19.3 Energieproductie zonder zuurstof ll

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

Paragraaf 1 Dierenwelzijn

19.3 Energieproductie zonder zuurstof

Doel 19.3

Je leert hoe je lichaam energie vrijmaakt zonder zuurstof te gebruiken

Je leert verschillende vormen van anaerobe dissimilatie bij verschillende organismen

Stappen vrijmaken energie

1. ATP

2. CP

3. anaerobe

dissimilatie

4. aerobe 

dissimilatie (19.4)

1. ATP

In cellen zit een voorraad ATP.

De energie uit ATP wordt voor veel celprocessen gebruikt:

• loskoppelen myosine van actine
• actief transport
• bouw RNA, DNA, eiwitten
• etc.

1. ATP (adenosinetrifosfaat)

BINAS 67L

Hydrolyse van ATP levert energie. Hydrolyse is afbraak van grotere moleculen waarbij water wordt verbruikt.

Binding tussen tweede en buitenste fosfaatgroep verbreekt, bindingsenergie komt vrij.  

Waar bevindt zich de energie in ATP?

Stappen vrijmaken energie

1. ATP

2. CP

3. anaerobe

dissimilatie

4. aerobe 

dissimilatie (19.4)

2. Creatinefosfaat (CP)

Spiercellen bevatten ook een voorraad creatinefosfaat (CP) 

De fosfaatgroep van CP kan overgedragen worden aan ADP om nieuw ATP te maken: 

CP + ADP -> C + ATP

ATP en CP zijn samen de fosfaataccu, energie klaar voor gebruik in je spieren. 

Stappen vrijmaken energie

1. ATP

2. CP

3. anaerobe

dissimilatie

4. aerobe 

dissimilatie (19.4)

3. Anaerobe dissimilatie

Anaerobe dissimilatie = afbraak glucose zonder zuurstof = onvolledige dissimilatie van glucose

Verloopt in twee stappen: 

A. Glycolyse - grondplasma

B1. Melkzuurgisting - grondplasma (dier, melkzuurbacterie)

of B2. Alcoholgisting - grondplasma (gistcellen)

Wat is het 'voordeel' van anaerobe dissimilatie gedurende de eerste 30 seconden van inspanning?

1. anaerobe dissimilatie levert per molecuul glucose meer energie (dan aerobe)
2. Het duurt even om zuurstof aan te voeren naar die spieren
3. anaerobe dissimilatie levert alcohol op!
4. Voor aerobe dissimilatie is eerst activeringsenergie nodig

3A. Glycolyse (BINAS 68B)

1 glucose + 2 NAD⁺ + 2 ADP + 2 Pi → 

2 pyrodruivenzuur + 2 NADH, H⁺ + 2 ATP

NAD⁺ en NADH,H⁺

Bij glycolyse komen uit glucose vier protonen (H+) en vier elektronen (e-) vrij. 

De rol van NAD⁺ is het opnemen van een 2 H⁺ en 2 electronen = protonen- en elektronen-acceptor

Daardoor ontstaan per glucose molecuul twee NADH,H⁺  (zie BINAS 68B)

NAD⁺ voorraad beperkt en moet bij anaerobe dissimilatie worden aangevuld, anders stopt glycolyse. Hiervoor nodig stap B --> melkzuurgisting. 

NAD⁺ + 2H⁺ + 2e^- -> NADH,H⁺

Om welke reden gaat de 'trap' van de afbraak van glucose eerst omhoog en dan naar beneden?

3B. Melkzuurgisting 

Melkzuurgisting BINAS 68B

       

Deze pijl staat verkeerd om in je boek

2 NADH,H+ dragen hun 2 elektronen en 2 protonen over aan 2 pyrodruivenzuur, hierdoor ontstaat 2 melkzuur en 2 NAD+

Bij melkzuurgisting ontstaat uit pyrodruivenzuur..

Wat is het nut van melkzuurgisting?

Recycling

Melkzuur bevat veel energie, 

lever en hartspiercellen zetten dit weer om tot pyrodruivenzuur en glucose (kost 6 ATP). 

Deze glucose kan dan opnieuw worden afgebroken. 

Bacteriën

Bij melkzuur-bacteriën eindigt de afbraak

van glucose bij de vorming van melkzuur

(yoghurt, karnemelk).

Andere bacteriën vormen juist alcohol als

eindproduct (bier, wijn).

3C. Alcoholische gisting

Alcoholgisting BINAS 68B

       

Deze pijl staat verkeerd om in je boek

2 CO2 wordt afgesplitst van 2 pyrodruivenzuur, hierdoor ontstaat 2 ethanal. 2 NADH,H+ dragen hun 2 elektronen en 2 protonen over aan 2 ethanal , hierdoor vormt 2 ethanol

Toepassing alcolholische gisting

Door alcolholische gisting van druivensap (wijn) of mout (bier) vormt ethanol in de drank. 

Toegevoegde bakkergist dissimileert koolhydraten, de gevormde CO2 zorgt voor het rijzen van het brood 

Melkzuurgisting en alcoholische gisting vinden plaats in

1. Het grondplasma
2. de mitochondriën

Bij alcoholische gisting ontstaat uit pyrodruivenzuur

Waar blijft de alcohol die bij de gisting van het brooddeeg ontstaat?

Samenvatting Anaerobe dissimilatie 

Waar precies vindt dit plaats in de cel? .........

Er is wel/geen zuurstof aanwezig.

Welke stof wordt er omgezet? ......

Wat is het eindproduct? 

Hoeveel ATP levert de anaerobe dissimilatie netto op? .......ATP

Hoeveel NADH levert de glycolyse op? .......... NADH

Samenvatting Anaerobe dissimilatie 

Waar precies vindt dit plaats in de cel? ....Cytoplasma.....

Er is wel / geen zuurstof aanwezig.

Welke stof wordt er omgezet? .glucose......

Wat is het eindproduct? Pyrodruivezuur en dat wordt omgezet in melkzuur of alcohol

Hoeveel ATP levert de anaerobe dissimilatie netto op? ..2.....ATP

Hoeveel NADH levert de glycolyse op? .....2..... NADH

Wie heeft ..?

Hoe raakt NADH de H+ ionen weer kwijt? Melkzure gisting

..

NADH levert H+ ionen af aan 

...

 Wie heeft ..?

Hoe raakt NADH de H+ ionen weer kwijt? Alcoholische gisting

....

NADH levert H+ ionen af aan ..

Bijproduct: ..

Wie heeft ..?

Hoe raakt NADH de H+ ionen weer kwijt? Melkzure gisting

1. melkzuurbacteriën

2. dwarsgestreepte spieren bij gewervelden

NADH levert H+ ionen af aan melkzuur

 Wie heeft ..?

Hoe raakt NADH de H+ ionen weer kwijt? Alcoholische gisting

1.sommige schimmels (gisten)

2. bacteriën en kiemende zaden

NADH levert H+ ionen af aan ethanol

Bijproduct: CO2

Dus wat is het doel van de vorming van melkzuur of alcohol bij anaerobe dissimilatie?

1. Dan worden je spieren lekker dronken
2. Anders raakt de voorraad NAD op
3. Dan worden je spieren moe en stop je met de inspanning
4. Voor het overnemen van de H-tjes en elektronen van NADH

Xander krijgt tijdens gym een cijfer voor zijn hinkstapsprong. Om een extra goede sprong te doen neemt hij een enorme lange aanloop. Tijdens zijn lange aanloop en hinkstapsprong vindt in zijn beenspieren anaërobe dissimilatie plaats. Welke van de stoffen alcohol, koolstofdioxide, melkzuur en water komt of komen in deze spieren vrij bij dat proces?

1. Alleen melkzuur
2. Alleen alcohol en koolstofdioxide
3. Alleen koolstofdioxide en water
4. Melkzuur, koolstofdioxide en water

Doel 19.3

Je hebt geleerd hoe je lichaam energie vrijmaakt zonder zuurstof te gebruiken

BINAS 68A Overzicht dissimilatie van glucose

BINAS 68B Glycolyse en gisting

BINAS 90A Energiebronnen van een spier bij lichte training

Begrippen 19.3

ATP, ADP, creatinefosfaat (CP), fosfaataccu, dissimilatie, glycolyse, pyrodruivenzuur, protonen- en elektronenacceptator, NAD+, NADH,H+, melkzuur, alcohol, anaeroob