Eindtermen BCM32
Omtrent metabolism, energie en enzyme
De termen metabolisme, anabolisme en katabolisme uitleggen
Metabolisme is het geheel van biochemische processen die plaatsvinden in cellen en
organismen. Enzymen spelen hierbij een centrale rol. Metabolisme is ook een ander
woord voor stofwisseling.
De rol van Gibbse vrije energie, ethalpie en entropie voor levende organismen
beschrijven.
Gibbs vrije energie is de hoeveelheid energie in staat om arbeid te verrichten bij
constante temperatuur en druk. De enthalpie (H) is de hoeveelheid warmte in een
reagerend systeem en de entropie (S) is de wanorde in het systeem. Een systeem in
evenwicht zal een sterkere voorkeur hebben naar entropie.
ΔG = ΔH –TΔS
De rol van ATP in de energiehuishouding beschrijven
ATP is de belangrijkste energiedrager in cellen. Bij de hydrolyse van ATP door het enzym
adenosinedehydrogenase, waarbij ADP en fosfaat worden gevormd, komt 29,4 kJ/mol aan
energie vrij. Gedurende de glycolyse, bèta-oxidatie, anaerobe respiratie en tijdens de
fotosynthese wordt ATP gevormd.
Principe van enzymkatalyse beschrijven en dit in energiediagrammen weergeven,
herkennen en toelichten en de werking van enzymen kunnen beschrijven.
Het enige dat een enzym doet is de activeringsenergie verlagen en daardoor de reactie
versnellen. Een enzym vertoont specificiteit voor het substraat en zorgt voor een
comfortabele pasvorm voor het transitiestadium. De substraatbinding is exergonisch
(spontaan, komt energie bij vrij).
Omtrent de energiehuishouding in de cel
De begippen isotherme systemen, heterotrope cellen en fotosynthetische cellen kunnen
beschrijven.
Een isotherm systeem is een systeem waarbij de temperatuur constant blijft. Een
organisme of cel is een heterotrofe organisme of cel als het zijn organische celmateriaal
opbouwt uit organische stoffen. Fotosynthetische cellen halen hun energie en andere
producten uit licht.
Kunnen rekenen met ΔG’0 en ΔG en de resultaten kunnen interpreteren m.b.t. de
betreffende biochemische reactie
ΔG = ΔH-TΔS
ΔG < 0 Reactie vindt spontaan plaats. Vrije energie komt vrij (exergonisch)
ΔG > 0 Reactie vindt niet spontaan plaats. Kost vrije energie (endergonisch)
ΔG = 0 Evenwicht
ΔG’0 bij biochemische reacties, de standaard vrije energieverandering
[reactanten] = [producten] = 1 M; T = 298K (25oC); P = 101.3kPa
De relatie tussen ΔG’0 en de evenwichtsconstante kennen en hieraan kunnen rekenen
ΔG = ΔG’0 + RT ln [Ceq]c[Deq]d R (gasconstante) = 8,315 J/mol.K
[Aeq]a[Beq]b T (temperatuur) = 298 K (25oC)
Bij evenwicht ΔG = 0, dan geldt
ΔG’0 = - RT ln [Ceq]c[Deq]d
[Aeq]a[Beq]b ΔG’0 = - RT ln K’ev
1
, Als K’ev is ΔG’0 is De reactie gaat
>1.0 negatief vooruit
1.0 nul is in equilibrium
<1.0 positief terug
Oxidatiereacties als energieleverende reacties beschrijven
Bij de glycolyse komt energie vrij, omdat ADP omgezet wordt in ATP en NAD+ in NADH
door middel van oxidatie. De vrijkomende energie wordt op deze manier in moleculen ATP
en NADH opgeslagen. Pyruvaat kan verder verbrand (geoxideerd) worden in de
citroenzuurcyclus.
De rol van NAD+/NADH en FAD/FADH2 in het metabolisme kunnen beschrijven
In de citroenzuurcyclus word NADH en FADH2 gevormd die elektronen leveren aan
eiwitcomplexe in het mitochondriaal binnenmembraan. NADH levert electronen aan
complex I, FADH2 aan complex II. Daardoor komen H+ ionen in de tussenmembraanruimte
die door het potentiaal en proton motive force naar een ATPase pompt gaat waar ATP
wordt gesynthetiseerd.
Omtrent de metabole routes: de glycolyse, de gluconeogenese, de
glycogenolyse, de glycogeensynthese, de oxidatieve fase van de
pentosefosfaatroute, de citroenzuurcylcus, Beta oxidatie van vetzuren,
glyoxylaatcyclus en de oxidatieve fosforylering.
De rol en locatie in de cel van deze routes weergeven.
Glycolyse glucose afbreken tot 2 pyruvaat in cytosol
Gluconeogenese opnieuw maken van glucose in
cytosol in lever
Glycogeensynthese van glucose wordt glycogeen gemaakt
Glycogenolyse glycogeen wordt afgebroken en omgezet in glucose
Pentosefosfaatroute van glucose wordt ribose-5-fosfaat gemaakt
Citroenzuurcyclus maken van NADH en FADH2 voor in eiwitcomplexen
binnenmembraan
mitochondrium
Beta oxidatie Acetyl-CoA afsplitsen van vetzuren
mitochondrium in lever
Glyoxylaatcyclus maken van succinaat en carboxylaat, opbouw koolhydraten
Oxidatieve fosforylering zorgen voor electron potentiaal en dan ATP syntese
membraan van
door middel van eiwitcomplexen
mitochondrium
De begrippen substraatgebonden fosforylering en oxidatieve fosforylering
Oxidatieve fosforylering is de electronentransport via eiwitcomplexen in het
mitochondriaal binnenmembraan om zo chemische potentiaal te creëren waardoor ATP
synthese kan worden uitgevoerd gedreven door proton motive force. Substraatgebonden
fosforylering is ATP synthese direct gekoppeld aan reacties, bijvoorbeeld in de glycolyse.
Beschrijf in welke vorm en waar vetten in ons lichaam worden opgeslagen en hoe en
wanneer deze vetopslag weer vrij gemaakt wordt uit cellen
De drie bronnen van vetten in gewervelden zijn vetopname via voedsel, vetopslag in
cellen in de vorm als vetdruppels en vet synthese in het ene orgaan voor transport naar
het andere orgaan. Vetten kunnen worden getransporteerd in de vorm van triacylglycerol
door chylomicronen (lipoproteinen). In de binnenzijde van de haarvaten worden
triacylglycerolen afgebroken tot vrije vetzuren en glycerol, de meeste vetzuren worden
afgegeven aan spierweefsel voor oxidatie en genereren van ATP of aan adipose weefsel
voor opslag in de vorm van lipidedruppels. Vetzuren met korte ketens zijn oplosbaar in
bloed, met lange ketens worden ze vaak gebonden aan serum albumine (kan ongeveer
10 vetzuren binden).
2
Omtrent metabolism, energie en enzyme
De termen metabolisme, anabolisme en katabolisme uitleggen
Metabolisme is het geheel van biochemische processen die plaatsvinden in cellen en
organismen. Enzymen spelen hierbij een centrale rol. Metabolisme is ook een ander
woord voor stofwisseling.
De rol van Gibbse vrije energie, ethalpie en entropie voor levende organismen
beschrijven.
Gibbs vrije energie is de hoeveelheid energie in staat om arbeid te verrichten bij
constante temperatuur en druk. De enthalpie (H) is de hoeveelheid warmte in een
reagerend systeem en de entropie (S) is de wanorde in het systeem. Een systeem in
evenwicht zal een sterkere voorkeur hebben naar entropie.
ΔG = ΔH –TΔS
De rol van ATP in de energiehuishouding beschrijven
ATP is de belangrijkste energiedrager in cellen. Bij de hydrolyse van ATP door het enzym
adenosinedehydrogenase, waarbij ADP en fosfaat worden gevormd, komt 29,4 kJ/mol aan
energie vrij. Gedurende de glycolyse, bèta-oxidatie, anaerobe respiratie en tijdens de
fotosynthese wordt ATP gevormd.
Principe van enzymkatalyse beschrijven en dit in energiediagrammen weergeven,
herkennen en toelichten en de werking van enzymen kunnen beschrijven.
Het enige dat een enzym doet is de activeringsenergie verlagen en daardoor de reactie
versnellen. Een enzym vertoont specificiteit voor het substraat en zorgt voor een
comfortabele pasvorm voor het transitiestadium. De substraatbinding is exergonisch
(spontaan, komt energie bij vrij).
Omtrent de energiehuishouding in de cel
De begippen isotherme systemen, heterotrope cellen en fotosynthetische cellen kunnen
beschrijven.
Een isotherm systeem is een systeem waarbij de temperatuur constant blijft. Een
organisme of cel is een heterotrofe organisme of cel als het zijn organische celmateriaal
opbouwt uit organische stoffen. Fotosynthetische cellen halen hun energie en andere
producten uit licht.
Kunnen rekenen met ΔG’0 en ΔG en de resultaten kunnen interpreteren m.b.t. de
betreffende biochemische reactie
ΔG = ΔH-TΔS
ΔG < 0 Reactie vindt spontaan plaats. Vrije energie komt vrij (exergonisch)
ΔG > 0 Reactie vindt niet spontaan plaats. Kost vrije energie (endergonisch)
ΔG = 0 Evenwicht
ΔG’0 bij biochemische reacties, de standaard vrije energieverandering
[reactanten] = [producten] = 1 M; T = 298K (25oC); P = 101.3kPa
De relatie tussen ΔG’0 en de evenwichtsconstante kennen en hieraan kunnen rekenen
ΔG = ΔG’0 + RT ln [Ceq]c[Deq]d R (gasconstante) = 8,315 J/mol.K
[Aeq]a[Beq]b T (temperatuur) = 298 K (25oC)
Bij evenwicht ΔG = 0, dan geldt
ΔG’0 = - RT ln [Ceq]c[Deq]d
[Aeq]a[Beq]b ΔG’0 = - RT ln K’ev
1
, Als K’ev is ΔG’0 is De reactie gaat
>1.0 negatief vooruit
1.0 nul is in equilibrium
<1.0 positief terug
Oxidatiereacties als energieleverende reacties beschrijven
Bij de glycolyse komt energie vrij, omdat ADP omgezet wordt in ATP en NAD+ in NADH
door middel van oxidatie. De vrijkomende energie wordt op deze manier in moleculen ATP
en NADH opgeslagen. Pyruvaat kan verder verbrand (geoxideerd) worden in de
citroenzuurcyclus.
De rol van NAD+/NADH en FAD/FADH2 in het metabolisme kunnen beschrijven
In de citroenzuurcyclus word NADH en FADH2 gevormd die elektronen leveren aan
eiwitcomplexe in het mitochondriaal binnenmembraan. NADH levert electronen aan
complex I, FADH2 aan complex II. Daardoor komen H+ ionen in de tussenmembraanruimte
die door het potentiaal en proton motive force naar een ATPase pompt gaat waar ATP
wordt gesynthetiseerd.
Omtrent de metabole routes: de glycolyse, de gluconeogenese, de
glycogenolyse, de glycogeensynthese, de oxidatieve fase van de
pentosefosfaatroute, de citroenzuurcylcus, Beta oxidatie van vetzuren,
glyoxylaatcyclus en de oxidatieve fosforylering.
De rol en locatie in de cel van deze routes weergeven.
Glycolyse glucose afbreken tot 2 pyruvaat in cytosol
Gluconeogenese opnieuw maken van glucose in
cytosol in lever
Glycogeensynthese van glucose wordt glycogeen gemaakt
Glycogenolyse glycogeen wordt afgebroken en omgezet in glucose
Pentosefosfaatroute van glucose wordt ribose-5-fosfaat gemaakt
Citroenzuurcyclus maken van NADH en FADH2 voor in eiwitcomplexen
binnenmembraan
mitochondrium
Beta oxidatie Acetyl-CoA afsplitsen van vetzuren
mitochondrium in lever
Glyoxylaatcyclus maken van succinaat en carboxylaat, opbouw koolhydraten
Oxidatieve fosforylering zorgen voor electron potentiaal en dan ATP syntese
membraan van
door middel van eiwitcomplexen
mitochondrium
De begrippen substraatgebonden fosforylering en oxidatieve fosforylering
Oxidatieve fosforylering is de electronentransport via eiwitcomplexen in het
mitochondriaal binnenmembraan om zo chemische potentiaal te creëren waardoor ATP
synthese kan worden uitgevoerd gedreven door proton motive force. Substraatgebonden
fosforylering is ATP synthese direct gekoppeld aan reacties, bijvoorbeeld in de glycolyse.
Beschrijf in welke vorm en waar vetten in ons lichaam worden opgeslagen en hoe en
wanneer deze vetopslag weer vrij gemaakt wordt uit cellen
De drie bronnen van vetten in gewervelden zijn vetopname via voedsel, vetopslag in
cellen in de vorm als vetdruppels en vet synthese in het ene orgaan voor transport naar
het andere orgaan. Vetten kunnen worden getransporteerd in de vorm van triacylglycerol
door chylomicronen (lipoproteinen). In de binnenzijde van de haarvaten worden
triacylglycerolen afgebroken tot vrije vetzuren en glycerol, de meeste vetzuren worden
afgegeven aan spierweefsel voor oxidatie en genereren van ATP of aan adipose weefsel
voor opslag in de vorm van lipidedruppels. Vetzuren met korte ketens zijn oplosbaar in
bloed, met lange ketens worden ze vaak gebonden aan serum albumine (kan ongeveer
10 vetzuren binden).
2
