Biologie – Thema 1 – Stofwisseling
Stofwisseling in cellen
Stofwisseling (metabolisme) Het geheel aan chemische processen in een cel
Assimilatie De opbouw van organische moleculen uit kleinere moleculen brandstoffen,
reservestoffen, bouwstoffen en informatiedragers
Dissimilatie De afbraak van organische moleculen waarbij energie beschikbaar komt
Organische stoffen Bevatten koolstofatomen en waterstofatomen, groot, energierijk
Anorganische stoffen Zijn kleiner dan organische stoffen en bevatten weinig chemische energie
Heterotroof Niet in staat organische stoffen te vormen uit alleen anorganische stoffen. Moeten
voor de opbouw van cellen organische stoffen als voedsel opnemen.
Autotroof Planten en cyanobacteriën, zijn in staat koolstofassimilatie uit te voeren waarbij ze
energie in zonlicht (fotosynthese) gebruiken.
Koolstofassimilatie C6H12O6 vormen uit de anorganische stoffen CO2 en H2O
Voortgezette assimilatie Vorming van onder andere koolhydraten, vetten, eiwitten en DNA
met glucose als grondstof
Chemische energie De energie in energierijke stoffen.
Cellen met chlorofyl nemen energie op in de vorm van licht, andere cellen
moeten energierijke stoffen opnemen om aan energie te komen.
ATP Adeninetrifosfaat, een nucleotide bestaande uit adenosine (adenine en ribose) en
drie fosfaatgroepen. Wordt gevormd bij fotosynthese in chloroplasten en bij
verbranding in mitochondriën. ATP transporteert chemische energie naar plaatsen in
de cel waar energie nodig is. Bij het afstaan van energie wordt ADP gevormd.
Fosforylering De reactie waarbij de energie uit dissimilatiereacties (glucose, mitochondriën) en
lichtreacties (fotosynthese, chloroplasten) gebruikt wordt om een fosfaatgroep aan
ADP te binden en zo ATP te vormen.
Biogenese Het ontstaan van leven uit niet-leven. Uit organische stoffen kunnen blaasjes met
RNA worden gevormd. NAD, DNA en ATP vertonen grote overeenkomsten met RNA
Enzymen
Enzymen zijn eiwitten die stofwisselingsreacties katalyseren zonder daarbij zelf te worden verbruikt.
De reactie vindt plaats in het actieve centrum. Het substraat, de stof waarop het molecuul inwerkt,
past precies in het actieve centrum. Zodra een substraatmolecuul aan het actieve centrum bindt,
vindt de reactie plaats. Er ontstaat heel even een E-S-complex en vervolgens laat het product
(ontstane molecuul) weer los.
Naamgevingg enzym: substraat + ase
Apo-enzym enzymmolecuul met het actieve centrum
Cofactor molecuul dat een enzym nodig heeft voor zijn werking
Co-enzym organische cofactor (vitamines, NADP en ATP)
, Om bijvoorbeeld een lucifer te ontbranden moet een energiedrempel overschreden worden. De
activeringsenergie is de energie die moet worden toegevoerd. Hierdoor gaan de moleculen sneller
bewegen en komt een reactie op gang. De opgeslagen energie in de brandstof wordt omgezet in
warmte, dit is de reactie-energie. Een enzym verlaagd de energiedrempel.
Enzymactiviteit Snelheid waarmee een enzym een reactie versnelt (hoeveelheid substraat die
per tijdseenheid wordt omgezet / hoeveelheid reactieproduct die per
tijdseenheid ontstaat)
Temperatuur Beïnvloedt de enzymactiviteit volgens een optimumkromme.
Onder de minimumtemperatuur is er geen enzymactiviteit, omdat
de moleculen te traag bewegen voor de vorming van E-S-complexen
Bij temperatuurstijging neemt de enzymactiviteit toe, doordat de
bindingen makkelijker tot stand komen
Bij verdere temperatuurstijging neemt het aantal intacte
enzymmoleculen af, door de heftige beweging verandert de
ruimtelijke structuur (denaturatie)
Boven de maximumtemperatuur zijn alle enzymmoleculen niet meer
werkzaam, dit proces is onomkeerbaar (irreversibel)
Zuurgraad (pH) De ruimtelijke structuur van enzymmoleculen blijft alleen bij een bepaalde
pH in stand
Activering De ruimtelijke structuur wordt door een activator zodanig veranderd, dat
sneller E-S-complexen kunnen worden gevormd (sommige hormonen,
geneesmiddelen en vitaminen)
Remming Remstoffen zorgen ervoor dat E-S-complexen niet meer worden gevormd.
Het eindproduct van een aantal stofwisselingsreacties kan functioneren als
remstof op een enzym in de reactieketen. Deze verandering is irreversibel.
Koolstofassimilatie
Fotosynthese: 6CO2 + 6H20 + energie C6H12O6 + 6O2
Foto-autotroof Koolstofassimilatie dmv licht in cellen van planten en sommige bacteriën. De
glucose wordt omgezet in zetmeel. Chlorofyl reflecteert de golflengte van de
kleur groen. De foto-syntheseactiviteit en het absorptiecentrum hangen
nauw met elkaar samen.
Beperkende factor Factor die de maximale intensiteit van de
fotosynthese bepaalt
Lichtreacties Op de membranen van de thylakoïden wordt de energie van het
geabsorbeerde licht gebruikt voor de splitsing van water en het energierijk
maken van ADP en NADP+.
Donkerreacties In het stroma van de chloroplast worden de ontstane ATP en NADPH en de
waterstofionen gebruikt bij de vorming van glucose. Voor de vorming van 1
glucosemolecuul moet de calvincyclus 6 keer worden doorlopen.
Stofwisseling in cellen
Stofwisseling (metabolisme) Het geheel aan chemische processen in een cel
Assimilatie De opbouw van organische moleculen uit kleinere moleculen brandstoffen,
reservestoffen, bouwstoffen en informatiedragers
Dissimilatie De afbraak van organische moleculen waarbij energie beschikbaar komt
Organische stoffen Bevatten koolstofatomen en waterstofatomen, groot, energierijk
Anorganische stoffen Zijn kleiner dan organische stoffen en bevatten weinig chemische energie
Heterotroof Niet in staat organische stoffen te vormen uit alleen anorganische stoffen. Moeten
voor de opbouw van cellen organische stoffen als voedsel opnemen.
Autotroof Planten en cyanobacteriën, zijn in staat koolstofassimilatie uit te voeren waarbij ze
energie in zonlicht (fotosynthese) gebruiken.
Koolstofassimilatie C6H12O6 vormen uit de anorganische stoffen CO2 en H2O
Voortgezette assimilatie Vorming van onder andere koolhydraten, vetten, eiwitten en DNA
met glucose als grondstof
Chemische energie De energie in energierijke stoffen.
Cellen met chlorofyl nemen energie op in de vorm van licht, andere cellen
moeten energierijke stoffen opnemen om aan energie te komen.
ATP Adeninetrifosfaat, een nucleotide bestaande uit adenosine (adenine en ribose) en
drie fosfaatgroepen. Wordt gevormd bij fotosynthese in chloroplasten en bij
verbranding in mitochondriën. ATP transporteert chemische energie naar plaatsen in
de cel waar energie nodig is. Bij het afstaan van energie wordt ADP gevormd.
Fosforylering De reactie waarbij de energie uit dissimilatiereacties (glucose, mitochondriën) en
lichtreacties (fotosynthese, chloroplasten) gebruikt wordt om een fosfaatgroep aan
ADP te binden en zo ATP te vormen.
Biogenese Het ontstaan van leven uit niet-leven. Uit organische stoffen kunnen blaasjes met
RNA worden gevormd. NAD, DNA en ATP vertonen grote overeenkomsten met RNA
Enzymen
Enzymen zijn eiwitten die stofwisselingsreacties katalyseren zonder daarbij zelf te worden verbruikt.
De reactie vindt plaats in het actieve centrum. Het substraat, de stof waarop het molecuul inwerkt,
past precies in het actieve centrum. Zodra een substraatmolecuul aan het actieve centrum bindt,
vindt de reactie plaats. Er ontstaat heel even een E-S-complex en vervolgens laat het product
(ontstane molecuul) weer los.
Naamgevingg enzym: substraat + ase
Apo-enzym enzymmolecuul met het actieve centrum
Cofactor molecuul dat een enzym nodig heeft voor zijn werking
Co-enzym organische cofactor (vitamines, NADP en ATP)
, Om bijvoorbeeld een lucifer te ontbranden moet een energiedrempel overschreden worden. De
activeringsenergie is de energie die moet worden toegevoerd. Hierdoor gaan de moleculen sneller
bewegen en komt een reactie op gang. De opgeslagen energie in de brandstof wordt omgezet in
warmte, dit is de reactie-energie. Een enzym verlaagd de energiedrempel.
Enzymactiviteit Snelheid waarmee een enzym een reactie versnelt (hoeveelheid substraat die
per tijdseenheid wordt omgezet / hoeveelheid reactieproduct die per
tijdseenheid ontstaat)
Temperatuur Beïnvloedt de enzymactiviteit volgens een optimumkromme.
Onder de minimumtemperatuur is er geen enzymactiviteit, omdat
de moleculen te traag bewegen voor de vorming van E-S-complexen
Bij temperatuurstijging neemt de enzymactiviteit toe, doordat de
bindingen makkelijker tot stand komen
Bij verdere temperatuurstijging neemt het aantal intacte
enzymmoleculen af, door de heftige beweging verandert de
ruimtelijke structuur (denaturatie)
Boven de maximumtemperatuur zijn alle enzymmoleculen niet meer
werkzaam, dit proces is onomkeerbaar (irreversibel)
Zuurgraad (pH) De ruimtelijke structuur van enzymmoleculen blijft alleen bij een bepaalde
pH in stand
Activering De ruimtelijke structuur wordt door een activator zodanig veranderd, dat
sneller E-S-complexen kunnen worden gevormd (sommige hormonen,
geneesmiddelen en vitaminen)
Remming Remstoffen zorgen ervoor dat E-S-complexen niet meer worden gevormd.
Het eindproduct van een aantal stofwisselingsreacties kan functioneren als
remstof op een enzym in de reactieketen. Deze verandering is irreversibel.
Koolstofassimilatie
Fotosynthese: 6CO2 + 6H20 + energie C6H12O6 + 6O2
Foto-autotroof Koolstofassimilatie dmv licht in cellen van planten en sommige bacteriën. De
glucose wordt omgezet in zetmeel. Chlorofyl reflecteert de golflengte van de
kleur groen. De foto-syntheseactiviteit en het absorptiecentrum hangen
nauw met elkaar samen.
Beperkende factor Factor die de maximale intensiteit van de
fotosynthese bepaalt
Lichtreacties Op de membranen van de thylakoïden wordt de energie van het
geabsorbeerde licht gebruikt voor de splitsing van water en het energierijk
maken van ADP en NADP+.
Donkerreacties In het stroma van de chloroplast worden de ontstane ATP en NADPH en de
waterstofionen gebruikt bij de vorming van glucose. Voor de vorming van 1
glucosemolecuul moet de calvincyclus 6 keer worden doorlopen.
