Waarom koolstofverbindingen met veel waterstof bij oxidatie veel energie
opleveren.
Organische verbindingen bevatten potentiële energie door de elektronen in de bindingen tussen
atomen. Complexe moleculen die veel potentiële energie met zich meedragen worden
afgebroken in kleinere afvalproducten die minder energie bevatten. Een deel van deze energie
kan gebruikt worden om arbeid te verrichten, een deel gaat verloren als warmte.
Fermentatie is een katabool proces waarbij suikers of andere brandstoffen deels worden
afgebroken zonder het gebruik van zuurstof. De meest efficiënte katabole route is aerobe
ademhaling, hierbij wordt zuurstof gebruikt. Sommige prokaryoten gebruiken andere stoffen dan
zuurstof om chemische energie te verkrijgen, dit is anaerobe ademhaling.
Koolhydraten, vetten en eiwitten uit voedsel kunnen als brandstof dienen. Een grote bron van
koolhydraten bij dieren is zetmeel, dit kan afgebroken worden tot glucose. De afbraak van
glucose is exergoon. Dit wil zeggen dat de ∆G < 0: de producten bevatten minder energie dan de
reactanten en de reactie kan spontaan verlopen. Toch oxideert glucose niet uit zichzelf in een
cel omdat hij eerst een activeringsenergie moet bereiken.
Redox reacties
Katabole routes die glucose afbreken leveren energie op, dit komt omdat er een
elektronenoverdracht tijdens de reactie plaats vindt. De ‘’verhuizing’’ van de elektronen laten
energie vrijkomen wat opgeslagen is in de moleculen. Deze energie wordt gebruikt om ATP te
synthetiseren.
De elektronenoverdracht tussen de ene reactant en de ander wordt een redox reactie genoemd.
Het verlies van een elektron is de oxidatie en de opname van een elektron is de reductie. De
reductor doneert de elektronen en wordt geoxideerd, de acceptor is de oxidator en wordt
gereduceerd doordat door het opnemen van een elektron de lading negatiever wordt.
Er is energie nodig om een elektron van een atoom weg te duwen. Hoe elektronegatiever het
atoom is hoe meer energie er nodig is om een elektron ervan te halen. Een elektron verliest
potentiële energie als het van een minder elektronegatief atoom naar een sterk elektronegatief
atoom beweegt. Het O atoom is super elektronegatief, als er bij een redoxreactie atomen naar
de O getrokken worden komt die potentiële energie vrij wat gebruikt kan worden in de cel.
Oxidatie tijdens cellulaire ademhaling
Tijdens de cellulaire ademhaling wordt glucose en andere stoffen uit voedsel geoxideerd.
Glucose geeft elektronen af en zuurstof neemt elektronen op. Hierbij wordt glucose dus
geoxideerd en zuurstof gereduceerd. De elektronen verliezen langs deze weg potentiële energie
waardoor energie vrijkomt.
Moleculen die veel waterstof hebben zijn een goede brandstof. Hun energie komt vrij als deze
door het energie gradiënt naar zuurstof gaan. Je ziet dus over het algemeen brandstoffen met
meerdere C-H bindingen geoxideerd worden in producten met meerdere C-O bindingen.
, Energie oogst door elektronen transport keten
Het is belangrijk bij de afbraak van glucose dat alle energie
niet in een keer vrij komt. Er worden meerdere kleine
reacties uitgevoerd om glucose af te breken, elke reactie
heeft weer een nieuwe activeringsenergie die overwonnen
moet worden waardoor de energie niet in 1 klap vrij komt.
Tijdens bepaalde stappen reist een elektron met een
proton (H atoom) naar een elektrondrager. Dit is een co-
enzym Nicotinamide Adenine Dinucleotide. Dit enzym kan
makkelijk tussen zijn geoxideerde vorm (NAD+) en
gereduceerde vorm (NADH) verwisselen.
Dehydrogenase verwijderd twee waterstof atomen van
glucose waardoor deze geoxideerd wordt. Het enzym
levert dit aan het co-enzym NAD+ waardoor NADH
gevormd wordt, het overgebleven H+ ion wordt aan de
omgeving vrij gelaten. Elektronen verliezen heel weinig
potentiële energie als ze van glucose naar NAD+
getransporteerd worden. Elk NADH molecuul gevormd
tijden de ademhaling staat voor opgeslagen energie
waarvan ATP gemaakt kan worden.
Aan het einde van deze elektronen transport keten vangt
zuurstof de elektronen en H+ op waardoor water ontstaat.
(prokaryoten met een anaerobe ademhaling hebben een
andere elektronenacceptor aan het einde van de keten).
Elektronen transport van NADH naar zuurstof is een exergone reactie (∆G < 0). In de elektronen
transport keten heeft elke volgende acceptor en beter affiniteit voor de elektronen waardoor de
elektronen uit glucose makkelijk O2 aan het einde bereiken. De route is dus: glucose → NADH
→ elektronen transport keten → zuurstof.
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 Deempio. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $5.34. You're not tied to anything after your purchase.
