Hoofdstuk 1 Stofwisseling in de cel
§1.1 Chemie in cellen
Stofwisseling (metabolisme) = het geheel van chemische omzettingsprocessen in een
organisme.
Twee typen moleculen:
Anorganisch Organisch
- kleine(re) moleculen - grote(re) moleculen
- max één c-atoom - meer dan één c-atoom en OH(NS)
- bevat weinig energie - bevat veel energie
De energie die in de atoombindingen van energierijke stoffen is opgeslagen heet chemische
energie. Organische moleculen bevatten veel chemische energie.
Stofwisselingsprocessen:
1. Assimilatie: moleculen groter maken: kost energie (fotosynthese)
2. Dissimilatie: moleculen kleiner maken: levert energie (verbranding of vertering bv.)
De vorming van glucose uit koolstofdioxide en water noem je koolstofassimilatie (kunnen
alleen autotrofe organismen). De vorming van koolhydraten,
vetten, eiwitten en DNA uit glucose is de voortgezette
assimilatie → ontstaan grote organische moleculen met
energierijke bindingen.
Twee typen organismen (gebaseerd op voeding):
- Autotroof: kunnen organische stoffen maken uit alleen maar anorganische stoffen.
Energie komt meestal uit zonlicht.
- Heterotroof: hebben organische stoffen nodig om nieuwe organische stoffen te
maken. Energie komt van organische stoffen.
Moleculen van de stof ATP transporteren
chemische energie naar plaatsen in de cel waar
energie nodig is. ATP bevat drie fosfaatgroepen, als
de derde groep afgesplitst wordt ontstaat er ADP en
gaat de energie van de afsplitsing naar
stofwisselingsreacties en processen in de cel. Als er
weer een fosfaatgroep bij komt, kost het juist
energie.
§1.2 Enzymen
Enzymen zijn moleculen (eiwitten) die het voor (chemische) reacties makkelijker maken om
plaats te vinden, zonder te worden gebruikt (zorgt ervoor dat er minder activeringsenergie
,nodig is). Het deel van het enzym waar de reactie plaatsvindt, heet het actieve centrum.
Vrijwel alle enzymen hebben als achtervoegsel - ase.
1. Het substraat past precies in het enzym.
2. Enzym Substraatcomplex.
e e e
3. Enzym laat los, reactieproducten over.
S S
De enzymactiviteit is de mate waarin een enzym een 1 2 3
reactie versnelt. Wordt beïnvloed door de
temperatuur en de zuurgraad (pH). Bij een hoge
temperatuur neemt de kans op een botsing toe, maar
vervormen de enzymen en doen ze het niet meer. Je kunt
enzymen beter op een iets lagere temperatuur bewaren, dan
blijven de meeste over.
§1.3 Fotosynthese
Fotosynthese = het proces waarbij energie uit zonlicht wordt
opgeslagen op glucose.
Het pigment bladgroen is essentieel voor fotosynthese. Bij planten zit bladgroen in
bladgroenkorrels en bij cyanobacteriën zit bladgroen in het cytoplasma.
Functie van fotosynthese:
● energiebron
● bouwstoffen
Binas 69A → een bladgroenkorrel. Reactievergelijking fotosynthese (bij verbranding van
glucose gaat de reactievergelijking andersom):
6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2
zonlicht ↗
Fotosynthese → assimilatie, want
● kost energie om te maken
● je maakt een groter molecuul
● je begint met een anorganische stof
Binas 72 → absorptiespectrum van licht
§1.4 Voortgezette assimilatie
= vanuit glucose of vanuit andere organische stoffen worden organische stoffen gemaakt.
Heterotrofe organismen kunnen ook glucose omzetten, maar niet in eiwitten. Glucose is niet
alleen grondstof maar ook brandstof. Bij verbranding van glucose wordt ATP gevormd die
energie levert voor voortgezette assimilatie.
,Drie (vier) belangrijke groepen organische stoffen:
● koolhydraten / suikers
● eiwitten / proteïne
● vetten / lipiden
● DNA
Overschot glucoseproductie van planten → koolhydraten, eiwitten en vetten. Wordt gebruikt
voor opbouw, herstel en vorming reservestoffen. Gevormde glucose wordt omgezet in
zetmeel, om te voorkomen dat osmotische waarde in bladcellen stijgt. Vooral 's nachts wordt
opgeslagen zetmeel omgezet in sacharose en vervoerd naar andere delen van de plant
waar het wordt verbruikt bij dissimilatie of wordt opgeslagen als reservestof.
Koolhydraten
De moleculen van koolhydraten (sacharide) zijn opgebouwd uit koolstof,
waterstof en zuurstof. Functie: bouwstof en (reserve)brandstof. Koolhydraten
zijn in te delen in:
● Monosachariden (enkelvoudige suikers): 5/6 C-atomen, bv. glucose.
● Disacharide (molecuul opgebouwd uit twee monosachariden): twee
glucosemoleculen kunnen samen één molecuul maltose vormen. Andere
voorbeelden: lactose en sacharose.
● Polysacharide: lange ketens van monosachariden gevormd door
glucosemoleculen. Je hebt drie verschillende polysachariden:
○ Zetmeel → energieopslag in planten (reservebrandstof)
○ Glycogeen → energieopslag in zoogdieren
(reservebrandstof)
○ Cellulose → bouwstof in planten, zigzagvorm molecuul →
stevige celwand.
Eiwitten
Eiwitten zijn ketens van vele aminozuren → algemene structuur van aminozuur zie
afbeelding. In mensen komen 20 verschillende aminozuren voor. Planten kunnen
uit glucose en stikstofhoudende ionen aminozuren opbouwen, dieren kunnen dit
niet maar zijn wel in staat aminozuren te vormen uit de aminozuren die ze via
voedsel binnenkrijgen.
Alle organismen kunnen eiwitmoleculen vormen door aminozuren aan elkaar te koppelen.
Een eiwitmolecuul hebben verschillende bouwvormen:
● Primaire structuur → wordt bepaald door de typen aminozuren die erin voorkomen en
de volgorde waarin de aminozuren voorkomen.
● Secundaire structuur (helixstructuur) → de spiraalvorm van een eiwit (is zeer stabiel).
De meeste aminozuren maken bij hun binding steeds een bepaalde hoek ten
, opzichte van elkaar. Door specifieke structuur kunnen de eiwitten heel veel
verschillende functies hebben.
Vetten
Bevatten dezelfde elementen als glucosemolecuul: C,O,H. Vet lost niet op in water. Functie:
dient als bouwstof en reservebrandstof en heeft een warmte-isolerende functie.
Overschot aan eiwitten en koolhydraten kan worden omgezet in vet. Vet bestaat uit glycerol
(3 C-atomen verbonden met 3 OH-groepen) en vetzuren (lange keten CH2-groepen met aan
einde COOH). Veel vetten zijn triglyceriden → drie vetzuurmoleculen aan één
glycerolmolecuul in plaats van twee.
Celmembranen bestaan grotendeels uit fosfolipiden, dan is één vetzuur
van het triglyceride vervangen door een fosfaatgroep. Fosfolipiden hebben
twee hydrofobe vetzuurstaarten en een hydrofiele kop met een
fosfaatgroep.
§1.5 Dissimilatie
De belangrijkste brandstof in cellen is glucose, dissimilatie hiervan met zuurstof noem je
aerobe dissimilatie of verbranding (grotendeels in mitochondriën). Vetten en eiwitten kunnen
ook worden verbrand, bij verbranding/dissimilatie wordt ATP gevormd. Verbranding van
glucose: C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + 30 ATP
Anaerobe (zonder O2) afbraak van glucose levert ook energie (ATP), maar veel minder.
Gisting = anaerobe dissimilatie van glucose (binas 68B), twee opties:
- Melkzuurgisting: C6H12O6 → C3H6O3 (melkzuur) + 2 ATP
- Alcoholgisting: C6H12O6 → 2 C2H6O (ethanol) + 2 CO2 + 2 ATP
Dit proces vindt niet plaats in mitochondriën, maar in het cytoplasma. Melkzuur en ethanol
zijn organisch. Hoeveelheid energie dat vrijkomt bij afbraak van één molecuul glucose:
- anaeroob: 2 ATP
- aeroob: 30-36 ATP
Aerobe dissimilatie van andere organische stoffen dan glucose:
● Koolhydraten: polysachariden worden eerst afgebroken tot monosachariden
(‘glucose’). Glucose wordt verder afgebroken in mitochondriën.
§1.1 Chemie in cellen
Stofwisseling (metabolisme) = het geheel van chemische omzettingsprocessen in een
organisme.
Twee typen moleculen:
Anorganisch Organisch
- kleine(re) moleculen - grote(re) moleculen
- max één c-atoom - meer dan één c-atoom en OH(NS)
- bevat weinig energie - bevat veel energie
De energie die in de atoombindingen van energierijke stoffen is opgeslagen heet chemische
energie. Organische moleculen bevatten veel chemische energie.
Stofwisselingsprocessen:
1. Assimilatie: moleculen groter maken: kost energie (fotosynthese)
2. Dissimilatie: moleculen kleiner maken: levert energie (verbranding of vertering bv.)
De vorming van glucose uit koolstofdioxide en water noem je koolstofassimilatie (kunnen
alleen autotrofe organismen). De vorming van koolhydraten,
vetten, eiwitten en DNA uit glucose is de voortgezette
assimilatie → ontstaan grote organische moleculen met
energierijke bindingen.
Twee typen organismen (gebaseerd op voeding):
- Autotroof: kunnen organische stoffen maken uit alleen maar anorganische stoffen.
Energie komt meestal uit zonlicht.
- Heterotroof: hebben organische stoffen nodig om nieuwe organische stoffen te
maken. Energie komt van organische stoffen.
Moleculen van de stof ATP transporteren
chemische energie naar plaatsen in de cel waar
energie nodig is. ATP bevat drie fosfaatgroepen, als
de derde groep afgesplitst wordt ontstaat er ADP en
gaat de energie van de afsplitsing naar
stofwisselingsreacties en processen in de cel. Als er
weer een fosfaatgroep bij komt, kost het juist
energie.
§1.2 Enzymen
Enzymen zijn moleculen (eiwitten) die het voor (chemische) reacties makkelijker maken om
plaats te vinden, zonder te worden gebruikt (zorgt ervoor dat er minder activeringsenergie
,nodig is). Het deel van het enzym waar de reactie plaatsvindt, heet het actieve centrum.
Vrijwel alle enzymen hebben als achtervoegsel - ase.
1. Het substraat past precies in het enzym.
2. Enzym Substraatcomplex.
e e e
3. Enzym laat los, reactieproducten over.
S S
De enzymactiviteit is de mate waarin een enzym een 1 2 3
reactie versnelt. Wordt beïnvloed door de
temperatuur en de zuurgraad (pH). Bij een hoge
temperatuur neemt de kans op een botsing toe, maar
vervormen de enzymen en doen ze het niet meer. Je kunt
enzymen beter op een iets lagere temperatuur bewaren, dan
blijven de meeste over.
§1.3 Fotosynthese
Fotosynthese = het proces waarbij energie uit zonlicht wordt
opgeslagen op glucose.
Het pigment bladgroen is essentieel voor fotosynthese. Bij planten zit bladgroen in
bladgroenkorrels en bij cyanobacteriën zit bladgroen in het cytoplasma.
Functie van fotosynthese:
● energiebron
● bouwstoffen
Binas 69A → een bladgroenkorrel. Reactievergelijking fotosynthese (bij verbranding van
glucose gaat de reactievergelijking andersom):
6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2
zonlicht ↗
Fotosynthese → assimilatie, want
● kost energie om te maken
● je maakt een groter molecuul
● je begint met een anorganische stof
Binas 72 → absorptiespectrum van licht
§1.4 Voortgezette assimilatie
= vanuit glucose of vanuit andere organische stoffen worden organische stoffen gemaakt.
Heterotrofe organismen kunnen ook glucose omzetten, maar niet in eiwitten. Glucose is niet
alleen grondstof maar ook brandstof. Bij verbranding van glucose wordt ATP gevormd die
energie levert voor voortgezette assimilatie.
,Drie (vier) belangrijke groepen organische stoffen:
● koolhydraten / suikers
● eiwitten / proteïne
● vetten / lipiden
● DNA
Overschot glucoseproductie van planten → koolhydraten, eiwitten en vetten. Wordt gebruikt
voor opbouw, herstel en vorming reservestoffen. Gevormde glucose wordt omgezet in
zetmeel, om te voorkomen dat osmotische waarde in bladcellen stijgt. Vooral 's nachts wordt
opgeslagen zetmeel omgezet in sacharose en vervoerd naar andere delen van de plant
waar het wordt verbruikt bij dissimilatie of wordt opgeslagen als reservestof.
Koolhydraten
De moleculen van koolhydraten (sacharide) zijn opgebouwd uit koolstof,
waterstof en zuurstof. Functie: bouwstof en (reserve)brandstof. Koolhydraten
zijn in te delen in:
● Monosachariden (enkelvoudige suikers): 5/6 C-atomen, bv. glucose.
● Disacharide (molecuul opgebouwd uit twee monosachariden): twee
glucosemoleculen kunnen samen één molecuul maltose vormen. Andere
voorbeelden: lactose en sacharose.
● Polysacharide: lange ketens van monosachariden gevormd door
glucosemoleculen. Je hebt drie verschillende polysachariden:
○ Zetmeel → energieopslag in planten (reservebrandstof)
○ Glycogeen → energieopslag in zoogdieren
(reservebrandstof)
○ Cellulose → bouwstof in planten, zigzagvorm molecuul →
stevige celwand.
Eiwitten
Eiwitten zijn ketens van vele aminozuren → algemene structuur van aminozuur zie
afbeelding. In mensen komen 20 verschillende aminozuren voor. Planten kunnen
uit glucose en stikstofhoudende ionen aminozuren opbouwen, dieren kunnen dit
niet maar zijn wel in staat aminozuren te vormen uit de aminozuren die ze via
voedsel binnenkrijgen.
Alle organismen kunnen eiwitmoleculen vormen door aminozuren aan elkaar te koppelen.
Een eiwitmolecuul hebben verschillende bouwvormen:
● Primaire structuur → wordt bepaald door de typen aminozuren die erin voorkomen en
de volgorde waarin de aminozuren voorkomen.
● Secundaire structuur (helixstructuur) → de spiraalvorm van een eiwit (is zeer stabiel).
De meeste aminozuren maken bij hun binding steeds een bepaalde hoek ten
, opzichte van elkaar. Door specifieke structuur kunnen de eiwitten heel veel
verschillende functies hebben.
Vetten
Bevatten dezelfde elementen als glucosemolecuul: C,O,H. Vet lost niet op in water. Functie:
dient als bouwstof en reservebrandstof en heeft een warmte-isolerende functie.
Overschot aan eiwitten en koolhydraten kan worden omgezet in vet. Vet bestaat uit glycerol
(3 C-atomen verbonden met 3 OH-groepen) en vetzuren (lange keten CH2-groepen met aan
einde COOH). Veel vetten zijn triglyceriden → drie vetzuurmoleculen aan één
glycerolmolecuul in plaats van twee.
Celmembranen bestaan grotendeels uit fosfolipiden, dan is één vetzuur
van het triglyceride vervangen door een fosfaatgroep. Fosfolipiden hebben
twee hydrofobe vetzuurstaarten en een hydrofiele kop met een
fosfaatgroep.
§1.5 Dissimilatie
De belangrijkste brandstof in cellen is glucose, dissimilatie hiervan met zuurstof noem je
aerobe dissimilatie of verbranding (grotendeels in mitochondriën). Vetten en eiwitten kunnen
ook worden verbrand, bij verbranding/dissimilatie wordt ATP gevormd. Verbranding van
glucose: C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + 30 ATP
Anaerobe (zonder O2) afbraak van glucose levert ook energie (ATP), maar veel minder.
Gisting = anaerobe dissimilatie van glucose (binas 68B), twee opties:
- Melkzuurgisting: C6H12O6 → C3H6O3 (melkzuur) + 2 ATP
- Alcoholgisting: C6H12O6 → 2 C2H6O (ethanol) + 2 CO2 + 2 ATP
Dit proces vindt niet plaats in mitochondriën, maar in het cytoplasma. Melkzuur en ethanol
zijn organisch. Hoeveelheid energie dat vrijkomt bij afbraak van één molecuul glucose:
- anaeroob: 2 ATP
- aeroob: 30-36 ATP
Aerobe dissimilatie van andere organische stoffen dan glucose:
● Koolhydraten: polysachariden worden eerst afgebroken tot monosachariden
(‘glucose’). Glucose wordt verder afgebroken in mitochondriën.
