19.3 Energieproductie zonder zuurstof

• 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

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)

Dissimilatie 

Nieuwe ATP kan de cel vrijmaken uit de stapsgewijze afbraak (dissimilatie) van brandstoffen (glucose, vet of eiwit). Glucose = meest efficiënt.

H⁺-ionen en elektronen van glucose worden vrijgemaakt en gebonden aan O₂, zodat er water ontstaat.

H₂ en O₂ mengsel is zeer explosief. Deze reactie verloopt daarom in de cel in een groot aantal stappen zodat de energie niet in 1 keer vrijkomt in de cel maar in kleine hoeveelheden en opgeslagen kan worden in ATP.

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)

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+

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

Wat is het nut van melkzuurgisting?

Bij melkzuurgisting ontstaat uit pyrodruivenzuur..

Bij alcoholische gisting ontstaat uit pyrodruivenzuur

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

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

Opdrachten

Maken 19.3 opdr. 6 t/m 8