Hoofdstuk 1 Stofwisseling
§1.1 Verzuurde spieren
De spieren verzuren door zuurstoftekort. Hierdoor stagneert de prestatie.
§1.2 Stofwisseling in cellen
Het geheel van chemische omzettingsprocessen (opbouw en afbraak stof)
in de cellen van een organisme is de stofwisseling (metabolisme).
Enzymen maken de proces mogelijk.
Cellen nemen stoffen op uit omgeving (omzetten, afgeven) en energie
wordt opgenomen. Chlorofyl kan energie opnemen in de vorm van licht.
De energie in energierijke stoffen wordt
chemische energie genoemd.
Assimilatie en dissimilatie
De opbouw van organische moleculen
(vetten, eiwitten) uit kleinere moleculen
noem je assimilatie (energie nodig).
De door assimilatie ontstaande organische stoffen kunnen nu dienen als
brandstof, reservestof, bouwstof of informatiedrager.
De afbraak van organische moleculen noem je
dissimilatie, energie komt vrij.
De energie die voor assimilatie nodig is, komt van
dissimilatie.
Organische stoffen zijn koolstofverbindingen
(energierijk). Naast het koolstofatoom bevat het ook
waterstof en vaak zuurstof -> voorbeeld is glucose.
Anorganische stoffen zijn stoffen die niet tot de organische stoffen
behoren.
Autotroof (planten) betekent dat ze koolstofdioxide en water gebruiken als
bron voor hun cellen.
Koolstofassimilatie: glucose uit koolstofdioxide en water
Heterotrofe organismen zijn niet in staat organische stoffen te vormen uit
alleen anorganische stoffen.
In de voortgezette assimilatie is glucose de
grondstof voor de vorming van andere
koolhydraten, vetten, eiwitten en DNA.
Energietransport in cellen
ATP wordt gevormd bij de fotosynthese in de
chloroplasten en bij de verbranding in de
mitochondriën.
Moleculen van de stof ATP (adenosinetrifosfaat) transporteren chemische
energie naar plaatsen in de cel waar energie nodig
is.
ATP (nucleotide) bestaat uit
adenosine en drie
fosfaatgroepen.
Als de derde fosfaatgroep
van ATP wordt afgesplitst,
ontstaat ADP
(adenosinedifosfaat).
ATP kan worden gevormd bij dissimilatiereacties en bij lichtreacties van de
fotosynthese. Vrijgekomen energie wordt gebruikt om derde fosfaatgroep
aan ADP te binden -> ATP -> fosfylering.
, §1.3 Enzymen
Enzymen (eiwitten) katalyseren stofwisselingsreacties zonder daarbij zelf
te worden verbruikt.
Bouw en werking
Enzym heeft een actieve centrum, hier vindt de reactie plaats.
De stof waarop een enzym inwerkt, noemen we het substraat.
Het substraatmolecuul past precies in het actieve centrum.
Op het moment van binding ontstaat heel even een enzym-
substraatcomplex (E-S-complex).
Het enzym ATPase werkt in op het substraat ATP. ATPases zijn een groep
enzymen die zich in de membranen van cellen of celorganellen bevinden.
Ze krijgen energie door het omzetten van ATP in ADP en fosfaat.
Als een enzym voor zijn werking een ander molecuul nodig heeft, wordt dit
molecuul cofactor (organisch -> co-enzym) genoemd. Het eigenlijk
enzymmolecuul heeft apo-enzym.
Activeringsenergie
Chemische reacties berusten op de beweging van moleculen en de botsing
van moleculen tegen elkaar. Ook speel temperatuur een belangrijke rol.
De energie die bij een chemische reactie moet worden toegevoerd, wordt
de activeringsenergie genoemd.
Bij veel stofwisselingsprocessen is de energiedrempel vrij hoog.
Door inwerking van een enzym op een substraat wordt de energiedrempel
verlaagd, zodat er minder activeringsenergie nodig is.
Door de vorming van een E-S-complex wordt de benodigde
activeringsenergie voor de reactie verlaagd.
Enzymactiviteit
De snelheid waarmee een enzym een reactie versnelt, wordt
enzymactiviteit genoemd. Het wordt beïnvloed door temperatuur,
zuurgraad, concentratie en door bindingen van enzymen met stoffen die
de activiteit kunnen verhogen of verlagen.
Invloed van de temperatuur
Onder de minimumtemperatuur is er geen enzymactiviteit doordat de
beweging van de moleculen te traag is voor de vorming van enzym-
substraat-complexen.
Boven de maximumtemperatuur hebben alle enzymmoleculen hun
specifieke ruimtelijke structuur verloren -> denaturatie en is
onomkeerbaar.
In de optimumkromme zijn er drie punten te onderscheiden: enzym heeft
geen activiteit (minimum), grootste enzymactiviteit en geen
enzymactiviteit door maximumtemperatuur.
Invloed van de pH
De ruimtelijke structuur van een enzymmolecuul blijft alleen bij een
bepaalde zuurgraad intact: het optimum .
Verandering van de pH heeft tot gevolg dat bij steeds meer
enzymmoleculen het actieve centrum verandert, waardoor het enzym zijn
werking verliest.
Activering en remming van enzymactiviteit
Het functioneren van enzymen kan worden beïnvloed door stoffen waarvan
de moleculen bindingen aangaan met de enzymmoleculen -> ruimtelijke
structuur en chemische eigenschappen veranderen.
Bij een verhoging van de enzymactiviteit wordt de stof een activator
genoemd.
Stoffen die de enzymactiviteit verlagen, worden remstoffen genoemd.
§1.1 Verzuurde spieren
De spieren verzuren door zuurstoftekort. Hierdoor stagneert de prestatie.
§1.2 Stofwisseling in cellen
Het geheel van chemische omzettingsprocessen (opbouw en afbraak stof)
in de cellen van een organisme is de stofwisseling (metabolisme).
Enzymen maken de proces mogelijk.
Cellen nemen stoffen op uit omgeving (omzetten, afgeven) en energie
wordt opgenomen. Chlorofyl kan energie opnemen in de vorm van licht.
De energie in energierijke stoffen wordt
chemische energie genoemd.
Assimilatie en dissimilatie
De opbouw van organische moleculen
(vetten, eiwitten) uit kleinere moleculen
noem je assimilatie (energie nodig).
De door assimilatie ontstaande organische stoffen kunnen nu dienen als
brandstof, reservestof, bouwstof of informatiedrager.
De afbraak van organische moleculen noem je
dissimilatie, energie komt vrij.
De energie die voor assimilatie nodig is, komt van
dissimilatie.
Organische stoffen zijn koolstofverbindingen
(energierijk). Naast het koolstofatoom bevat het ook
waterstof en vaak zuurstof -> voorbeeld is glucose.
Anorganische stoffen zijn stoffen die niet tot de organische stoffen
behoren.
Autotroof (planten) betekent dat ze koolstofdioxide en water gebruiken als
bron voor hun cellen.
Koolstofassimilatie: glucose uit koolstofdioxide en water
Heterotrofe organismen zijn niet in staat organische stoffen te vormen uit
alleen anorganische stoffen.
In de voortgezette assimilatie is glucose de
grondstof voor de vorming van andere
koolhydraten, vetten, eiwitten en DNA.
Energietransport in cellen
ATP wordt gevormd bij de fotosynthese in de
chloroplasten en bij de verbranding in de
mitochondriën.
Moleculen van de stof ATP (adenosinetrifosfaat) transporteren chemische
energie naar plaatsen in de cel waar energie nodig
is.
ATP (nucleotide) bestaat uit
adenosine en drie
fosfaatgroepen.
Als de derde fosfaatgroep
van ATP wordt afgesplitst,
ontstaat ADP
(adenosinedifosfaat).
ATP kan worden gevormd bij dissimilatiereacties en bij lichtreacties van de
fotosynthese. Vrijgekomen energie wordt gebruikt om derde fosfaatgroep
aan ADP te binden -> ATP -> fosfylering.
, §1.3 Enzymen
Enzymen (eiwitten) katalyseren stofwisselingsreacties zonder daarbij zelf
te worden verbruikt.
Bouw en werking
Enzym heeft een actieve centrum, hier vindt de reactie plaats.
De stof waarop een enzym inwerkt, noemen we het substraat.
Het substraatmolecuul past precies in het actieve centrum.
Op het moment van binding ontstaat heel even een enzym-
substraatcomplex (E-S-complex).
Het enzym ATPase werkt in op het substraat ATP. ATPases zijn een groep
enzymen die zich in de membranen van cellen of celorganellen bevinden.
Ze krijgen energie door het omzetten van ATP in ADP en fosfaat.
Als een enzym voor zijn werking een ander molecuul nodig heeft, wordt dit
molecuul cofactor (organisch -> co-enzym) genoemd. Het eigenlijk
enzymmolecuul heeft apo-enzym.
Activeringsenergie
Chemische reacties berusten op de beweging van moleculen en de botsing
van moleculen tegen elkaar. Ook speel temperatuur een belangrijke rol.
De energie die bij een chemische reactie moet worden toegevoerd, wordt
de activeringsenergie genoemd.
Bij veel stofwisselingsprocessen is de energiedrempel vrij hoog.
Door inwerking van een enzym op een substraat wordt de energiedrempel
verlaagd, zodat er minder activeringsenergie nodig is.
Door de vorming van een E-S-complex wordt de benodigde
activeringsenergie voor de reactie verlaagd.
Enzymactiviteit
De snelheid waarmee een enzym een reactie versnelt, wordt
enzymactiviteit genoemd. Het wordt beïnvloed door temperatuur,
zuurgraad, concentratie en door bindingen van enzymen met stoffen die
de activiteit kunnen verhogen of verlagen.
Invloed van de temperatuur
Onder de minimumtemperatuur is er geen enzymactiviteit doordat de
beweging van de moleculen te traag is voor de vorming van enzym-
substraat-complexen.
Boven de maximumtemperatuur hebben alle enzymmoleculen hun
specifieke ruimtelijke structuur verloren -> denaturatie en is
onomkeerbaar.
In de optimumkromme zijn er drie punten te onderscheiden: enzym heeft
geen activiteit (minimum), grootste enzymactiviteit en geen
enzymactiviteit door maximumtemperatuur.
Invloed van de pH
De ruimtelijke structuur van een enzymmolecuul blijft alleen bij een
bepaalde zuurgraad intact: het optimum .
Verandering van de pH heeft tot gevolg dat bij steeds meer
enzymmoleculen het actieve centrum verandert, waardoor het enzym zijn
werking verliest.
Activering en remming van enzymactiviteit
Het functioneren van enzymen kan worden beïnvloed door stoffen waarvan
de moleculen bindingen aangaan met de enzymmoleculen -> ruimtelijke
structuur en chemische eigenschappen veranderen.
Bij een verhoging van de enzymactiviteit wordt de stof een activator
genoemd.
Stoffen die de enzymactiviteit verlagen, worden remstoffen genoemd.
