Hoofdstuk 14:Energieproductie
in
mitochondriën en chloroplasten
Inhoudsopgave
H14: Centrale vraagstelling............................................................................................................................ 2
14.1 Mitochondriën en oxidatieve fosforylering.............................................................................................2
14.1.1. Structuur van de mitochondriën..............................................................................................................5
14.1.2. Glycolyse en Krebs cyclus genereren hoge energie elektronen................................................................8
14.1.3. Een chemi-osmotisch proces gebruikt opgeslagen energie in carrier moleculen om protonen te
pompen..............................................................................................................................................................11
14.1.4. De respiratorische electronen-transportketen pompt 5x protonen over de..........................................14
binnenste mitochondriale membraan................................................................................................................14
14.1.5. De electrochemische protonengradiënt over de binnenste...................................................................15
mitochondriale membraan................................................................................................................................15
14.1.6. De protongradiënt wordt gebruikt voor ATP synthese..........................................................................15
14.1.7. Actieve transportprocessen aangedreven door de protonen- gradiënt................................................18
over de binnenste mitochondriale membraan...................................................................................................18
14.1.8. Oxidatieve fosforylering produceert het meeste van de cellulaire ATP.................................................20
14.1.9. Snelle ADPATP
conversie houdt de ATP/ADP ratio hoog.......................................................................20
14.2 Elektronentransport en protonpompen................................................................................................21
14.2.1. H+ pompen verplaatsen H+ doorheen membraan via transfer van electronen in de membraan..........21
14.2.2. Redoxpotentiaal en electronenoverdracht............................................................................................22
14.2.3. Transportmechanisme van electronen..................................................................................................25
............................................................................................................................................................................27
14.2.4. Cytochroom oxidase oxideert cyt c en reduceert O 2..............................................................................28
14.3 Chloroplasten en fotosynthese............................................................................................................. 31
14.3.1. Chloroplasten lijken op mitochondriën maar hebben een extra compartiment....................................31
14.3.2. Chloroplasten gebruiken energie van zonlicht om koolstof te fixeren...................................................32
14.3.3. Chlorofyl/bladgroen absorbeert energie van fotonen...........................................................................34
14.3.4. Geëxciteerd chlorofyl stuurt energie in een reactiecentrum..................................................................34
14.3.5. Lichtenergie drijft de synthese van ATP en NADPH................................................................................37
14.3.6. Koolstoffixatie (calvin cyclus) gebruikt ATP en NADPH om CO2 om te zetten in suikers.......................39
H14: ATP-productie en kine.......................................................................................................................... 40
1
,H14: Belangrijke concepten.......................................................................................................................... 41
H14: Belangrijke begrippen.......................................................................................................................... 41
H14: Centrale vraagstelling
• Hoe bekomen dierlijke en plant cellen hun energie?
• Wat is de rol van mitochondriën in dieren en planten?
• Wat is de rol van chloroplasten in planten?
• Hoe gebeurt fotosynthese?
• Wat is de rol van zuurstof in ons metabolisme?
Conceptmap:
14.1 Mitochondriën en oxidatieve fosforylering
Oxidatieve fosforylering en fotosynthese verzorgen protonentransport over de
membranen
2
,Het doel oxidatieve fosforylering is de synthese van ATP. Ze gaan de energie uit ons voedsel
gebruiken om protonen te pompen in onze mitochondriën. De protonengradiënt is een bron
voor potentiele energie en dient als bron om ATP te produceren.
Ook bij de fotosynthese zal dit gebeuren, alleen gebeurt dit in de chloroplasten en wordt
zonne-energie gebruikt voor het opbouwen van de protonengradiënt.
In de 2 gevallen zal de protonengradiënt dienen om ATP te produceren.
Chemi-osmose = Chemische ATP synthese gekoppeld aan membraantransport
3
, Je hebt een protonenpomp nodig. Deze worden aangedreven door elektronen. Deze dienen
om protonen te verplaatsen. De protonen drijven dan de enzymen aan die ATP produceren =
ATP synthase.
Het proces heet chemi-osmose Chemische ATP synthese doormiddel van
membraantransport
Zuurstof is een sterk elektronegatief element
4
in
mitochondriën en chloroplasten
Inhoudsopgave
H14: Centrale vraagstelling............................................................................................................................ 2
14.1 Mitochondriën en oxidatieve fosforylering.............................................................................................2
14.1.1. Structuur van de mitochondriën..............................................................................................................5
14.1.2. Glycolyse en Krebs cyclus genereren hoge energie elektronen................................................................8
14.1.3. Een chemi-osmotisch proces gebruikt opgeslagen energie in carrier moleculen om protonen te
pompen..............................................................................................................................................................11
14.1.4. De respiratorische electronen-transportketen pompt 5x protonen over de..........................................14
binnenste mitochondriale membraan................................................................................................................14
14.1.5. De electrochemische protonengradiënt over de binnenste...................................................................15
mitochondriale membraan................................................................................................................................15
14.1.6. De protongradiënt wordt gebruikt voor ATP synthese..........................................................................15
14.1.7. Actieve transportprocessen aangedreven door de protonen- gradiënt................................................18
over de binnenste mitochondriale membraan...................................................................................................18
14.1.8. Oxidatieve fosforylering produceert het meeste van de cellulaire ATP.................................................20
14.1.9. Snelle ADPATP
conversie houdt de ATP/ADP ratio hoog.......................................................................20
14.2 Elektronentransport en protonpompen................................................................................................21
14.2.1. H+ pompen verplaatsen H+ doorheen membraan via transfer van electronen in de membraan..........21
14.2.2. Redoxpotentiaal en electronenoverdracht............................................................................................22
14.2.3. Transportmechanisme van electronen..................................................................................................25
............................................................................................................................................................................27
14.2.4. Cytochroom oxidase oxideert cyt c en reduceert O 2..............................................................................28
14.3 Chloroplasten en fotosynthese............................................................................................................. 31
14.3.1. Chloroplasten lijken op mitochondriën maar hebben een extra compartiment....................................31
14.3.2. Chloroplasten gebruiken energie van zonlicht om koolstof te fixeren...................................................32
14.3.3. Chlorofyl/bladgroen absorbeert energie van fotonen...........................................................................34
14.3.4. Geëxciteerd chlorofyl stuurt energie in een reactiecentrum..................................................................34
14.3.5. Lichtenergie drijft de synthese van ATP en NADPH................................................................................37
14.3.6. Koolstoffixatie (calvin cyclus) gebruikt ATP en NADPH om CO2 om te zetten in suikers.......................39
H14: ATP-productie en kine.......................................................................................................................... 40
1
,H14: Belangrijke concepten.......................................................................................................................... 41
H14: Belangrijke begrippen.......................................................................................................................... 41
H14: Centrale vraagstelling
• Hoe bekomen dierlijke en plant cellen hun energie?
• Wat is de rol van mitochondriën in dieren en planten?
• Wat is de rol van chloroplasten in planten?
• Hoe gebeurt fotosynthese?
• Wat is de rol van zuurstof in ons metabolisme?
Conceptmap:
14.1 Mitochondriën en oxidatieve fosforylering
Oxidatieve fosforylering en fotosynthese verzorgen protonentransport over de
membranen
2
,Het doel oxidatieve fosforylering is de synthese van ATP. Ze gaan de energie uit ons voedsel
gebruiken om protonen te pompen in onze mitochondriën. De protonengradiënt is een bron
voor potentiele energie en dient als bron om ATP te produceren.
Ook bij de fotosynthese zal dit gebeuren, alleen gebeurt dit in de chloroplasten en wordt
zonne-energie gebruikt voor het opbouwen van de protonengradiënt.
In de 2 gevallen zal de protonengradiënt dienen om ATP te produceren.
Chemi-osmose = Chemische ATP synthese gekoppeld aan membraantransport
3
, Je hebt een protonenpomp nodig. Deze worden aangedreven door elektronen. Deze dienen
om protonen te verplaatsen. De protonen drijven dan de enzymen aan die ATP produceren =
ATP synthase.
Het proces heet chemi-osmose Chemische ATP synthese doormiddel van
membraantransport
Zuurstof is een sterk elektronegatief element
4
