Samenvatting Scheikunde H14 Chemie van
het Leven
14.1: Leven
Het leven op aarde bestaat uit allerlei levende wezens, ook wel
organismen genoemd, die zichzelf in stand kunnen houden met
biochemische reacties. Deze reacties vinden plaats in cellen, die worden
omgeven dor een celmembraan. Dit membraan zorgt dat de beginstoffen
bij elkaar blijven en dat de reactieproducten niet verdwijnen, door te
bepalen wat de cel in- en uitgaat. Chemische reacties met een biologische
functie heten biochemische processen en hierbij spelen vaak grote
moleculen een rol.
Het menselijk lichaam heeft grondstoffen nodig om te functioneren.
Eiwitten, vetten en koolhydraten leveren de bouwstenen en de benodigde
energie, en mineralen en vitamines zijn nodig om het systeem goed te
laten werken. Het losmaken, opnemen en omzetten van voedingsstoffen in
energie en bouwstenen voor het lichaam heet spijsvertering.
Voor alle processen in je lichaam is energie nodig, die voornamelijk wordt
geleverd door de verbranding van koolhydraten en vetten. De hoeveelheid
energie die een mens dagelijks nodig heeft is afhankelijk van geslacht,
leeftijd en inspanning.
Om energie uit voedsel te halen, worden voedingsstoffen in het lichaam
verbrand. Dat gebeurt zonder vuurverschijnselen, maar wel met zuurstof.
Net als bij gewone verbranding ontstaan koolstofdioxide en water. Zuurstof
en koolstofdioxide worden via gaswisseling in de longen en de haarvaten
uitgewisseld tussen de lucht en de weefsels.
Een organisme kan uit één of uit miljarden cellen bestaan. De cel wordt de
eenheid van het leven genoemd, omdat alle levensnoodzakelijke functies
erin voorkomen: celdeling en erfelijke informatie doorgeven, energie
vrijmaken uit voedingsstoffen en het maken van stoffen die nodig zijn om
te blijven leven.
Cellen bevatten verschillende celorganellen met elk een eigen functie. In
de celkern ligt het DNA met de erfelijke informatie. Van het DNA wordt
mRNA gemaakt, dat de informatie naar de ribosomen brengt. Ribosomen
maken op basis daarvan eiwitten, die in het golgi-apparaat verder worden
bewerkt en verspreid. Vacuolen slaan stoffen op en in mitochondriën
worden voedingsstoffen afgebroken om energie te leveren. Welke
organellen aanwezig zijn, hangt af van het type cel.
Levende organismen zijn sterk georganiseerde en dynamische systemen
die voortdurend reageren op signalen uit de omgeving. Dat kan doordat in
cellen steeds moleculen worden afgebroken en opgebouwd. Alle cellen
bevatten water met daarin opgeloste stoffen zoals zouten, suikers en
eiwitten. In dit waterige cytoplasma kunnen stoffen bewegen en met
, elkaar reageren, waardoor biochemische processen goed verlopen. De
mens bestaat voor ongeveer 70% uit water, niet alleen in vloeistoffen
zoals bloed en urine, maar ook in vaste delen zoals organen, spieren,
botten en huid.
Membranen zijn dunne vliesjes die cellen en celorganellen van elkaar
scheiden. De cel zelf is omgeven door het celmembraan. De bouwstoffen
van membranen moeten zowel hydrofoob als hydrofiel zijn: ze mogen niet
oplossen in het cytoplasma, maar moeten wel een stabiele laag in water
vormen. Daarom bestaan membranen uit fosfolipiden met een hydrofiele
kop en hydrofobe staarten. Deze fosfolipiden vormen een dubbele laag
waarbij de staarten naar binnen en de koppen naar buiten zijn gericht. Zo
ontstaat een stabiel maar dynamisch membraan, waarin fosfolipiden en
membraaneiwitten zich kunnen verplaatsen.
Cellen moeten voortdurend voedingsstoffen opnemen en afvalstoffen
afvoeren. Stoffen bewegen van een hoge naar een lage concentratie
via diffusie, totdat een dynamisch evenwicht is bereikt. Kleine ongeladen
moleculen zoals water, koolstofdioxide en ethanol kunnen het membraan
makkelijk passeren. Grotere moleculen en ionen hebben
een transporteiwit nodig.
Passief transport: het transporteiwit vormt een kanaal waardoor
stoffen zonder energiegebruik kunnen bewegen.
Actief transport: stoffen worden tegen een concentratiegradiënt in
vervoerd met behulp van energie door transporteiwitten die als
pomp werken.
Het is belangrijk om alle voedingsstoffen binnen te krijgen in de juiste
verhoudingen. Elke groep voedingsstoffen heeft zijn eigen specifieke
functie.
Koolhydraten zijn ringvormige koolstofverbindingen met waterstof
en zuurstof in de verhouding 2:1. Hun belangrijkste functie is het
leveren van energie. Grote koolhydraatmoleculen zoals zetmeel en
glycogeen worden in het lichaam afgebroken tot glucose, die
makkelijk door het bloed wordt vervoerd. Snelle koolhydraten (bijv.
glucose) leveren direct energie, terwijl langzame koolhydraten (bijv.
pasta) eerst moeten worden omgezet. Te veel koolhydraten worden
als vet opgeslagen voor later gebruik.
Eiwitten zijn polymeren opgebouwd uit aminozuren. Ze leveren
energie, maar worden vooral gebruikt als bouwstoffen voor cellen,
enzymen, hormonen, hemoglobine en antistoffen. Aminozuren uit
voedsel worden door het lichaam gebruikt om nieuwe eiwitten te
maken. Essentiële aminozuren moet je via voeding binnenkrijgen.
Vooral opgroeiende kinderen, sporters en ouderen hebben een
hogere eiwitbehoefte.
Vetten leveren energie, vooral bij rust, en kunnen als
energiereserve worden opgeslagen. Ze beschermen organen,
isoleren het lichaam en zijn belangrijk voor celmembranen. Vloeibare
het Leven
14.1: Leven
Het leven op aarde bestaat uit allerlei levende wezens, ook wel
organismen genoemd, die zichzelf in stand kunnen houden met
biochemische reacties. Deze reacties vinden plaats in cellen, die worden
omgeven dor een celmembraan. Dit membraan zorgt dat de beginstoffen
bij elkaar blijven en dat de reactieproducten niet verdwijnen, door te
bepalen wat de cel in- en uitgaat. Chemische reacties met een biologische
functie heten biochemische processen en hierbij spelen vaak grote
moleculen een rol.
Het menselijk lichaam heeft grondstoffen nodig om te functioneren.
Eiwitten, vetten en koolhydraten leveren de bouwstenen en de benodigde
energie, en mineralen en vitamines zijn nodig om het systeem goed te
laten werken. Het losmaken, opnemen en omzetten van voedingsstoffen in
energie en bouwstenen voor het lichaam heet spijsvertering.
Voor alle processen in je lichaam is energie nodig, die voornamelijk wordt
geleverd door de verbranding van koolhydraten en vetten. De hoeveelheid
energie die een mens dagelijks nodig heeft is afhankelijk van geslacht,
leeftijd en inspanning.
Om energie uit voedsel te halen, worden voedingsstoffen in het lichaam
verbrand. Dat gebeurt zonder vuurverschijnselen, maar wel met zuurstof.
Net als bij gewone verbranding ontstaan koolstofdioxide en water. Zuurstof
en koolstofdioxide worden via gaswisseling in de longen en de haarvaten
uitgewisseld tussen de lucht en de weefsels.
Een organisme kan uit één of uit miljarden cellen bestaan. De cel wordt de
eenheid van het leven genoemd, omdat alle levensnoodzakelijke functies
erin voorkomen: celdeling en erfelijke informatie doorgeven, energie
vrijmaken uit voedingsstoffen en het maken van stoffen die nodig zijn om
te blijven leven.
Cellen bevatten verschillende celorganellen met elk een eigen functie. In
de celkern ligt het DNA met de erfelijke informatie. Van het DNA wordt
mRNA gemaakt, dat de informatie naar de ribosomen brengt. Ribosomen
maken op basis daarvan eiwitten, die in het golgi-apparaat verder worden
bewerkt en verspreid. Vacuolen slaan stoffen op en in mitochondriën
worden voedingsstoffen afgebroken om energie te leveren. Welke
organellen aanwezig zijn, hangt af van het type cel.
Levende organismen zijn sterk georganiseerde en dynamische systemen
die voortdurend reageren op signalen uit de omgeving. Dat kan doordat in
cellen steeds moleculen worden afgebroken en opgebouwd. Alle cellen
bevatten water met daarin opgeloste stoffen zoals zouten, suikers en
eiwitten. In dit waterige cytoplasma kunnen stoffen bewegen en met
, elkaar reageren, waardoor biochemische processen goed verlopen. De
mens bestaat voor ongeveer 70% uit water, niet alleen in vloeistoffen
zoals bloed en urine, maar ook in vaste delen zoals organen, spieren,
botten en huid.
Membranen zijn dunne vliesjes die cellen en celorganellen van elkaar
scheiden. De cel zelf is omgeven door het celmembraan. De bouwstoffen
van membranen moeten zowel hydrofoob als hydrofiel zijn: ze mogen niet
oplossen in het cytoplasma, maar moeten wel een stabiele laag in water
vormen. Daarom bestaan membranen uit fosfolipiden met een hydrofiele
kop en hydrofobe staarten. Deze fosfolipiden vormen een dubbele laag
waarbij de staarten naar binnen en de koppen naar buiten zijn gericht. Zo
ontstaat een stabiel maar dynamisch membraan, waarin fosfolipiden en
membraaneiwitten zich kunnen verplaatsen.
Cellen moeten voortdurend voedingsstoffen opnemen en afvalstoffen
afvoeren. Stoffen bewegen van een hoge naar een lage concentratie
via diffusie, totdat een dynamisch evenwicht is bereikt. Kleine ongeladen
moleculen zoals water, koolstofdioxide en ethanol kunnen het membraan
makkelijk passeren. Grotere moleculen en ionen hebben
een transporteiwit nodig.
Passief transport: het transporteiwit vormt een kanaal waardoor
stoffen zonder energiegebruik kunnen bewegen.
Actief transport: stoffen worden tegen een concentratiegradiënt in
vervoerd met behulp van energie door transporteiwitten die als
pomp werken.
Het is belangrijk om alle voedingsstoffen binnen te krijgen in de juiste
verhoudingen. Elke groep voedingsstoffen heeft zijn eigen specifieke
functie.
Koolhydraten zijn ringvormige koolstofverbindingen met waterstof
en zuurstof in de verhouding 2:1. Hun belangrijkste functie is het
leveren van energie. Grote koolhydraatmoleculen zoals zetmeel en
glycogeen worden in het lichaam afgebroken tot glucose, die
makkelijk door het bloed wordt vervoerd. Snelle koolhydraten (bijv.
glucose) leveren direct energie, terwijl langzame koolhydraten (bijv.
pasta) eerst moeten worden omgezet. Te veel koolhydraten worden
als vet opgeslagen voor later gebruik.
Eiwitten zijn polymeren opgebouwd uit aminozuren. Ze leveren
energie, maar worden vooral gebruikt als bouwstoffen voor cellen,
enzymen, hormonen, hemoglobine en antistoffen. Aminozuren uit
voedsel worden door het lichaam gebruikt om nieuwe eiwitten te
maken. Essentiële aminozuren moet je via voeding binnenkrijgen.
Vooral opgroeiende kinderen, sporters en ouderen hebben een
hogere eiwitbehoefte.
Vetten leveren energie, vooral bij rust, en kunnen als
energiereserve worden opgeslagen. Ze beschermen organen,
isoleren het lichaam en zijn belangrijk voor celmembranen. Vloeibare
