VWO: 9.3: licht-, donkerreactie en chemosynthese

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

9.3: Licht-, donkerreactie en chemosynthese

Lesdoelen

3.1 Je kunt de fotosynthese en de chemosynthese 

- je kunt de lichtreactie beschrijven (foto I en II)

- je kunt uitleggen aan de hand van welk proces en welke stoffen bij de lichtreactie worden gemaakt 

- je kan benoemen welke stoffen de energie dragers zijn

- je kan beschrijven welke stoffen van de lichtreactie naar de donkerreactie (Calvincyclus) gaan en waarvoor deze gebruikt worden

- Je kan benoemen welke stoffen bij de donkerreactie gemaakt worden

- Je kan chemosynthese uitleggen met voorbeelden

Chlorofyl (bladgroen)

• Planten, algen en cyanobacteriën --> fotosynthese (koolstofassimilatie): 

• 6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2
•  Chlorofyl in chloroplasten (bladgroenkorrels) in speciale membranen 

--> Thylakoiden

• Binnenkant thylakoid --> Lumen
• Dikke vloeistof om de thylakoiden heen --> stroma

Fotosynthese:

Opgebouwd uit 2 reactieketens:

1. Lichtreacties (licht nodig)

Deze vinden plaats in de thylakoiden en leveren energie voor de donkerreacties

2. Donkerreacties (geen licht nodig)

Voltrekt zich in het stroma. Gebruikt energie van de lichtreacties voor de vorming van glucose

Twee energiedragers:

ATP    -->   ADP

NADPH  --> NADP+

Lichtreactie: 

• Lichtenergie wordt vastgelegd in energierijke stoffen (ATP en NADPH).

• Watermoleculen splitsen hierbij in waterstofionen, zuurstof en elektronen
• In chlorofylmoleculen worden energierijke elektronen gevormd
• Op membranen van thylakoïd

Donkerreactie (Calvincyclus): 

• Uit CO2 moleculen worden glucose moleculen gebouwd.

• Energie die hiervoor nodig is wordt geleverd door ATP en NADPH, H+ --> uit de lichtreactie 
• Voor de donkerreactie is geen licht nodig
• In stroma van het chloroplast

Bij de lichtreactie ontstaat:

 ATP --> dit gaat naar calvincyclus (donkerreactie)

     

NADPH, H⁺ --> dit gaat naar calvincyclus (donkerreactie)

      O₂ -->dit wordt gebruikt voor dissimilatie en wordt voor klein gedeelte afgegeven aan milieu

Lichtreactie

In het membraan van de thylakoid liggen 2 fotosystemen:

1. Fotosysteem II
2. Fotosysteem I (eerder ontdekt)

Bestaan uit 2 typen chlorofyl, een elektronentransportketen met elektronenacceptoren en enzymen

Elektronentransportketen

Elektronenacceptor = een stof die elektronen opneemt (oxidator)

Reductor= een stof die elektronen afgeeft

Fotosysteem II (binas 69B)

1. Pigmentmolecuul wordt ''aangezet'' door foton (licht). Energie komt door kettingreactie bij pigment P680
2. Enzym splitst H2O in:

- 1/2 O2  (verbruikt bij dissimilatie)

- 2 H+ - ionen

- 2 elektronen

Transportmolecuul NADP+ neemt per molecuul twee energierijke elektronen van het enzym NADP+ reductase op en een waterstof ion uit het stroma:

NADP+ + H+ + 2e− → NADPH

NADPH gaat naar de donkerreactie

Lichtreactie in het kort

1. Lichtenergie wordt gebruikt om ATP en NADPH te vormen uit ADP en NADP+
2. H2O wordt gesplitst in O, H+ - ionen en elektronen
3. De elektronen geven lichtenergie door zodat ATP en NADPH gevormd kan worden

De lichtreacties bestaat uit:

1. Fotosysteem II

2. Fotosysteem I

Lichtreactie: 

• Lichtenergie wordt vastgelegd in energierijke stoffen (ATP en NADPH).

• Watermoleculen splitsen hierbij in waterstof en zuurstof
• In chlorofylmoleculen worden energierijke elektronen gevormd
• Op membranen van thylakoïd

Donkerreactie (Calvincyclus): 

• Uit CO₂ moleculen worden glucose moleculen gebouwd.

• Energie die hiervoor nodig is wordt geleverd door ATP en NADPH, H+ --> uit de lichtreactie 
• Voor de donkerreactie is geen licht nodig
• In stroma van het chloroplast

Welke stoffen zijn nodig voor de donkerreactie of Calvincyclus?

CO₂  --> afkomstig van buiten

 NADPH,H⁺ -->  afkomstig van de lichtreactie

ATP --> afkomstig van de lichtreactie

Een paar vragen:

1. Hoeveel NADPH,H is nodig om de Calvincyclus te doorlopen?
2. Hoeveel ATP is nodig om de Calvincyclus te doorlopen?
3. Hoeveel lichtreacties zijn nodig voor 1 donkerreactie? 

Voor 1x donkerreactie is 12x lichtreactie nodig! 

          (12 NADPH, H+)

Lichtreactie:

12 H2O + 12 NADP + 18 ADP + 18 Pi + licht → 12 NADPH2 + 18 ATP + 6 O2

Donkerreactie

6 CO2 + 12 NADPH2 + 18 ATP → C6H12O6 + 6 H2O + 12 NADP+ 18 ADP + 18 Pi

------------------------------------------------------

Netto:

12 H2O + 6CO2 + licht → C6H12O6 + 6H2O + 6 O2

Een paar vragen:

1. Waar vindt de donkerreactie plaats?
2. Wat wordt er gebruikt/geproduceerd bij de donkerreactie?
3. Er wordt 18 ATP verbruikt en 12 NADPH, H+ in de donkerreactie. Indien de lichtreactie 12 keer doorlopen wordt, is er nog een tekort van 6 ATP moleculen voor de donkerreactie. Waar komen die vandaan? 

Chemosynthese

= vorm van koolstofassimilatie waarbij de energie wordt geleverd door oxidatie van een anorganische stof

• Zwavelbacteriën
• Chemoautotrofe bacteriën (nitraat en nitriet)

Binas tabel 69D

H-donor 

Leerdoelen behaald?

3.1 Je kunt de fotosynthese en de chemosynthese 

- je kunt de lichtreactie beschrijven (foto I en II) en waar deze reacties plaatsvinden

- je kunt uitleggen aan de hand van welk proces en welke stoffen bij de lichtreactie worden gemaakt 

- je kan benoemen welke stoffen de energie dragers zijn

- je weet waar de donkerreactie plaatsvindt

- je kan beschrijven welke stoffen van de lichtreactie naar de donkerreactie (Calvincyclus) gaan en waarvoor deze gebruikt worden

- Je kan benoemen welke stoffen bij de donkerreactie gemaakt worden

- Je kan chemosynthese uitleggen met voorbeelden

Aan de slag!

 

VWO:

Paragraaf 9.2: Opdracht 23 t/m 30

Opdrachten niet af = huiswerk

Nabespreking:

• Zijn er nog vragen?

• Hoe vonden jullie de les?

Tot slot:

Schuif je stoel aan

en

Ruim je afval op

Tot de volgende les!