wordt het negatief geladen daar

enzym ATP-synthetase gebruikt het electronen overschot om ATP te maken

stap 4: 

6 O₂ erin

34 ATP gevormd

NADH⁺H / FADH₂ weer omgezet naar NAD⁺ en FAD

nodig in glycolyse en citroenzuurcyclus!!!

Hoeveel ATP-moleculen kan één NADPH,H+ genereren tijdens de oxidatieve fosforylering?

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

Hoeveel ATP-moleculen kan één FADH2 genereren tijdens de oxidatieve fosforylering?

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

wat als er geen O2 is?

anaërobe dissimilatie

van glucose

stofwisseling zonder O2

anaërobe dissimilatie

stap 1 - glycose 

stap 2 - alcohol gisting of melkzuurgisting 

anaërobe dissimilatie

stap 1 - glycose 

stap 2 - alcohol gisting of melkzuurgisting 

beiden in het cytoplasma

Gisting

Anaerobe afbraak van koolhydraten

melkzuurgisting

alcohol gisting

verzuring

Melkzuur  in spieren

afgevoerd (lagere bloed-pH)

in lever:

2 melkzuur -> glucose

stap 1: glycolyse

= glucose omzetten in pyrodruivenzuur (pdz)

•  in het cytoplasma
  
•  kost activeringsenergie (2 ATP)
  
•  H+ en electronen worden vrijgemaakt bij de vorming van pdz
  
•  deze worden gekoppeld aan 2NAD+  (transportmolecuul) (2 NADH,H+)
  
•  er komt 4 ATP vrij >> dus netto een winst van 2 ATP
  

 

Er zijn nu 2 problemen op te lossen:

• Pyrodruivenzuur is giftig -> moet weg
  
• NAD+ zit vol H -> NADH,H+ moet weer NAD+ worden: waar blijft de cel met de H? (stap 4)

Er twee mogelijkheden:

aërobe dissimimilatie

anaërobe dissimimilatie

met O2

zonder O2

stap 2: gisting

De H+ en electronen van NADH2 worden gekoppeld aan PHZ -> melkzuur

• glucose -> 2 melkzuur + 2 ATP

OF

Eerst wordt CO2 afgekoppeld (=decarboxylatie) waarbij ethanal ontstaat, dat weer H+ en electronen van NADH2 overneemt: 

• glucose -> 2CO2 + 2 ethanal 
• 2 ethanal -> 2 ethanol + 2 ATP

stap 2: zonder O2

De H+ en electronen van NADH2 worden gekoppeld aan PHZ -> melkzuur

• glucose -> PHZ  -> 2 melkzuur + 2 ATP

OF

Eerst wordt CO₂ afgekoppeld  (=decarboxylatie) van PHZ waarbij ethanal ontstaat, dat weer H+ en electronen van NADH2 overneemt: 

• glucose -> 2CO₂ + 2 ethanal 
• 2 ethanal -> 2 ethanol + 2 ATP

Proces 1 en 2 leveren na de glycose geen extra ATP meer op; de opbrengst is dus 2 ATP!

N.B. aërobe dissimilatie leverde 36 ATP op

of!!!

decarboxylering

alcohol gisting

brood, bier, wijn, etc.

melkzuur gisting

spieren bij langdurig sporten

anaërobe dissimilatie

• gisting genoemd
• levert totaal 2 ATP op uit glycolyse 
• in glycolyse gevormde NADH wordt omgezet in NAD+ d.m.v. alcoholgisting of melkzuurgisting zodat glycolyse door kan gaan

mag je vergeten

X

dissimilatie: eiwitten, koolhydraten, vetten

eiwitten, koolhydraten en vetten

• eiwitten -> aminozuren -> stikstofhoudende groepen verwijderd -> restanten worden in PDZ omgezet, of gaan cyclus in bij acetyl-CoA of direct in de citroenzuurcyclus 

• koolhydraten -> monosaccariden -> glycolyse - > PDZ, etc
• vetten -> wordt afgebroken tot glycerol + vetzuren 

glycerol gaat glycolyse in / vetzuren worden gevormd tot acetyl-CoA

dissimilatie: eiwitten, koolhydraten, vetten

eiwitten, koolhydraten en vetten

• eiwitten -> aminozuren -> stikstofhoudende groepen verwijderd -> restanten worden in PDZ omgezet, of gaan cyclus in bij acetyl-CoA of direct in de citroenzuurcyclus 

• koolhydraten ->   -> glycolyse - > PDZ, etc
  
• vetten -> wordt afgebroken tot glycerol + vetzuren 

glycerol gaat glycolyse in / vetzuren worden gevormd tot acetyl-CoA

hoeveel ATP ze opleveren is afhankelijk van waar ze instromen !

wees bewust:

• vele stappen 
  
• vele enzymen
• vele genen
• vele mogelijke mutaties
• vele mogelijke 

     metabole ziekten

vb: Hyperfenylalaninemie (aminoz.), Middellange keten ayclcoa dehydrogenase (MCAD) Deficiëntie (vetzuren), Galactosemie (galactose = monosacharide)

huiswerk

opdrachten BS5

check of je vragen hebt!!

Binas Quiz! 

gaan we donderdag bespreken