Biologie Samenvatting Basisstof 1:
Stofwisseling in de cel
§1 Chemie in cellen
Stofwisseling (metabolisme): het geheel van chemische omzettingsprocessen in een
organisme (neemt meestal plaats in cellen). Dit is nodig voor de opbouw en instandhouding
voor de cel en voor de energievoorziening.
• De moleculen van organische stoffen bevatten één of meer ketens van koolstofatomen
(C). Ook bevatten organische stoffen altijd waterstof (H) en meestal ook zuurstof (O).
Er is energie nodig om de binding tussen koolstof- en waterstofatomen tot stand te
brengen. En bij de afbraak van deze binding komt er energie vrij in de cel. Dit zijn
stoffen zoals: eiwitten, vetten en koolhydraten.
Chemische energie: de energie die in de atoombindingen van energierijke stoffen is
opgeslagen.
• Anorganische stoffen bestaan uit kleine, eenvoudig gebouwde moleculen en bevatten
dus ook weinig chemische energie. Dit zijn stoffen zoals: koolstofdioxide, water,
zouten en zuurstof.
Assimilatie: de opbouw van organische moleculen uit kleinere moleculen, waarvoor energie
nodig is. Hierbij worden van anorganische moleculen organische moleculen gemaakt of
simpele organische moleculen worden complexer gemaakt.
Dissimilatie: de afbraak van grote organische moleculen tot kleinere anorganische
moleculen, waarbij er energie vrijkomt.
Koolstofassimilatie: de vorming van koolstof uit koolstofdioxide en water. Alleen autotrofe
organismen (organismen die zelf organische stoffen produceren) kunnen dit voortzetten
(fotosynthese).
Voortgezette assimilatie: de vorming van stoffen zoals koolhydraten, vetten, eiwitten en
DNA uit glucose (komt voor bij autotrofe en heterotrofe organismen). Hierbij ontstaan er
grote organische moleculen met veel chemische energie die vrijkomt bij dissimilatie
(verbranding) voor cel processen.
Cellen hebben energie nodig voor het delen, groeien en het zorgen van levensprocessen
(beweging, transport, afscheiding van stoffen). Moleculen van de stof ATP
(adenosinetrifosfaat) transporteren chemische energie naar plekken in de cel waar energie
nodig is. ATP bevat 3 fosfaatgroepen waarbij er in de bindingen hiervan veel chemische
energie is vastgelegd. Wanneer de derde fosfaatgroep wordt afgesplitst, ontstaat er ADP
(adenosinedifosfaat). De energie die door de afsplitsing is vrijgekomen wordt gebruikt voor
stofwisselingreacties en processen in de cel.
Door binding van een fosfaatgroep aan ADP ontstaat er weer energierijk ATP. ATP wordt
gevormd in bladgroenkorrels bij fotosynthese en in het mitochondriën bij de verbranding.
, §2 Enzymen
Enzymen: eiwitten die chemische omzettingen mogelijk maken of versnellen, waarbij het
enzym zelf niet verbruikt wordt. De naam van een enzym wordt vaak samengesteld met de
naam van het substraat + ase (ATP’ase).
Actieve centrum: het deel van het enzym molecuul waar de reactie plaatsvindt, waar het
substraatmolecuul precies inpast.
Substraat: de stof waarop het enzym inwerkt. De reactie vindt plaats als het substraat zich
aan het actieve centrum bindt. In dit molecuul worden verbindingen tussen atomen verbroken
en komen er weer nieuwe bindingen tot stand.
Reactieproduct: stoffen die bij een reactie ontstaan. Na de reactie laten de nieuwe moleculen
los en kan er een volgende reactie plaatsvinden. Één enzymmolecuul maakt veel dezelfde
reacties mogelijk.
Enzymactiviteit: de mate waarin een enzym een reactie versnelt. Dit is te meten door de
hoeveelheid substraat die per tijdseenheid wordt omgezet. Dit wordt beïnvloed door de
temperatuur en zuurgraat (pH).
• Hoe warmer de temperatuur hoe sneller de moleculen zich bewegen, dus hoe hoger de
enzymactiviteit. Dit gaat bij zoogdieren tot een maximumtemperatuur van 40 C,
omdat de moleculen dan zo snel gaan dat de enzym structuur veranderd en het
substraat niet meer in het actieve centrum past. Dit is onomkeerbaar.
• Een oplossing met veel waterstofionen (H+) bevat, is zuur en de pH is dan lager dan
7. Een stof die weinig hiervan bevat is basisch en hoger dan 7. De ruimtelijke
structuur van een enzym blijft onbeschadigd bij een bepaalde zuurgraat (optimum).
Bij verhoging of verlaging hiervan, wordt het actieve centrum steeds meer veranderd
en verliest het enzym zijn werking. Deze verandering is wel omkeerbaar en kan weer
terug veranderen bij de optimale pH.
§ 3 Fotosynthese
Planten, algen en sommige cyanobacteriën bevatten het pigment bladgroen, waarmee ze in
energie uit licht om kunnen zetten in chemische energie en glucose. Bij planten bevindt dit in
de bladgroenkorrels, waar ook nog andere enzymen aanwezig zijn voor de fotosynthese. De
opgenomen lichtenergie wordt bij fotosynthese gebruikt om ATP te vormen en water te
splitsen in waterstof en zuurstof, die deels wordt afgegeven aan de lucht. De waterstof en
chemische energie uit ATP worden, met koolstofdioxide gebruikt voor de vorming van
glucose:
Koolstofdioxide + water + lichtenergie ---> glucose + zuurstof
6CO2 + 6 H2O---> C6 H12 O6 + 6O2
Zonlicht is een mengsel van alle kleuren licht. Een wit voorwerp reflecteert alle kleuren en
een groen voorwerp reflecteert alleen groen licht.
Stofwisseling in de cel
§1 Chemie in cellen
Stofwisseling (metabolisme): het geheel van chemische omzettingsprocessen in een
organisme (neemt meestal plaats in cellen). Dit is nodig voor de opbouw en instandhouding
voor de cel en voor de energievoorziening.
• De moleculen van organische stoffen bevatten één of meer ketens van koolstofatomen
(C). Ook bevatten organische stoffen altijd waterstof (H) en meestal ook zuurstof (O).
Er is energie nodig om de binding tussen koolstof- en waterstofatomen tot stand te
brengen. En bij de afbraak van deze binding komt er energie vrij in de cel. Dit zijn
stoffen zoals: eiwitten, vetten en koolhydraten.
Chemische energie: de energie die in de atoombindingen van energierijke stoffen is
opgeslagen.
• Anorganische stoffen bestaan uit kleine, eenvoudig gebouwde moleculen en bevatten
dus ook weinig chemische energie. Dit zijn stoffen zoals: koolstofdioxide, water,
zouten en zuurstof.
Assimilatie: de opbouw van organische moleculen uit kleinere moleculen, waarvoor energie
nodig is. Hierbij worden van anorganische moleculen organische moleculen gemaakt of
simpele organische moleculen worden complexer gemaakt.
Dissimilatie: de afbraak van grote organische moleculen tot kleinere anorganische
moleculen, waarbij er energie vrijkomt.
Koolstofassimilatie: de vorming van koolstof uit koolstofdioxide en water. Alleen autotrofe
organismen (organismen die zelf organische stoffen produceren) kunnen dit voortzetten
(fotosynthese).
Voortgezette assimilatie: de vorming van stoffen zoals koolhydraten, vetten, eiwitten en
DNA uit glucose (komt voor bij autotrofe en heterotrofe organismen). Hierbij ontstaan er
grote organische moleculen met veel chemische energie die vrijkomt bij dissimilatie
(verbranding) voor cel processen.
Cellen hebben energie nodig voor het delen, groeien en het zorgen van levensprocessen
(beweging, transport, afscheiding van stoffen). Moleculen van de stof ATP
(adenosinetrifosfaat) transporteren chemische energie naar plekken in de cel waar energie
nodig is. ATP bevat 3 fosfaatgroepen waarbij er in de bindingen hiervan veel chemische
energie is vastgelegd. Wanneer de derde fosfaatgroep wordt afgesplitst, ontstaat er ADP
(adenosinedifosfaat). De energie die door de afsplitsing is vrijgekomen wordt gebruikt voor
stofwisselingreacties en processen in de cel.
Door binding van een fosfaatgroep aan ADP ontstaat er weer energierijk ATP. ATP wordt
gevormd in bladgroenkorrels bij fotosynthese en in het mitochondriën bij de verbranding.
, §2 Enzymen
Enzymen: eiwitten die chemische omzettingen mogelijk maken of versnellen, waarbij het
enzym zelf niet verbruikt wordt. De naam van een enzym wordt vaak samengesteld met de
naam van het substraat + ase (ATP’ase).
Actieve centrum: het deel van het enzym molecuul waar de reactie plaatsvindt, waar het
substraatmolecuul precies inpast.
Substraat: de stof waarop het enzym inwerkt. De reactie vindt plaats als het substraat zich
aan het actieve centrum bindt. In dit molecuul worden verbindingen tussen atomen verbroken
en komen er weer nieuwe bindingen tot stand.
Reactieproduct: stoffen die bij een reactie ontstaan. Na de reactie laten de nieuwe moleculen
los en kan er een volgende reactie plaatsvinden. Één enzymmolecuul maakt veel dezelfde
reacties mogelijk.
Enzymactiviteit: de mate waarin een enzym een reactie versnelt. Dit is te meten door de
hoeveelheid substraat die per tijdseenheid wordt omgezet. Dit wordt beïnvloed door de
temperatuur en zuurgraat (pH).
• Hoe warmer de temperatuur hoe sneller de moleculen zich bewegen, dus hoe hoger de
enzymactiviteit. Dit gaat bij zoogdieren tot een maximumtemperatuur van 40 C,
omdat de moleculen dan zo snel gaan dat de enzym structuur veranderd en het
substraat niet meer in het actieve centrum past. Dit is onomkeerbaar.
• Een oplossing met veel waterstofionen (H+) bevat, is zuur en de pH is dan lager dan
7. Een stof die weinig hiervan bevat is basisch en hoger dan 7. De ruimtelijke
structuur van een enzym blijft onbeschadigd bij een bepaalde zuurgraat (optimum).
Bij verhoging of verlaging hiervan, wordt het actieve centrum steeds meer veranderd
en verliest het enzym zijn werking. Deze verandering is wel omkeerbaar en kan weer
terug veranderen bij de optimale pH.
§ 3 Fotosynthese
Planten, algen en sommige cyanobacteriën bevatten het pigment bladgroen, waarmee ze in
energie uit licht om kunnen zetten in chemische energie en glucose. Bij planten bevindt dit in
de bladgroenkorrels, waar ook nog andere enzymen aanwezig zijn voor de fotosynthese. De
opgenomen lichtenergie wordt bij fotosynthese gebruikt om ATP te vormen en water te
splitsen in waterstof en zuurstof, die deels wordt afgegeven aan de lucht. De waterstof en
chemische energie uit ATP worden, met koolstofdioxide gebruikt voor de vorming van
glucose:
Koolstofdioxide + water + lichtenergie ---> glucose + zuurstof
6CO2 + 6 H2O---> C6 H12 O6 + 6O2
Zonlicht is een mengsel van alle kleuren licht. Een wit voorwerp reflecteert alle kleuren en
een groen voorwerp reflecteert alleen groen licht.
