HOOFDSTUK 5: Respiratie
Suikers van de fotosynthese (uit Calvin) verbanden → E + CO2
Doel en mechanismen
Respiratie gaat door in mitochondriën
Suikers van FS zitten in cytosol of chloroplast (zetmeel) en ondergaan een glycolyse
Glucose → pyruvaat → oxidatieve fosfaatcyclus
In gestresseerde plant deel suikers direct omzetten en gaan in oxidatieve fosfaatcyclus
waarbij NADPH wordt geproduceerd, zonder eerst zetmeel te vormen.
Te weinig O2 → anaerobe fermentatie (bij overstroming)
I. Pyruvaat gaat niet in mitochondrion en pyruvaat → ethanol + NAD+
II. Ethanol geeft ook energie maar minder
Genoeg O2 → pyruvaat gaat in mitochondrion door binnenste membraan
Gaat in Krebscyclus = citroenzuurcyclus
Pyruvaat → CO2 + NADH + FADH2
Deze gaan in oxidatieve fosforylering en geven elektronen aan zuurstof met vorming water
dat nodig is voor z-schema → fosfolyse bij PSII
Door elektornentransport en de NADH en FADH2 de protonen meedragen krijg je over het membraan een
protonengradient en deze zal voor de vorming van ATP zorgen (ook bij anaeroob zo)
Dit zijn de mechanismen van de respiratie dat zich in het cytosol en mitochondria afspeelt
Buitenste membraan laat bijna alles door buiten
eiwitten (bijna zelfde samenstelling als cytosol),
binnenste membraan (roze) is zeer selectief, ze laten
enkel pyruvaat NADH en ATP door, ook geen
protonen laten ze door
Alle nodige enzymen zitten in de matrix van het binnenste membraan (nodig voor oxidatieve fosforylering en
citroenzuurcyclus) behalve eentje: succinaat dehydrogenase zit op het membraan
In Krebscyclus wordt 1 ATP gevormd maar ook protonen die op NAD en FAD gezet worden die voor de
protonengradiënt zorgen en voor de echte ATP productie zorgen
, Dit onthouden
▪ NADH uit CZC wordt gebruikt over membraan
waar er 4 complexen zitten
▪ Complex 2: succinaat (enige op membraan)
▪ Complex 3, 4: elektronen aan O2 geven → H2O
▪ Protonen worden via ATP-synthasen door
membraan gedaan met vorming ATP
▪ Speciaal kanaal: ontkoppelingproteïnen
gaat open en laat H’s terug naar binnen als er
teveel ATP geproduceerd wordt
→ uniek voor planten
Veel herbiciden grijpen in op respiratie
▪ Elektronentransport stopzetten
▪ Ontkoppelen oxidatieve fosforylatie
→ membraan wordt protonpermeabel
→ geen gradiënt → geen ATP → sterft
▪ Bv rotenon
▪ Bv cyanide bindt op complex III
Factoren die respiratie beïnvloeden
Licht
Respiratie heeft geen licht nodig en gaat door in donker
maar licht heeft wel invloed
Hoge I → meer fotorespiratie bij fotosynthese door oxygenatie van rubisco
Respiratie is niet constant doordat licht invloed uitoefent op pyruvaatdehydrogenase dat
pyruvaat → AceteylcoA en zo voor variëteit zorgt
Respiratie neemt af met toenemende I doordat activiteit PDH 75% minder is in licht donker
▪ Respiratie verbruikt minder koolhydraten dan fotorespiratie
▪ Jonge weefsels respireren meer dan oude voor groeiprocessen
C3 plant heeft altijd hogere stikstofgehalte heeft dan C4
plant doordat het meer rubisco (vereist stikstof) moet
Temperatuur, [O2], [CO2] hebben omdat het fotosyntheseproces minder efficiënt is
▪ Hoe warmer, hoe intenser de respiratie (lineair) Hoge T → respiratie stijgt, fotosynthese daalt (rubisco
▪ Hoe lager [O2], hoe lager respiratie werkt minder efficiënt en stomata sluiten tegen
waterverlies + rubisco bindt vaker O2 → fotorespiratie)
▪ Vanaf [CO2] > 1%, daling in respiratie
Plant begint suikers te gebruiken (foto + respiratie) ipv aan
te maken: CO2 sink → source, plant verbrandt zichzelf
Suikers van de fotosynthese (uit Calvin) verbanden → E + CO2
Doel en mechanismen
Respiratie gaat door in mitochondriën
Suikers van FS zitten in cytosol of chloroplast (zetmeel) en ondergaan een glycolyse
Glucose → pyruvaat → oxidatieve fosfaatcyclus
In gestresseerde plant deel suikers direct omzetten en gaan in oxidatieve fosfaatcyclus
waarbij NADPH wordt geproduceerd, zonder eerst zetmeel te vormen.
Te weinig O2 → anaerobe fermentatie (bij overstroming)
I. Pyruvaat gaat niet in mitochondrion en pyruvaat → ethanol + NAD+
II. Ethanol geeft ook energie maar minder
Genoeg O2 → pyruvaat gaat in mitochondrion door binnenste membraan
Gaat in Krebscyclus = citroenzuurcyclus
Pyruvaat → CO2 + NADH + FADH2
Deze gaan in oxidatieve fosforylering en geven elektronen aan zuurstof met vorming water
dat nodig is voor z-schema → fosfolyse bij PSII
Door elektornentransport en de NADH en FADH2 de protonen meedragen krijg je over het membraan een
protonengradient en deze zal voor de vorming van ATP zorgen (ook bij anaeroob zo)
Dit zijn de mechanismen van de respiratie dat zich in het cytosol en mitochondria afspeelt
Buitenste membraan laat bijna alles door buiten
eiwitten (bijna zelfde samenstelling als cytosol),
binnenste membraan (roze) is zeer selectief, ze laten
enkel pyruvaat NADH en ATP door, ook geen
protonen laten ze door
Alle nodige enzymen zitten in de matrix van het binnenste membraan (nodig voor oxidatieve fosforylering en
citroenzuurcyclus) behalve eentje: succinaat dehydrogenase zit op het membraan
In Krebscyclus wordt 1 ATP gevormd maar ook protonen die op NAD en FAD gezet worden die voor de
protonengradiënt zorgen en voor de echte ATP productie zorgen
, Dit onthouden
▪ NADH uit CZC wordt gebruikt over membraan
waar er 4 complexen zitten
▪ Complex 2: succinaat (enige op membraan)
▪ Complex 3, 4: elektronen aan O2 geven → H2O
▪ Protonen worden via ATP-synthasen door
membraan gedaan met vorming ATP
▪ Speciaal kanaal: ontkoppelingproteïnen
gaat open en laat H’s terug naar binnen als er
teveel ATP geproduceerd wordt
→ uniek voor planten
Veel herbiciden grijpen in op respiratie
▪ Elektronentransport stopzetten
▪ Ontkoppelen oxidatieve fosforylatie
→ membraan wordt protonpermeabel
→ geen gradiënt → geen ATP → sterft
▪ Bv rotenon
▪ Bv cyanide bindt op complex III
Factoren die respiratie beïnvloeden
Licht
Respiratie heeft geen licht nodig en gaat door in donker
maar licht heeft wel invloed
Hoge I → meer fotorespiratie bij fotosynthese door oxygenatie van rubisco
Respiratie is niet constant doordat licht invloed uitoefent op pyruvaatdehydrogenase dat
pyruvaat → AceteylcoA en zo voor variëteit zorgt
Respiratie neemt af met toenemende I doordat activiteit PDH 75% minder is in licht donker
▪ Respiratie verbruikt minder koolhydraten dan fotorespiratie
▪ Jonge weefsels respireren meer dan oude voor groeiprocessen
C3 plant heeft altijd hogere stikstofgehalte heeft dan C4
plant doordat het meer rubisco (vereist stikstof) moet
Temperatuur, [O2], [CO2] hebben omdat het fotosyntheseproces minder efficiënt is
▪ Hoe warmer, hoe intenser de respiratie (lineair) Hoge T → respiratie stijgt, fotosynthese daalt (rubisco
▪ Hoe lager [O2], hoe lager respiratie werkt minder efficiënt en stomata sluiten tegen
waterverlies + rubisco bindt vaker O2 → fotorespiratie)
▪ Vanaf [CO2] > 1%, daling in respiratie
Plant begint suikers te gebruiken (foto + respiratie) ipv aan
te maken: CO2 sink → source, plant verbrandt zichzelf
