Dit is een uitgebreide samenvatting van hoofdstuk 3 van 'Essential cell biology' van Alberts et al. (4e druk). Onderwerpen die aan bod komen, zijn: orde, metabole pathway, metabolisme, katabolisme, anabolisme, thermodynamica, entropie, wanorde, energie, fotosynthese, oxidatie, cellulaire respiratie...
TEST BANK FOR ESSENTIAL CELL BIOLOGY 4TH_ EDITION ALBERTS| Graded A+
TEST BANK FOR ESSENTIAL CELL BIOLOGY, FOURTH EDITION
Test Bank For Essential Cell Biology 4TH Edition Alberts - All Chapters GradedA+
All for this textbook (16)
Written for
Universiteit Utrecht (UU)
Biologie
De cel
All documents for this subject (38)
Seller
Follow
brittheijmans
Reviews received
Content preview
Hoofdstuk 3 energie, katalyse en biosynthese
Orde, iets wat levende dingen onderscheid van de rest is dat zij orde kunnen creëren en handhaven
in een universum dat naar wanorde gaat.
Bron, om het aantal chemische reacties uit te kunnen voeren dat een organisme nodig heeft om
zichzelf te onderhouden, heeft het zowel een atoombron in de vorm van voedselmoleculen nodig als
een bron van energie.
Enzymen, de meeste chemische reacties in een cel zouden normaal gesproken alleen maar plaats
kunnen vinden bij temperaturen die veel hoger zijn dan die van de cel zelf. Elke reactie heeft
daardoor een enorme boost in chemische reactiviteit nodig om snel plaats te kunnen vinden. Deze
boost wordt door enzymen geleverd. Zij accelereren of katalyseren allemaal een specifieke reactie.
Metabole pathway, enzym gekatalyseerde reacties zijn vaak in een serie verbonden waarbij het ene
product het beginmateriaal vormt voor de andere reactie.
Metabolisme, het feit dat reacties allemaal gekatalyseerd moeten worden, lijkt heel
onhandig, maar maakt het voor de cel juist mogelijk om zijn metabolisme heel precies
te controleren. Metabolisme omvat alle chemische reacties die een cel/organisme
nodig heeft om te groeien, overleven en reproduceren.
Katabolisme, de katabolistische pathways breken voedsel af in kleinere moleculen
waarbij energie vrijkomt voor de cel. Ook komen hierbij moleculen vrij die als
bouwblokken dienen.
Anabolisme, biosynthese pathways gebruiken die energie van katabolisme voor de
synthese van vele moleculen die de cel vormen/nodig heeft.
Het gebruik van energie door cellen
Wanorde, een eigenschap van leven is het genereren en behouden van orde en dat doet het door
energie uit de omgeving om te zetten in chemische bindingen.
Tweede wet van thermodynamica, in het universum of een andere geïsoleerd systeem zal de mate
van wanorde toenemen. Beweging naar wanorde toe is spontaan, maar om het om te draaien zal je
er energie in moeten steken. Denk maar aan de rotzooi in je kamer.
Entropie, de meting van wanorde noemen we de entropie van het systeem. Hoe groter de wanorde
is, hoe groter de entropie. Een andere bewoording van de tweede wet van thermodynamica is dus
dat systemen spontaan zullen veranderen richting een toestand met grotere entropie.
Cellen & entropie, cellen generen orde door te overleven, groeien en het vormen van complexe
gemeenschappen tot organisme aan toe. Je zou dus zeggen dat zij de tweede wet van
thermodynamica niet volgen. Niks is echter minder waar, want een cel kan je niet bekijken als een
geïsoleerd systeem. Het neemt energie op van omgeving (voedsel, anorganische moleculen of
fotonen) en gebruikt deze energie om orde in zichzelf te creëren d.m.v. chemische bindingen en het
bouwen van grote macromoleculen. Hierbij wordt energie verloren in de vorm van warmte en
aangezien de cel geen geïsoleerd systeem is, wordt deze hitte energie aan de omgeving van de cel
overgedragen. Deze hitte verhoogt dan de thermische bewegingen van naastgelegen moleculen,
waardoor de entropie van de omgeving verhoogt wordt. Hierbij moet de wanorde die in de omgeving
ontstaat dus compenseren voor de orde in de cel. Als er netto geen toename in wanorde is, klopt het
niet.
Hitte energie, hitte energie is de energievorm waarbij de meeste wanorde ontstaat. De moleculen
maken hierbij random bewegingen door elkaar.
Eerste wet van thermodynamica, zegt dat energie niet gecreëerd of vernietigd kan worden, maar
wel omgezet kan worden van de ene in de andere vorm. De totale hoeveelheid energie blijft dus
gelijk in het universum.
Wanneer een dierlijke cel voedingstoffen afbreekt, wordt een deel van de energie uit de chemische
bindingen van de voedingstoffen omgezet in thermische bewegingen van moleculen (hitte-energie).
Deze conversie in hitte zorgt voor een toename van wanorde in het universum, maar de cel ervaart
geen voordeel aan deze omzetting tenzij de hitte producerende reactie direct gelinkt wordt aan
processen die moleculaire orde in de cel houden. Deze koppeling van hitte productie aan een toename
, in orde onderscheid het metabolisme van een cel tot het verkwistende verbranden van brandstof in
een vuur.
Voedingsmoleculen, alle dieren leven van energie die opgeslagen is in chemische vindingen van
organische moleculen die ze binnenkrijgen via voedsel. Deze voeding bevat ook atomen die dieren
nodig hebben om nieuwe levende materie te vormen. Zo zijn er dieren die andere dieren of planten
eten en krijgen planten hun energie van de zon.
Fotosynthese, de zonne-energie wordt in andere
energie omgezet d.m.v. fotosynthese waarbij
elektromagnetische energie omgezet wordt in
chemische bindingen in de cel. Deze energie kan
dan gebruikt worden om kleine chemische
bouwblokjes te produceren, zoals suikers, aminozuren, nucleotiden en vetzuren. In de afbeelding is
FS te zien, waarbij koolstoffixatie plaatsvindt in het tweede deel.
Graduele oxidatie, alle dierlijke en plantencellen hebben chemische energie nodig die is opgeslagen
in de chemische bindingen van organische moleculen. Om deze energie te gebruiken om te leven,
groeien en reproduceren moet de energie er in bruikbare vorm uitgehaald worden. Dat gebeurt door
een proces wat we graduele oxidatie of gecontroleerde verbranding noemen.
Oxideren, de meest stabiele vorm van H en C in de atmosfeer zijn H2O en CO2. Een cel kan daardoor
energie halen uit suikers door waterstof en koolstof in deze moleculen te combineren met zuurstof
en dat noemen we oxideren.
Cellulaire respiratie, H2O en CO2 wordt met name gevormd
tijdens het proces van cellulaire respiratie. Cellulaire respiratie is
het omgekeerde van fotosynthese. Zo gebruiken dieren zuurstof
die van planten afkomstig is voor de oxidatieve afbraak van
organische moleculen en gebruiken planten de H2O en CO2 die
afkomstig is van dieren voor FS. De oxidatieve afbraak vindt
echter niet in een keer plaats zoals het geval is bij een vuurtje. Door het gebruik van enzymen vindt
de afbraak van moleculen plaats door een groot aantal reacties.
Oxidatie, betekent letterlijk de toevoeging van een zuurstofatoom aan een molecuul. In het
algemeen wordt oxidatie echter ook gebruikt om aan te geven dat er elektronen worden
overgedragen van het ene tot het andere atoom. Bij oxidatie worden er dus elektronen verloren. Fe2+
wordt geoxideerd als het omgezet wordt in Fe3+.
Reductie, hierbij ontvangt een atoom elektronen. Een chlooratoom wordt dus gereduceerd als het
omgezet wordt in Cl-.
Het aantal elektronen blijft geconserveerd in een reactie dus als ergens oxidatie optreedt, treedt er
automatisch ook reductie op.
Polaire covalente binding, de termen oxidatie en reductie zijn ook al van toepassing als er een
partiële shift is van elektronen tussen atomen die een covalente binding hebben. Als koolstof
bijvoorbeeld bindt aan zuurstof, chloor of zwavel (allemaal atomen die sterker aan de atomen
trekken) worden de elektronen niet geheel eerlijk verdeeld en is het koolstof atoom dus een soort
van zijn elektronen verloren. Je kan nu dus zeggen dat koolstof geoxideerd is.
Hydrogenatie, als een molecuul een elektron opvangt, ontvangt het daarbij vaak een
proton. Je kan dus het volgende zeggen: 𝐴 + 𝑒 − + 𝐻 + → 𝐴𝐻. Dit is een voorbeeld van
een hydrogenatiereactie waarbij A gereduceerd wordt. Je kan daarom vaak kijken naar
het aantal C-H bindingen om vast te stellen of een molecuul erg gereduceerd of
geoxideerd is.
Dehydrogenatie, is het omgekeerde van hydrogenatie en dit is dus een oxidatie reactie.
Hoe minder C-H bindingen een molecuul heeft, hoe meer geoxideerd het is.
Vrij energie en katalyse
Enzymen, ondanks dat enzymen energetically favorable kunnen versnellen, kunnen zij
niet zomaar energetically unfavorable reacties plaats laten vinden. Cellen moeten
echter in staat zijn om energierijke moleculen te bouwen vanuit kleine moleculen.
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller brittheijmans. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $3.21. You're not tied to anything after your purchase.
