Celbiologie
A6: Cellulaire respiratie
1. Achtergrond
Cellulaire respiratie= ingenieus systeem om chemische potentiële energie uit glucose te halen
Catabole pathways: complexe moleculen worden afgebroken
• Energie komt vrij (exergone reactie) dankzij transfer van elektronen
• → wordt gebruikt voor de productie van ATP
Belang van zuurstof:
• Aerobe respiratie = verbruik van organische moleculen om ATP te leveren,
- in aanwezigheid van zuurstof → meest efficiente manier
• Anaerobe respiratie = verbruik van organische moleculen om ATP te leveren
- door verbruik van andere componenten dan zuurstof
• Fermentatie = geen respiratie, gedeeltelijke degradatie van suikers
- in afwezigheid van zuurstof = weinig ATP
Bronnen van energie = suikers, vetten en eiwitten
Om cellulaire respiratie te begrijpen: glucose
Celademhaling: 3 stappen
1) Glycolyse = afbraak van glucose in twee moleculen pyruvaat
- Beperkte ATP vorming: substraat level fosforylering
2) Pyruvaat oxidatie en citroenzuur cyclus = complete afbraak van glucose tot CO2
- Beperkte ATP vorming: substraat level fosforylatie
3) Electronen transport keten en chemiosmose
- Synthese van meeste ATP (= oxidatieve fosforylering)
1.1. Transfer van elektronen: redox reacties
Gedurende chemische reacties = zet E vrij die vervat zit in organische moleculen → wordt uiteindelijk gebruikt
om ATP te synthetiseren
1
, Transfer van e- = (partieel) verlies of winst van elektronen
➔ redox reacties
• Oxidatie = element verliest electronen
• Reductie = toevoegen van electronen (hoeveelheid positieve lading wordt gereduceerd)
Elektron donor (X) = reducerend agens
• verliest elektronen en wordt geoxideerd
• reduceert de elektron acceptor
Elektron acceptor (Y) = oxiderend agens
• wint elektronen en wordt gereduceerd
• oxideert de elektron donor
bv: Zuurstof is zeer EN (dus neemt meestal e- op) → is een oxidator
Energie van elektronen:
• e- → verliest Epot wanneer het verplaatst van een minder EN atoom in de richting van een meer EN atoom
• e- dichter naar EN zuurstof atomen verplaatsen= E vrijzetten
→ eindproducten zijn stabieler
Analoog voor de oxidatie van glucose:
Tijdens cellulaire respiratie:
• glucose wordt geoxideerd
• zuurstof wordt gereduceerd
• Er is een relocatie van elektronen vanuit glucose naar zuurstof
➔ Dit zet energie vrij (door een verlies van potentiële energie van de e -):
- warmte generatie
- ATP productie
2
A6: Cellulaire respiratie
1. Achtergrond
Cellulaire respiratie= ingenieus systeem om chemische potentiële energie uit glucose te halen
Catabole pathways: complexe moleculen worden afgebroken
• Energie komt vrij (exergone reactie) dankzij transfer van elektronen
• → wordt gebruikt voor de productie van ATP
Belang van zuurstof:
• Aerobe respiratie = verbruik van organische moleculen om ATP te leveren,
- in aanwezigheid van zuurstof → meest efficiente manier
• Anaerobe respiratie = verbruik van organische moleculen om ATP te leveren
- door verbruik van andere componenten dan zuurstof
• Fermentatie = geen respiratie, gedeeltelijke degradatie van suikers
- in afwezigheid van zuurstof = weinig ATP
Bronnen van energie = suikers, vetten en eiwitten
Om cellulaire respiratie te begrijpen: glucose
Celademhaling: 3 stappen
1) Glycolyse = afbraak van glucose in twee moleculen pyruvaat
- Beperkte ATP vorming: substraat level fosforylering
2) Pyruvaat oxidatie en citroenzuur cyclus = complete afbraak van glucose tot CO2
- Beperkte ATP vorming: substraat level fosforylatie
3) Electronen transport keten en chemiosmose
- Synthese van meeste ATP (= oxidatieve fosforylering)
1.1. Transfer van elektronen: redox reacties
Gedurende chemische reacties = zet E vrij die vervat zit in organische moleculen → wordt uiteindelijk gebruikt
om ATP te synthetiseren
1
, Transfer van e- = (partieel) verlies of winst van elektronen
➔ redox reacties
• Oxidatie = element verliest electronen
• Reductie = toevoegen van electronen (hoeveelheid positieve lading wordt gereduceerd)
Elektron donor (X) = reducerend agens
• verliest elektronen en wordt geoxideerd
• reduceert de elektron acceptor
Elektron acceptor (Y) = oxiderend agens
• wint elektronen en wordt gereduceerd
• oxideert de elektron donor
bv: Zuurstof is zeer EN (dus neemt meestal e- op) → is een oxidator
Energie van elektronen:
• e- → verliest Epot wanneer het verplaatst van een minder EN atoom in de richting van een meer EN atoom
• e- dichter naar EN zuurstof atomen verplaatsen= E vrijzetten
→ eindproducten zijn stabieler
Analoog voor de oxidatie van glucose:
Tijdens cellulaire respiratie:
• glucose wordt geoxideerd
• zuurstof wordt gereduceerd
• Er is een relocatie van elektronen vanuit glucose naar zuurstof
➔ Dit zet energie vrij (door een verlies van potentiële energie van de e -):
- warmte generatie
- ATP productie
2
