Stof-‐
en
energieomzettinen
bij
autotrofe
organismen
1.1 Autotrofe
organismen
Autotrofe
organismen
=
organismen
die
in
staat
zijn
om
hun
eigen,
vaak
ingewikkelde
C-‐verbindingen
op
te
bouwen
met
de
eenvoudige
molecule
CO2
als
enige
koolstofbron.
Dit
is
slechts
een
bepaalde
groep
van
de
organismen.
⇒ De
energie
voor
deze
synthese
wordt
voor
de
meeste
autotrofen
geleverd
door
licht.
Planten,
algen
en
ook
sommige
bacteriën
kunnen
aan
fotosynthese
doen.
Als
de
energiebron
chemisch
van
aard
is,
spreken
we
van
chemosynthese
à
komt
voor
bij
sommige
bacteriën.
Uit
de
opgebouwde
energierijke
koolstofverbindingen
kan
energie
voor
de
levensprocessen
worden
vrijgemaakt
via
celademhaling.
1.2 Heterotrofe
organismen
Heterotrofe
organismen
=
Alle
organismen
die
niet
in
staat
zijn
om
zelf
hun
energierijke
C-‐verbindingen
aan
te
maken.
⇒ Dat
zijn
dieren,
fungi
(zwammen),
heel
wat
eencellige
organismen
en
de
meeste
bacteriën.
⇒ Ze
moeten
hun
C-‐verbindingen
opnemen
uit
hun
omgeving.
De
energierijke
C-‐verbindingen,
gesynthetiseerd
door
de
autotrofe
organismen,
vormen
de
voedselbron
voor
alle
heterotrofe
organismen.
De
enzymgeleide
vertering
zorgt
voor
de
afbraak
van
de
C-‐verbindingen
tot
moleculen
die
opgenomen
en
getransporteerd
kunnen
worden
naar
alle
cellen
van
het
lichaam.
Net
zoals
bij
de
autotrofe
organismen
wordt
in
de
cellen
van
heterotrofe
organismen
energie
voor
de
levensprocessen
vrijgemaakt
uit
de
voedingsstoffen
via
celademhaling.
2.
ATP-‐ADP-‐systeem
Autotrofe
en
heterotrofe
organismen
gebruiken
gemeenschappelijke
mechanismen
in
hun
energiehuishouding.
Energie
die
vrijkomt
bij
chemische
processen
kan
op
een
efficiënte
manier
tijdelijk
opgeslagen
worden
in
het
ATP-‐
ADP-‐systeem
à
in
alle
levende
organismen
à
universeel
ATP-‐ADP-‐systeem.
ATP
=
adenosinetrifosfaat
(P
van
phosphate)
à
Een
ATP-‐molecule
is
een
energierijke
verbinding
die
bestaat
uit
de
volgende
bouwstenen:
• adenine,
een
organische
base
• ribose,
een
monosacharide
met
5
C-‐atomen
• drie
fosfaatgroepen
In
aanwezigheid
van
water
à
van
ATP
à
een
fosfaatgroep
afgesplist
à
ontstaan
ADP
(adenosinedifosfaat),
een
vrije
fosfaatgroep
en
er
komt
energie
vrij.
ATP
is
een
energiedrager.
,
3.
Fotosynthese
3.1
Voorwaarden
voor
fotosynthese
3.1.1
Noodzaak
van
licht
Ø Blauw
en
rood
licht
zijn
het
meest
werkzaam
bij
fotosynthese.
Ø Door
het
zetmeelgehalte
in
belichte
en
niet
belichte
bladdelen
te
onderzoeken.
Zetmeel
is
een
eindproduct
van
de
fotosynthese.
Vandaar
dat
fotosynthese
ook
wel
zetmeelsynthese
wordt
genoemd.
3.1.2
Noodzaak
van
chlorofyl
(bladgroen)
Ø Bladdelen
waar
chlorofyl
(bladgroen)
ontbreekt,
produceren
geen
zetmeel
wanneer
ze
voldoende
licht
krijgen.
Omdat
bladgroen
tussenkomt
bij
de
omzetting
van
zonne-‐energie
in
chemische
energie,
noemen
we
fotosynthese
ook
bladgroenwerking.
3.1.3
Noodzaak
van
koolstofdioxide
Ø CO
is
noodzakelijk
voor
de
zetmeelsynthese
in
bladeren
à
daarom
noemen
we
zetmeelsynthese
ook
koolstofdioxideassimilatie
3.1.4
noodzaak
van
water
3.2
Globale
reactievergelijking
van
de
fotosynthese
Fotosynthese
is
het
proces
waarbij
de
energie
van
zonlicht
wordt
gebruikt
om
glucose/zetmeel
aan
te
maken
uit
CO2
en
water.
Bij
de
omzetting
van
zonne-‐energie
in
chemische
energie
komt
chlorofyl
tussen.
Tijdens
het
fotosyntheseproces
wordt
zuurstofgas
geproduceerd.
à
een
schematische
voorstelling
van
het
fotosyntheseproces.
Het
geproduceerde
zuurstofgas
à
afkomstig
van
de
watermoleculen.
De
herkomst
van
O2
hebben
wetenschappers
experimenteel
kunnen
aantonen
door
het
meest
voorkomende
zuurstofisotoop
te
18
vervangen
door
het
zwaardere
zuurstofisotoop
O.
Isotopen
zijn
atomen
die
tot
hetzelfde
chemisch
element
behoren,
maar
een
verschil-‐
end
aantal
neutronen
in
de
atoomkern
hebben.
Daardoor
hebben
isotopen
een
andere
massa,
maar
dat
maakt
nauwelijks
enig
verschil
voor
hun
chemische
reacties.
Daaruit
kunnen
we
besluiten
dat
de
O-‐atomen
van
CO2
ingebouwd
worden
in
glucose
en
in
H2O,
maar
niet
in
het
zuurstofgas.
We
kunnen
besluiten
dat
H2O
de
bron
is
voor
het
geproduceerde
zuurstofgas.
De
globale
reactievergelijkig
van
de
fotosynthese:
ø Geeft
alleen
de
reagerende
stoffen
en
de
reactieproducten
weer.
De
overgang
van
de
reagentia
naar
de
reactieproducten
verloopt
in
werkelijkheid
langs
een
groot
aantal
tussenstappen.
en
energieomzettinen
bij
autotrofe
organismen
1.1 Autotrofe
organismen
Autotrofe
organismen
=
organismen
die
in
staat
zijn
om
hun
eigen,
vaak
ingewikkelde
C-‐verbindingen
op
te
bouwen
met
de
eenvoudige
molecule
CO2
als
enige
koolstofbron.
Dit
is
slechts
een
bepaalde
groep
van
de
organismen.
⇒ De
energie
voor
deze
synthese
wordt
voor
de
meeste
autotrofen
geleverd
door
licht.
Planten,
algen
en
ook
sommige
bacteriën
kunnen
aan
fotosynthese
doen.
Als
de
energiebron
chemisch
van
aard
is,
spreken
we
van
chemosynthese
à
komt
voor
bij
sommige
bacteriën.
Uit
de
opgebouwde
energierijke
koolstofverbindingen
kan
energie
voor
de
levensprocessen
worden
vrijgemaakt
via
celademhaling.
1.2 Heterotrofe
organismen
Heterotrofe
organismen
=
Alle
organismen
die
niet
in
staat
zijn
om
zelf
hun
energierijke
C-‐verbindingen
aan
te
maken.
⇒ Dat
zijn
dieren,
fungi
(zwammen),
heel
wat
eencellige
organismen
en
de
meeste
bacteriën.
⇒ Ze
moeten
hun
C-‐verbindingen
opnemen
uit
hun
omgeving.
De
energierijke
C-‐verbindingen,
gesynthetiseerd
door
de
autotrofe
organismen,
vormen
de
voedselbron
voor
alle
heterotrofe
organismen.
De
enzymgeleide
vertering
zorgt
voor
de
afbraak
van
de
C-‐verbindingen
tot
moleculen
die
opgenomen
en
getransporteerd
kunnen
worden
naar
alle
cellen
van
het
lichaam.
Net
zoals
bij
de
autotrofe
organismen
wordt
in
de
cellen
van
heterotrofe
organismen
energie
voor
de
levensprocessen
vrijgemaakt
uit
de
voedingsstoffen
via
celademhaling.
2.
ATP-‐ADP-‐systeem
Autotrofe
en
heterotrofe
organismen
gebruiken
gemeenschappelijke
mechanismen
in
hun
energiehuishouding.
Energie
die
vrijkomt
bij
chemische
processen
kan
op
een
efficiënte
manier
tijdelijk
opgeslagen
worden
in
het
ATP-‐
ADP-‐systeem
à
in
alle
levende
organismen
à
universeel
ATP-‐ADP-‐systeem.
ATP
=
adenosinetrifosfaat
(P
van
phosphate)
à
Een
ATP-‐molecule
is
een
energierijke
verbinding
die
bestaat
uit
de
volgende
bouwstenen:
• adenine,
een
organische
base
• ribose,
een
monosacharide
met
5
C-‐atomen
• drie
fosfaatgroepen
In
aanwezigheid
van
water
à
van
ATP
à
een
fosfaatgroep
afgesplist
à
ontstaan
ADP
(adenosinedifosfaat),
een
vrije
fosfaatgroep
en
er
komt
energie
vrij.
ATP
is
een
energiedrager.
,
3.
Fotosynthese
3.1
Voorwaarden
voor
fotosynthese
3.1.1
Noodzaak
van
licht
Ø Blauw
en
rood
licht
zijn
het
meest
werkzaam
bij
fotosynthese.
Ø Door
het
zetmeelgehalte
in
belichte
en
niet
belichte
bladdelen
te
onderzoeken.
Zetmeel
is
een
eindproduct
van
de
fotosynthese.
Vandaar
dat
fotosynthese
ook
wel
zetmeelsynthese
wordt
genoemd.
3.1.2
Noodzaak
van
chlorofyl
(bladgroen)
Ø Bladdelen
waar
chlorofyl
(bladgroen)
ontbreekt,
produceren
geen
zetmeel
wanneer
ze
voldoende
licht
krijgen.
Omdat
bladgroen
tussenkomt
bij
de
omzetting
van
zonne-‐energie
in
chemische
energie,
noemen
we
fotosynthese
ook
bladgroenwerking.
3.1.3
Noodzaak
van
koolstofdioxide
Ø CO
is
noodzakelijk
voor
de
zetmeelsynthese
in
bladeren
à
daarom
noemen
we
zetmeelsynthese
ook
koolstofdioxideassimilatie
3.1.4
noodzaak
van
water
3.2
Globale
reactievergelijking
van
de
fotosynthese
Fotosynthese
is
het
proces
waarbij
de
energie
van
zonlicht
wordt
gebruikt
om
glucose/zetmeel
aan
te
maken
uit
CO2
en
water.
Bij
de
omzetting
van
zonne-‐energie
in
chemische
energie
komt
chlorofyl
tussen.
Tijdens
het
fotosyntheseproces
wordt
zuurstofgas
geproduceerd.
à
een
schematische
voorstelling
van
het
fotosyntheseproces.
Het
geproduceerde
zuurstofgas
à
afkomstig
van
de
watermoleculen.
De
herkomst
van
O2
hebben
wetenschappers
experimenteel
kunnen
aantonen
door
het
meest
voorkomende
zuurstofisotoop
te
18
vervangen
door
het
zwaardere
zuurstofisotoop
O.
Isotopen
zijn
atomen
die
tot
hetzelfde
chemisch
element
behoren,
maar
een
verschil-‐
end
aantal
neutronen
in
de
atoomkern
hebben.
Daardoor
hebben
isotopen
een
andere
massa,
maar
dat
maakt
nauwelijks
enig
verschil
voor
hun
chemische
reacties.
Daaruit
kunnen
we
besluiten
dat
de
O-‐atomen
van
CO2
ingebouwd
worden
in
glucose
en
in
H2O,
maar
niet
in
het
zuurstofgas.
We
kunnen
besluiten
dat
H2O
de
bron
is
voor
het
geproduceerde
zuurstofgas.
De
globale
reactievergelijkig
van
de
fotosynthese:
ø Geeft
alleen
de
reagerende
stoffen
en
de
reactieproducten
weer.
De
overgang
van
de
reagentia
naar
de
reactieproducten
verloopt
in
werkelijkheid
langs
een
groot
aantal
tussenstappen.
