Hoofdstuk 12. Stofwisseling
12.1 Organische en anorganische stoffen
Levende wezens bestaan voor het grootste deel uit water (anorganisch) en de rest bestaat uit
organische stoffen die opgebouwd zijn uit organische en anorganische moleculen/ionen.
Organische stoffen
o bestaan meestal uit grote, energierijke moleculen
o komen niet voor in levenloze dingen, alleen in levende organismen en dode (resten van)
organismen
o bevatten altijd de volgende elementen: C en H, meestal O en vaak ook N, S en P
o belangrijke voorbeelden: koolhydraten (C, H en O), vetten (C, H en O), aminozuren (C, H, O, N
en soms S), eiwitten (C, H, O, N en soms S), nucleïnezuren zoals DNA en RNA (C, H, O, N en
P), ATP en vitamines
Anorganische stoffen
o bestaan uit kleine moleculen/ionen
o komen voor zowel in levenloze als in levende dingen
o elk element uit het periodiek systeem kan een bestanddeel zijn van een anorganische stof
o belangrijke voorbeelden: koolstofdioxide (CO2), zuurstof (O2), water (H2O), nitraat (NO3-),
ammoniak (NH3), stikstofgas (N2), natriumchloride (NaCl)
12.1.1 Biochemie, de scheikunde van het leven
Het doel van de biochemici is het ophelderen van moleculaire structuren en inzicht verkrijgen in de
omzettingen (= stofwisseling (metabolisme; geheeld van chemische omzettingen in een organisme))
in de cel. Organische stoffen (stoffen die aangetroffen werden in organismen) en anorganische
stoffen (niet-levende stoffen) reageren op dezelfde manier en volgens dezelfde wetten met elkaar.
12.1.2 Organische moleculen
De vier belangrijkste groepen organische moleculen zijn:
1. koolhydraten
2. vetten
3. eiwitten
4. nucleïnezuren
Polymeren = een lange rij kleinere moleculen van hetzelfde type, waaruit de grotere
kolhydraatmoleculen, eiwitmoleculen, DNA en RNA zijn opgebouwd. Ze spelen een rol bij het stand
houden van structuren.
Voorbeelden van polymeren zijn:
o cellulose in de celwanden van planten
o chitine in de celwanden van schimmels en het uitwendige skelet van insecten
o keratine, een eiwit waaruit je haren en nagels bestaan
o RNA en DNA, die uit lange ketens nucleotiden bestaan
12.1.3 Koolhydraten
Koolhydraten bestaan uit koolstof, en waterstof + zuurstof in de
verhouding 2 op 1, net zoals in water. Ze zijn opgebouwd uit
ringvormige moleculen. Monosachariden = suikermolecuul dat uit
één ring van 5 of 6 C-atomen bestaat)
, Disacharide = tweemaal dezelfde monosacharide of twee verschillende monosacharide. Vrijwel alle
energie in cellen wordt geleverd door oxidatie van glucose. Mono- en disachariden zijn als regel goed
oplosbaar en smaken zoet, we noemen ze suikers.
Polysachariden = grote koolhydraatmoleculen die zijn opgebouwd uit veel aan elkaar gekoppelde
suikermoleculen. Dit zijn dus polymeren. Ze zijn uit glucose opgebouwd.
Hieronder staan de belangrijkste koolhydraten weergegeven:
Glucose Monosacharide Brandstof voor de cel, bouwsteen van polysachariden
(druivensuiker)
Lactose Disacharide Voeding voor jonge zoogdieren, zit in (moeder) melk
(melksuiker)
Zetmeel Polysacharide Glucoseopslag in planten, bijv. in wortel, zaden en aardappel
Glycogeen Polysacharide Glucoseopslag in dieren (in lever en spieren)
Cellulose Polysacharide Vormt de celwand van plantencellen
12.1.4 Condensatie- en hydrolysereacties
Een disacharide ontstaat wanneer twee monosacharide aan elkaar gekoppeld worden. Een
polysacharide ontstaat wanneer veel monosachariden aan elkaar gekoppeld worden. Het aan elkaar
koppelen van deze moleculen gebeurt door een condensatiereactie. Bij elke koppeling komt H20 vrij.
Uit een polysacharide kunnen veel monosachariden ontstaan. Elke keer dat een monosacharide
wordt afgescheiden, moet een watermolecuul toegevoegd worden. Dit heet een hydrolysereactie,
omdat het watermolecuul eerst gesplitst moet worden in OH- en H+.
Condensatie- en hydrolysereacties vinden plaats bij koolhydraten en de vorming en afbraak van
vetten, eiwitten en nucleïnezuren. Condensatie = als organische moleculen aan elkaar gekoppeld
worden onder afsplitsing van water. Hydrolyse = als een organisch molecuul zich afsplitst van een
andere organisch molecuul waarbij toevoeging van een watermolecuul nodig is, in bijv. darmkanaal.
12.1.5 Lipiden
Lipiden = vetten en vetachtige stoffen. Ze bevatten C-, H-, O- en soms P-atomen. Vetten zijn niet in
water oplosbaar; ze worden apolaire stoffen genoemd (polair = stoffen die in water oplossen).
Er bestaan drie groepen lipiden.
Type lipide Functies
vet reservevoedsel, brandstof, isolatie
fosfolipide bouwstof van o.a. plasmamembranen (in alle organismen)
steroïde bestanddeel van het celmembraan (m.n. cholesterol), bestanddeel van sommige hormonen
12.1.6 Vetten
Een vetmolecuul bestaat uit één glycerolmolecuul met daaraan gekoppeld drie vetzuurmoleculen.
Enkele kenmerken van vetten zijn:
o De binding tussen glycerol en vetzuren gebeurt via een condensatiereactie: er ontstaat ester
o De drie vetzuren kunnen hetzelfde zijn of verschillend, een grote variatie vetten is mogelijk.
o De meeste vetzuren bestaan uit ketens van 15 of 17 C-atomen
o Er zijn verzadigde, enkelvoudig onverzadigde en meervoudig onverzadigde vetzuren. Dat
houdt verband met het voorkomen van een of enkele dubbele bindingen tussen de C-atomen
in de vetzuurketen. De dubbele binding gaat ten koste van een H-binding. De keten is
daardoor niet 'verzadigd' met H-atomen.
12.1 Organische en anorganische stoffen
Levende wezens bestaan voor het grootste deel uit water (anorganisch) en de rest bestaat uit
organische stoffen die opgebouwd zijn uit organische en anorganische moleculen/ionen.
Organische stoffen
o bestaan meestal uit grote, energierijke moleculen
o komen niet voor in levenloze dingen, alleen in levende organismen en dode (resten van)
organismen
o bevatten altijd de volgende elementen: C en H, meestal O en vaak ook N, S en P
o belangrijke voorbeelden: koolhydraten (C, H en O), vetten (C, H en O), aminozuren (C, H, O, N
en soms S), eiwitten (C, H, O, N en soms S), nucleïnezuren zoals DNA en RNA (C, H, O, N en
P), ATP en vitamines
Anorganische stoffen
o bestaan uit kleine moleculen/ionen
o komen voor zowel in levenloze als in levende dingen
o elk element uit het periodiek systeem kan een bestanddeel zijn van een anorganische stof
o belangrijke voorbeelden: koolstofdioxide (CO2), zuurstof (O2), water (H2O), nitraat (NO3-),
ammoniak (NH3), stikstofgas (N2), natriumchloride (NaCl)
12.1.1 Biochemie, de scheikunde van het leven
Het doel van de biochemici is het ophelderen van moleculaire structuren en inzicht verkrijgen in de
omzettingen (= stofwisseling (metabolisme; geheeld van chemische omzettingen in een organisme))
in de cel. Organische stoffen (stoffen die aangetroffen werden in organismen) en anorganische
stoffen (niet-levende stoffen) reageren op dezelfde manier en volgens dezelfde wetten met elkaar.
12.1.2 Organische moleculen
De vier belangrijkste groepen organische moleculen zijn:
1. koolhydraten
2. vetten
3. eiwitten
4. nucleïnezuren
Polymeren = een lange rij kleinere moleculen van hetzelfde type, waaruit de grotere
kolhydraatmoleculen, eiwitmoleculen, DNA en RNA zijn opgebouwd. Ze spelen een rol bij het stand
houden van structuren.
Voorbeelden van polymeren zijn:
o cellulose in de celwanden van planten
o chitine in de celwanden van schimmels en het uitwendige skelet van insecten
o keratine, een eiwit waaruit je haren en nagels bestaan
o RNA en DNA, die uit lange ketens nucleotiden bestaan
12.1.3 Koolhydraten
Koolhydraten bestaan uit koolstof, en waterstof + zuurstof in de
verhouding 2 op 1, net zoals in water. Ze zijn opgebouwd uit
ringvormige moleculen. Monosachariden = suikermolecuul dat uit
één ring van 5 of 6 C-atomen bestaat)
, Disacharide = tweemaal dezelfde monosacharide of twee verschillende monosacharide. Vrijwel alle
energie in cellen wordt geleverd door oxidatie van glucose. Mono- en disachariden zijn als regel goed
oplosbaar en smaken zoet, we noemen ze suikers.
Polysachariden = grote koolhydraatmoleculen die zijn opgebouwd uit veel aan elkaar gekoppelde
suikermoleculen. Dit zijn dus polymeren. Ze zijn uit glucose opgebouwd.
Hieronder staan de belangrijkste koolhydraten weergegeven:
Glucose Monosacharide Brandstof voor de cel, bouwsteen van polysachariden
(druivensuiker)
Lactose Disacharide Voeding voor jonge zoogdieren, zit in (moeder) melk
(melksuiker)
Zetmeel Polysacharide Glucoseopslag in planten, bijv. in wortel, zaden en aardappel
Glycogeen Polysacharide Glucoseopslag in dieren (in lever en spieren)
Cellulose Polysacharide Vormt de celwand van plantencellen
12.1.4 Condensatie- en hydrolysereacties
Een disacharide ontstaat wanneer twee monosacharide aan elkaar gekoppeld worden. Een
polysacharide ontstaat wanneer veel monosachariden aan elkaar gekoppeld worden. Het aan elkaar
koppelen van deze moleculen gebeurt door een condensatiereactie. Bij elke koppeling komt H20 vrij.
Uit een polysacharide kunnen veel monosachariden ontstaan. Elke keer dat een monosacharide
wordt afgescheiden, moet een watermolecuul toegevoegd worden. Dit heet een hydrolysereactie,
omdat het watermolecuul eerst gesplitst moet worden in OH- en H+.
Condensatie- en hydrolysereacties vinden plaats bij koolhydraten en de vorming en afbraak van
vetten, eiwitten en nucleïnezuren. Condensatie = als organische moleculen aan elkaar gekoppeld
worden onder afsplitsing van water. Hydrolyse = als een organisch molecuul zich afsplitst van een
andere organisch molecuul waarbij toevoeging van een watermolecuul nodig is, in bijv. darmkanaal.
12.1.5 Lipiden
Lipiden = vetten en vetachtige stoffen. Ze bevatten C-, H-, O- en soms P-atomen. Vetten zijn niet in
water oplosbaar; ze worden apolaire stoffen genoemd (polair = stoffen die in water oplossen).
Er bestaan drie groepen lipiden.
Type lipide Functies
vet reservevoedsel, brandstof, isolatie
fosfolipide bouwstof van o.a. plasmamembranen (in alle organismen)
steroïde bestanddeel van het celmembraan (m.n. cholesterol), bestanddeel van sommige hormonen
12.1.6 Vetten
Een vetmolecuul bestaat uit één glycerolmolecuul met daaraan gekoppeld drie vetzuurmoleculen.
Enkele kenmerken van vetten zijn:
o De binding tussen glycerol en vetzuren gebeurt via een condensatiereactie: er ontstaat ester
o De drie vetzuren kunnen hetzelfde zijn of verschillend, een grote variatie vetten is mogelijk.
o De meeste vetzuren bestaan uit ketens van 15 of 17 C-atomen
o Er zijn verzadigde, enkelvoudig onverzadigde en meervoudig onverzadigde vetzuren. Dat
houdt verband met het voorkomen van een of enkele dubbele bindingen tussen de C-atomen
in de vetzuurketen. De dubbele binding gaat ten koste van een H-binding. De keten is
daardoor niet 'verzadigd' met H-atomen.
