19.3 en 19.4 herhalen

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

Stappen vrijmaken energie

1. ATP

2. CP

3. anaerobe

dissimilatie

4. aerobe 

dissimilatie (19.4)

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.  

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. 

3A. Glycolyse (BINAS 68B)

1 glucose + 2 NAD⁺ + 2 ADP + 2 Pi → 

2 pyrodruivenzuur + 2 NADH, H⁺ + 2 ATP

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+

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

Aerobe dissimilatie

Begint bij pyrodruivenzuur (product van de glycolyse). Dan 3 stappen:

1. decarboxylering

2. citroenzuurcyclus

3. oxidatieve fosforylering (plus elektronentransportketen)

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

Decarboxylering

2 C3 --> 2 C2

- pyrodruivenzuur komt via transporteiwitten in de matrix. 

- Enzymen knippen van elke pyrodruivenzuur een CO2-molecuul af = decarboxylering

Output: 2x acetaat (C2) en 2x NADH,H+ 

De acetaat moleculen binden aan de hulpstof co-enzym A tot acetyl-CoA. 

<- glycolyse

<- 1. decarborylering

<- 2. citroenzuurcyclus

<- 3. oxidatieve fosforylering

- acetyl-CoA (C2) draagt zijn acetylgroep over aan oxaalazijnzuur (C4) en vormt zo citroenzuur (C6). 

- Enzymen in de matrix breken het citroenzuur (C6) vervolgens in een aantal stappen weer af tot oxaalazijnzuur (C4). 

De stappen uit de decarboxylering en citroenzuurcyclus zijn samen te vatten als: 

2 pyrodruivenzuur + 6 H2O + 8 NAD+ + 2 FAD + 2 ADP + 2Pi → 

6 CO2 + 8 NADH,H+ + 2 FADH2 + 2 ATP

Citroenzuurcyclus

BINAS 68C

Ouput Citroenzuurcyclus

De decarboxylering en citroenzuurcyclus leveren het volgende op: 

- 2 ATP

- opgeladen elektronendragers (8 NADH,H+ en 2 FADH2) 

FAD is een alternatief voor NAD+ met dezelfde functie: het binden van twee H-atomen (2 H+ en 2 electronen).

FAD + 2H+ + 2e- -> FADH2

De elektronendragers zijn nodig voor de laatste stap: 

oxidatieve fosforylering (elektronentransportketen)

<- glycolyse

<- 1. decarborylering

<- 2. citroenzuurcyclus

<- 3. oxidatieve fosforylering

oxidatieve fosforylering

10 NADH,H⁺ (2 glycolyse, 2 decarboxylering en 6 citroenzuurcyclus) en 2 FADH₂ (citroenzuurcyclus) worden in de elektronentransportketen weer omgezet in NAD⁺ en FAD. 

De vrijgekomen elektronen en protonen worden gebonden aan O₂, hierbij ontstaat water (H₂O).

1

2

3

BINAS 68D

- Bij eiwitcomplex IV bindt zuurstof O2 met 4 elektronen en 4 H+-ionen tot H2O. 

Zuurstof is daarmee de laatste elektronen-acceptor in de ademhalingsketen, zonder zuurstof kan de oxidatieve fosforylering niet plaatsvinden

oxidatieve fosforylering

De elektronen van een NADH,H+ pompen 10 H+ naar het lumen.

De elektronen van een FADH2 pompen 6 H+ naar het lumen.

ATP-synthethase

Via een ander transporteiwit (ATP-synthetase) stromen de H+-ionen weer naar de matrix = Diffusie

De bewegingsenergie van de protonenstroom door dit motoreiwit wordt gebruikt om ADP en P aan elkaar te koppelen en zo ATP te vormen.

oxidatieve fosforylering

Elke NADH H+ levert 3ATP elke FADH2 levert 2 ATP

Hoeveel ATP uit 1 molecuul glucose?

Hoeveel NADH,H+, FADH2 en ATP worden gevormd?

Glycolyse:                     

Decarboxylering:       

Citroenzuurcyclus:   

Ox. fosforylering:      

Hoeveel ATP levert de dissimilatie van glucose in totaal?

Leg uit waardoor de citroenzuurcyclus stopt als er geen O2 aanwezig is. 

Bestudeer eerst 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

Hoeveel ATP levert de dissimilatie van glucose in totaal?

Leg uit waardoor de citroenzuurcyclus stopt als er geen O2 aanwezig is.

In de ademhalingsketen worden de energierijke moleculen NADH en FADH2 omgezet.

Bij welke (deel)processen zijn NADH en FADH2 ontstaan?

1. NADH: glycolyse FADH2: citroenzuurcyclus
2. NADH: glycolyse FADH2: glycolyse en citroenzuurcyclus
3. NADH: glycolyse en citroenzuurcyclus FADH2: citroenzuurcyclus
4. NADH: glycolyse en citroenzuurcyclus FADH2: glycolyse en citroenzuurcyclus

Welke rol spelen elektronen bij de vorming van ATP?

Bij dissimilatie van een aantal glucose moleculen zijn 100 NADH,H+ ontstaan, hoeveel FADH2 zijn er dan?

1. 80
2. 60
3. 40
4. 20

Glycolyse
Welke uitspraak over de glycolyse is niet juist?

1. Bij de glycolyse is netto ATP nodig.
2. Bij de glycolyse wordt een C6-suiker gesplitst in twee C3-suikers.
3. Bij de glycolyse wordt glucose afgebroken.
4. De glycolyse vindt in alle cellen plaats.

Hoe vaak wordt de citroenzuurcyclus gebruikt voor de afbraak van 1 molecuul glucose?

1. 1/2 x
2. 1x
3. 2x
4. 4x

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

Wat kun je doen?

Lees de tekst nog een keer door van 19.4

Leg in stappen uit hoe aerobe dissimilatie werkt

Maak de opdrachten van 19.4