Hoofdstuk 9.1
Stofwisseling/ metabolisme → het geheel van chemische omzettingsprocessen in een organisme.
- Een groot deel van de stofwisseling vindt plaats in cellen: levende cellen zetten stoffen uit
hun omgeving om in andere stoffen voor opbouw en instandhouding van de cel en de
energievoorziening.
- Basale metabolisme/ grondstofwisseling → de processen die altijd plaatsvinden in je lichaam,
zoals de hartslag. De intensiteit van deze stofwisseling is door de hoeveelheid verbruikte
zuurstof in rusttoestand te meten. Dit hangt af van de leeftijd, gewicht en geslacht.
Cellen bestaan bestaan uit:
- Organische stoffen: bestaat uit grotere, ingewikkeldere moleculen. Een
organisch molecuul bevat altijd een koolstofatoom (C-atoom),
waterstofatoom (H-atoom) en een zuurstofatoom (O-atoom). Organische
stoffen bevatten veel chemische energie.
- Anorganische stoffen: bestaan uit kleine, eenvoudig gebouwde moleculen
en bevatten weinig chemische energie → energie die in de
atoombindingen van de stoffen is opgeslagen.
Stofwisselingsprocessen zijn in te delen in:
- Assimilatie → de opbouw van organische moleculen uit kleinere moleculen. Voor assimilatie
is energie nodig.
- Dissimilatie → de afbraak van grote organische moleculen tot kleinere moleculen. Bij
dissimilatie komt energie vrij in de vorm van bijvoorbeeld kinetische energie
(bewegingsenergie), lichtenergie of warmte.
Heterotroof organisme → krijgt energie uit de opname van organische stoffen.
Autotroof organisme (planten/ cyanobacteriën) → kan zelf energie maken (glucose) door
koolstofdioxide en water → koolstofassimilatie.
Voortgezette assimilatie → hierbij ontstaan grote organische moleculen met energierijke bindingen.
Bijvoorbeeld glucose is de grondstof voor de vorming van andere organische moleculen, zoals
koolhydraten, vetten, eiwitten en DNA. Voortgezette assimilatie en dissimilatie komen voor bij zowel
autotrofe als heterotrofe organismen.
Cellen hebben energie nodig. Tijdens de fotosynthese in chloroplasten en bij verbranding in
mitochondriën wordt ATP (adenosinetrifosfaat) gevormd.
- ATP bestaat uit adenosine (opgebouwd uit adenine en ribose) en drie fosfaatgroepen.
- In de bindingen van de fosfaatgroepen ligt veel chemische energie opgeslagen.
Als de derde fosfaatgroep van ATP wordt afgesplitst, komt de vastgelegde energie vrij en ontstaat er
ADP (adenosinedifosfaat). De vrijgekomen energie is nodig voor stofwisselingsreacties en processen
in de cel. Met behulp van de energie van licht kan een fosfaatgroep weer binden aan ADP, waardoor
er weer opnieuw ATP ontstaat → fosforylering. Als ADP toch nog een andere fosfaatgroep afsplitst,
ontstaat er AMP (adenosinemonofosfaat). In een reactievergelijking wordt een vrije fosfaatgroep
weergegeven met Pi.
Andere moleculen die energie vastleggen (energiedrager of dragermoleculen) zijn:
- NAD+ (nicotinamide-adenine-dinucleotide).
- NADH, wordt soms genoteerd als NADH,H+
- NADP+ (nicotinamide-adenine-dinucleotide-fosfaat)
- NADHP, wordt soms genoteerd als NADPH,H+.
, Hoofdstuk 9.2
De stofwisselingsprocessen verlopen meestal niet vanzelf of zeer traag. Door enzymen kunnen de
processen toch goed verlopen. Enzymen → eiwitten die chemische omzettingsprocessen katalyseren
(mogelijk maken of versnellen) zonder zelf verbruikt te worden:
- Substraat → de stof waarop een enzym inwerkt.
- De enzymwerking is substraatspecifiek → elk enzym kan maar op één type substraat werken.
- Het substraatmolecuul past precies in het actieve centrum waar de reactie plaatsvindt → bij
deze binding ontstaat een enzym-substraatcomplex (E-S-complex).
- Uiteindelijk wordt het substraat omgezet in het reactieproduct dat
los laat, waarbij bindingen tussen atomen worden verbroken en
bindingen tussen andere atomen worden gevormd.
- Het enzymmolecuul is na de reactie niet veranderd en kan weer
binden aan een substraatmolecuul. Enzymen zijn al in kleine hoeveelheden werkzaam.
De naam van het enzym → vaak samengesteld door naam van het substraat met
achtervoegsel -ase. Veel enzymatische reacties verlopen in twee richtingen, zo’n reactie
wordt aangegeven met een dubbele pijl en de naam van het enzym staat daarboven.
Apo-enzymen → enzymen die een organische of anorganische cofactor (hulpstof) nodig hebben om
goed te kunnen werken. Een organische cofactor is een co-enzym, zoals bijv vitaminen en ATP.
Er is activeringsenergie nodig om een chemische reactie op gang te brengen. Deze hoeveelheid
energie is groter dan de energiedrempel van de reactie. De reactie-energie
is de energie die bij een reactie vrijkomt. Bij botsingen tussen moleculen
kan kinetische energie worden omgezet in chemische energie en vindt er
dus een reactie plaats. Bij veel stofwisselingsprocessen is de temperatuur
in de cel te laag om voldoende activeringsenergie te leveren om de
energiedrempel te halen. Door enzymen kan de energiedrempel worden
verlaagd, waardoor er minder activeringsenergie nodig is. Hierdoor kan de reactie wel bij deze
temperatuur plaatsvinden. De werking van het enzym heeft geen invloed op de hoeveelheid
vrijgekomen reactie-energie.
De enzymactiviteit → de mate waarin een enzym een reactie versnelt:
- Meten door hoeveel substraat er per tijdseenheid wordt omgezet of hoeveel reactieproduct
er ontstaat. Deze omzetting kun je aantonen met een indicator: stof waarmee je een andere
stof aantoont.
- Wordt beïnvloedt door:
➔ De temperatuur
o Optimumkromme → verband tussen de temperatuur en de enzymactiviteit:
o Bij de minimumtemperatuur is er geen enzymactiviteit, want de bewegingen van de
moleculen zijn te traag. Er zijn te weinig botsingen tussen enzym en
substraat.
o Bij het optimum worden de meeste enzym-substraatcomplexen gevormd.
o Boven de maximumtemperatuur vindt er denaturatie plaats → alle
enzymmoleculen verliezen hun specifieke ruimtelijke structuur doordat de
moleculen te heftig bewogen, waardoor het substraat niet meer in het
actieve centrum past. De vorm kan zelfs na afkoeling niet meer terugkomen.
Stofwisseling/ metabolisme → het geheel van chemische omzettingsprocessen in een organisme.
- Een groot deel van de stofwisseling vindt plaats in cellen: levende cellen zetten stoffen uit
hun omgeving om in andere stoffen voor opbouw en instandhouding van de cel en de
energievoorziening.
- Basale metabolisme/ grondstofwisseling → de processen die altijd plaatsvinden in je lichaam,
zoals de hartslag. De intensiteit van deze stofwisseling is door de hoeveelheid verbruikte
zuurstof in rusttoestand te meten. Dit hangt af van de leeftijd, gewicht en geslacht.
Cellen bestaan bestaan uit:
- Organische stoffen: bestaat uit grotere, ingewikkeldere moleculen. Een
organisch molecuul bevat altijd een koolstofatoom (C-atoom),
waterstofatoom (H-atoom) en een zuurstofatoom (O-atoom). Organische
stoffen bevatten veel chemische energie.
- Anorganische stoffen: bestaan uit kleine, eenvoudig gebouwde moleculen
en bevatten weinig chemische energie → energie die in de
atoombindingen van de stoffen is opgeslagen.
Stofwisselingsprocessen zijn in te delen in:
- Assimilatie → de opbouw van organische moleculen uit kleinere moleculen. Voor assimilatie
is energie nodig.
- Dissimilatie → de afbraak van grote organische moleculen tot kleinere moleculen. Bij
dissimilatie komt energie vrij in de vorm van bijvoorbeeld kinetische energie
(bewegingsenergie), lichtenergie of warmte.
Heterotroof organisme → krijgt energie uit de opname van organische stoffen.
Autotroof organisme (planten/ cyanobacteriën) → kan zelf energie maken (glucose) door
koolstofdioxide en water → koolstofassimilatie.
Voortgezette assimilatie → hierbij ontstaan grote organische moleculen met energierijke bindingen.
Bijvoorbeeld glucose is de grondstof voor de vorming van andere organische moleculen, zoals
koolhydraten, vetten, eiwitten en DNA. Voortgezette assimilatie en dissimilatie komen voor bij zowel
autotrofe als heterotrofe organismen.
Cellen hebben energie nodig. Tijdens de fotosynthese in chloroplasten en bij verbranding in
mitochondriën wordt ATP (adenosinetrifosfaat) gevormd.
- ATP bestaat uit adenosine (opgebouwd uit adenine en ribose) en drie fosfaatgroepen.
- In de bindingen van de fosfaatgroepen ligt veel chemische energie opgeslagen.
Als de derde fosfaatgroep van ATP wordt afgesplitst, komt de vastgelegde energie vrij en ontstaat er
ADP (adenosinedifosfaat). De vrijgekomen energie is nodig voor stofwisselingsreacties en processen
in de cel. Met behulp van de energie van licht kan een fosfaatgroep weer binden aan ADP, waardoor
er weer opnieuw ATP ontstaat → fosforylering. Als ADP toch nog een andere fosfaatgroep afsplitst,
ontstaat er AMP (adenosinemonofosfaat). In een reactievergelijking wordt een vrije fosfaatgroep
weergegeven met Pi.
Andere moleculen die energie vastleggen (energiedrager of dragermoleculen) zijn:
- NAD+ (nicotinamide-adenine-dinucleotide).
- NADH, wordt soms genoteerd als NADH,H+
- NADP+ (nicotinamide-adenine-dinucleotide-fosfaat)
- NADHP, wordt soms genoteerd als NADPH,H+.
, Hoofdstuk 9.2
De stofwisselingsprocessen verlopen meestal niet vanzelf of zeer traag. Door enzymen kunnen de
processen toch goed verlopen. Enzymen → eiwitten die chemische omzettingsprocessen katalyseren
(mogelijk maken of versnellen) zonder zelf verbruikt te worden:
- Substraat → de stof waarop een enzym inwerkt.
- De enzymwerking is substraatspecifiek → elk enzym kan maar op één type substraat werken.
- Het substraatmolecuul past precies in het actieve centrum waar de reactie plaatsvindt → bij
deze binding ontstaat een enzym-substraatcomplex (E-S-complex).
- Uiteindelijk wordt het substraat omgezet in het reactieproduct dat
los laat, waarbij bindingen tussen atomen worden verbroken en
bindingen tussen andere atomen worden gevormd.
- Het enzymmolecuul is na de reactie niet veranderd en kan weer
binden aan een substraatmolecuul. Enzymen zijn al in kleine hoeveelheden werkzaam.
De naam van het enzym → vaak samengesteld door naam van het substraat met
achtervoegsel -ase. Veel enzymatische reacties verlopen in twee richtingen, zo’n reactie
wordt aangegeven met een dubbele pijl en de naam van het enzym staat daarboven.
Apo-enzymen → enzymen die een organische of anorganische cofactor (hulpstof) nodig hebben om
goed te kunnen werken. Een organische cofactor is een co-enzym, zoals bijv vitaminen en ATP.
Er is activeringsenergie nodig om een chemische reactie op gang te brengen. Deze hoeveelheid
energie is groter dan de energiedrempel van de reactie. De reactie-energie
is de energie die bij een reactie vrijkomt. Bij botsingen tussen moleculen
kan kinetische energie worden omgezet in chemische energie en vindt er
dus een reactie plaats. Bij veel stofwisselingsprocessen is de temperatuur
in de cel te laag om voldoende activeringsenergie te leveren om de
energiedrempel te halen. Door enzymen kan de energiedrempel worden
verlaagd, waardoor er minder activeringsenergie nodig is. Hierdoor kan de reactie wel bij deze
temperatuur plaatsvinden. De werking van het enzym heeft geen invloed op de hoeveelheid
vrijgekomen reactie-energie.
De enzymactiviteit → de mate waarin een enzym een reactie versnelt:
- Meten door hoeveel substraat er per tijdseenheid wordt omgezet of hoeveel reactieproduct
er ontstaat. Deze omzetting kun je aantonen met een indicator: stof waarmee je een andere
stof aantoont.
- Wordt beïnvloedt door:
➔ De temperatuur
o Optimumkromme → verband tussen de temperatuur en de enzymactiviteit:
o Bij de minimumtemperatuur is er geen enzymactiviteit, want de bewegingen van de
moleculen zijn te traag. Er zijn te weinig botsingen tussen enzym en
substraat.
o Bij het optimum worden de meeste enzym-substraatcomplexen gevormd.
o Boven de maximumtemperatuur vindt er denaturatie plaats → alle
enzymmoleculen verliezen hun specifieke ruimtelijke structuur doordat de
moleculen te heftig bewogen, waardoor het substraat niet meer in het
actieve centrum past. De vorm kan zelfs na afkoeling niet meer terugkomen.
