Samenvatting voeding en vertering
1. Autotrofe voeding
1.1 Autotroof versus heterotroof
- Autotroof
- Heterotroof
- Foto-autotroof
- Chemo-heterotroof
1.2 Fotosynthese (algemeen)
1.2.1 Voorwaarden voor fotosynthese
1.2.1.1 Noodzaak van licht
Glucose gevormd door fotosynthese wordt door het blad tijdelijk opgeslaan onder de vorm van zetmeel.
Proefje: blad enkele dagen afdekken en dan met lugol (zetmeelindicator) aantonen dat er geen zetmeelsynthese heeft
plaatsgevonden in afgedekte blad.
Fotosynthese = zetmeelsynthese
1.2.1.2 Noodzaak van chlorofyl (bladgroen)
Bladeren waar chlorofyl ontbreekt, produceren geen zetmeel.
Fotosynthese = bladgroenwerking.
1.2.1.3 Noodzaak van koolstofdioxide (CO²)
Fotosynthese = koolstofdioxideassimilatie
Waterdamp (H²O) noodzakelijk.
Eindproduct = glucose
Dus: Reductie van CO² en H²O tot glucose (en O²)
1.2.2 Globale reactievergelijking van de fotosynthese
Fotosynthese is het proces waarbij de energie van zonlicht gebruikt wordt om glucose (energierijk) te vormen uit koolstofdioxide
(energiearm) en water.
Koolstofdioxide + water glucose (+ zuurstofgas)
Bij de celademhaling verloopt dit proces tegenovergesteld:
1.3 Absorptie van licht door chlorofyl
1.3.1 Zonlicht als energievorm
- Zichtbaar licht: golflengte van 400 tot 700 nm
- Verschillende golflengtes = verschillende kleuren
- Licht bestaat uit fototonen: lichtdeeltjes met elektromagnetische kracht: energie
- Hoe hoger de golflengten hoe lager de energie
1.3.2 De rol van chlorofyl
1.3.2.1 Chlorofyl, een pigment in het inwendig membraan van de chloroplast
1
, - Chloroplasten = bladgroenkorrels zijn organellen die talrijk voorkomen in bladcellen. Ze hebben een dubbele
membraan.
o Inwendig membraan:
Thylakoïden: instulpingen
Grana: stapeltjes van afgeplatte
membraanzakjes die als muntstukken
op elkaar liggen
In de membranen van de thylakoïden
en grana: chlorofylmoleculen :
bladgroenmoleculen
- Chloroplasten voeren fotosynthesereacties uit:
o De chlorofylmoleculen vangen lichtenergie op;
die energie wordt gebruikt om glucose op te bouwen uit koolstofdioxide en water
o Syntheseproces gebeurt in het stroma
1.3.2.2 Andere bladpigmenten
- Scheiding van bladpigmenten door papierchromatografie. (= scheidingstechniek om mengsels van moleculen te
scheiden)
- Chlorofyl b (geelgroen), chlorofyl a (heldergroen), xanthofyllen (oranjegeel), carotenoïden (oranjerood)
1.3.2.3 Absorptiespectra van fotosynthetisch actieve pigmenten lichtabsorptie door chlorofylmoleculen
- Alle fotosynthetisch actieve pigmenten absorberen licht van een verschillende golflengte. Dit is het absorptiespectrum.
- Vangen lichtenergie op (fototonen)
- 2 types:
Chlorofyllen
Chlorofyl -a, -b, -c, -d, -e
Carotenoïden
Carotenen
Xanthofyllen
- Absorptiemaxima vooral violet - blauw en rood
- Rood en blauw worden goed opgenomen door het blad en dus zie je
die kleuren niet, groen kan niet goed opgenomen worden door het
blad en wordt dus weerkaatst, daarom zien we het blad als groen
- Chlorofyl a: absorbeert blauw en rood licht
- De rest andere golflengtes: ze absorberen samen licht met groter golflentegebied, dan elk apart
1.3.2.4 Lichtabsorptie door chlorofylmoleculen
- Geabsorbeerd licht = hoeveelheid energie waardoor elektronen in chlorofylmoleculen van normaal energieniveau
aangeslagen toestand
- Grondtoestand = elektron bevindt zich het dichtst bij de atoomkern
- Aangeslagen toestand = alle andere afstanden
- Hoe groter de afstand, hoe hoger opgeslagen energie
Fluorescentie: E komt vrij als licht
Rood en blauw licht geabsorbeerd
3 en 4 meest bij chloroplasten:
- 3: energie aan naburige chlorofylmolecule waardoor die
geëxciteerd wordt
- 4: elektronen uitgestoten waardoor de molecule een
elektronendonor wordt en worden opgevangen door
elektronenacceptor, waardoor licht wordt omgezet in
chemische energie
2
, 1.4 Verloop van het fotosyntheseproces
1.4.1 Lichtreacties van de fotosynthese
- Fotosysteem II: Fotolyse van watermoleculen
o Chlorofyl-a₂ p-680 molecule (680 nm)
- Fotosysteem I: Vorming van ATP-moleculen, fotofosforylatie
o Lichtenergie omzetten in chemische energie
o Chlorofyl-a₁ p-700 molecule (700 nm)
1.4.1.1 Fotolyse van H₂O
- Fotosysteem II
- Door lichtabsorptie komen chlorofylmoleculen in fotosysteem II in aangeslagen toestand.
- Elektronen worden uitgestoten (mechanisme 4) en er blijven positief geladen chlorofylmoleculen achter.
- Chlorofylmoleculen moeten terug neutraal worden (om opnieuw gevoelig te zijn voor lichtabsorptie)
- De verloren elektronen worden via een omweg vervangen door elektronen van een watermolecule. Dat is het moment
waarop water afgesplitst wordt en zuurstofgas wordt geproduceerd = fotolyse van H₂O.
-
- De uitgestoten elektronen van chlorofyl in fotosysteem II dienen om het elektronentekort van chlorofyl in fotosysteem I
aan te vullen.
- KORT:
LCD: lichtcapterend deel + reactiecentrum
Bij lichtenergie: elektronen losgeslaan uit pigmenteiwit (chlorofyl). Elektronen uit water opgenomen om dit op te
vullen.
Water wordt gesplitst en zuurstofgas wordt gevormd.
1.4.1.2 Fotofosforylatie
- Fotosysteem I
- De energie van de door fotosysteem II uitgestoten elektronen wordt gebruikt door een protonenpomp om protonen
actief vanuit het stroma binnen de thylakoïden te pompen. Ook de protonen ontstaan na fotolyse van H₂O blijven aan
de binnenkant van het thylakoïd. Hierdoor is de protonenconcentratie veel groter dan in het stroma
protonengradiënt.
Om de energie van het protonengradiënt te kunnen benutten moeten we de protonen via een speciale
transportproteïne (ATPsynthasecomplex) naar het stroma migreren.
Elektronen naar NADP+ onder invloed van NADP reductase, dit katalyseert de reactie.
- Door protonenpomp: lage pH in lumen.
Concentratiegradiënt: protonenvoerend complex vrijmaken energie
E gebruikt voor synthese ATP
Fotofosforylatie: ADP + P ⅈ ATP
- pH = -log [H+]. [H+] is de concentratie H+ ionen in een oplossing. Hoe hoger de concentratie, hoe meer H+ionen er in
een oplossing zijn, dus hoe zuurder de oplossing is.
Transportproteïne = ATP synthase complex
-
- Overzicht lichtreacties:
3
1. Autotrofe voeding
1.1 Autotroof versus heterotroof
- Autotroof
- Heterotroof
- Foto-autotroof
- Chemo-heterotroof
1.2 Fotosynthese (algemeen)
1.2.1 Voorwaarden voor fotosynthese
1.2.1.1 Noodzaak van licht
Glucose gevormd door fotosynthese wordt door het blad tijdelijk opgeslaan onder de vorm van zetmeel.
Proefje: blad enkele dagen afdekken en dan met lugol (zetmeelindicator) aantonen dat er geen zetmeelsynthese heeft
plaatsgevonden in afgedekte blad.
Fotosynthese = zetmeelsynthese
1.2.1.2 Noodzaak van chlorofyl (bladgroen)
Bladeren waar chlorofyl ontbreekt, produceren geen zetmeel.
Fotosynthese = bladgroenwerking.
1.2.1.3 Noodzaak van koolstofdioxide (CO²)
Fotosynthese = koolstofdioxideassimilatie
Waterdamp (H²O) noodzakelijk.
Eindproduct = glucose
Dus: Reductie van CO² en H²O tot glucose (en O²)
1.2.2 Globale reactievergelijking van de fotosynthese
Fotosynthese is het proces waarbij de energie van zonlicht gebruikt wordt om glucose (energierijk) te vormen uit koolstofdioxide
(energiearm) en water.
Koolstofdioxide + water glucose (+ zuurstofgas)
Bij de celademhaling verloopt dit proces tegenovergesteld:
1.3 Absorptie van licht door chlorofyl
1.3.1 Zonlicht als energievorm
- Zichtbaar licht: golflengte van 400 tot 700 nm
- Verschillende golflengtes = verschillende kleuren
- Licht bestaat uit fototonen: lichtdeeltjes met elektromagnetische kracht: energie
- Hoe hoger de golflengten hoe lager de energie
1.3.2 De rol van chlorofyl
1.3.2.1 Chlorofyl, een pigment in het inwendig membraan van de chloroplast
1
, - Chloroplasten = bladgroenkorrels zijn organellen die talrijk voorkomen in bladcellen. Ze hebben een dubbele
membraan.
o Inwendig membraan:
Thylakoïden: instulpingen
Grana: stapeltjes van afgeplatte
membraanzakjes die als muntstukken
op elkaar liggen
In de membranen van de thylakoïden
en grana: chlorofylmoleculen :
bladgroenmoleculen
- Chloroplasten voeren fotosynthesereacties uit:
o De chlorofylmoleculen vangen lichtenergie op;
die energie wordt gebruikt om glucose op te bouwen uit koolstofdioxide en water
o Syntheseproces gebeurt in het stroma
1.3.2.2 Andere bladpigmenten
- Scheiding van bladpigmenten door papierchromatografie. (= scheidingstechniek om mengsels van moleculen te
scheiden)
- Chlorofyl b (geelgroen), chlorofyl a (heldergroen), xanthofyllen (oranjegeel), carotenoïden (oranjerood)
1.3.2.3 Absorptiespectra van fotosynthetisch actieve pigmenten lichtabsorptie door chlorofylmoleculen
- Alle fotosynthetisch actieve pigmenten absorberen licht van een verschillende golflengte. Dit is het absorptiespectrum.
- Vangen lichtenergie op (fototonen)
- 2 types:
Chlorofyllen
Chlorofyl -a, -b, -c, -d, -e
Carotenoïden
Carotenen
Xanthofyllen
- Absorptiemaxima vooral violet - blauw en rood
- Rood en blauw worden goed opgenomen door het blad en dus zie je
die kleuren niet, groen kan niet goed opgenomen worden door het
blad en wordt dus weerkaatst, daarom zien we het blad als groen
- Chlorofyl a: absorbeert blauw en rood licht
- De rest andere golflengtes: ze absorberen samen licht met groter golflentegebied, dan elk apart
1.3.2.4 Lichtabsorptie door chlorofylmoleculen
- Geabsorbeerd licht = hoeveelheid energie waardoor elektronen in chlorofylmoleculen van normaal energieniveau
aangeslagen toestand
- Grondtoestand = elektron bevindt zich het dichtst bij de atoomkern
- Aangeslagen toestand = alle andere afstanden
- Hoe groter de afstand, hoe hoger opgeslagen energie
Fluorescentie: E komt vrij als licht
Rood en blauw licht geabsorbeerd
3 en 4 meest bij chloroplasten:
- 3: energie aan naburige chlorofylmolecule waardoor die
geëxciteerd wordt
- 4: elektronen uitgestoten waardoor de molecule een
elektronendonor wordt en worden opgevangen door
elektronenacceptor, waardoor licht wordt omgezet in
chemische energie
2
, 1.4 Verloop van het fotosyntheseproces
1.4.1 Lichtreacties van de fotosynthese
- Fotosysteem II: Fotolyse van watermoleculen
o Chlorofyl-a₂ p-680 molecule (680 nm)
- Fotosysteem I: Vorming van ATP-moleculen, fotofosforylatie
o Lichtenergie omzetten in chemische energie
o Chlorofyl-a₁ p-700 molecule (700 nm)
1.4.1.1 Fotolyse van H₂O
- Fotosysteem II
- Door lichtabsorptie komen chlorofylmoleculen in fotosysteem II in aangeslagen toestand.
- Elektronen worden uitgestoten (mechanisme 4) en er blijven positief geladen chlorofylmoleculen achter.
- Chlorofylmoleculen moeten terug neutraal worden (om opnieuw gevoelig te zijn voor lichtabsorptie)
- De verloren elektronen worden via een omweg vervangen door elektronen van een watermolecule. Dat is het moment
waarop water afgesplitst wordt en zuurstofgas wordt geproduceerd = fotolyse van H₂O.
-
- De uitgestoten elektronen van chlorofyl in fotosysteem II dienen om het elektronentekort van chlorofyl in fotosysteem I
aan te vullen.
- KORT:
LCD: lichtcapterend deel + reactiecentrum
Bij lichtenergie: elektronen losgeslaan uit pigmenteiwit (chlorofyl). Elektronen uit water opgenomen om dit op te
vullen.
Water wordt gesplitst en zuurstofgas wordt gevormd.
1.4.1.2 Fotofosforylatie
- Fotosysteem I
- De energie van de door fotosysteem II uitgestoten elektronen wordt gebruikt door een protonenpomp om protonen
actief vanuit het stroma binnen de thylakoïden te pompen. Ook de protonen ontstaan na fotolyse van H₂O blijven aan
de binnenkant van het thylakoïd. Hierdoor is de protonenconcentratie veel groter dan in het stroma
protonengradiënt.
Om de energie van het protonengradiënt te kunnen benutten moeten we de protonen via een speciale
transportproteïne (ATPsynthasecomplex) naar het stroma migreren.
Elektronen naar NADP+ onder invloed van NADP reductase, dit katalyseert de reactie.
- Door protonenpomp: lage pH in lumen.
Concentratiegradiënt: protonenvoerend complex vrijmaken energie
E gebruikt voor synthese ATP
Fotofosforylatie: ADP + P ⅈ ATP
- pH = -log [H+]. [H+] is de concentratie H+ ionen in een oplossing. Hoe hoger de concentratie, hoe meer H+ionen er in
een oplossing zijn, dus hoe zuurder de oplossing is.
Transportproteïne = ATP synthase complex
-
- Overzicht lichtreacties:
3
