Hoofdstuk 3: Energieproductie door organismen
3.1 De noodzaak aan energieproductie
Alle chemische processen-> nood aan energie in de vorm van ATP (adenosine
trifosfaat)
Belangrijkste bron van ATP-> glucose, een sacharide, wordt door organismen
verbrand via de celademhaling: C6H12O6+ 6O2 6CO2+ 6H2O + energie
Om aan glucose te komen:-> mens moet ander organismen eten
-> planten zelf glucose produceren
=fotosynthese: 6CO 2+ 6H2O + licht
C6H12O6+ 6O2
3.2 Verdere indeling van organismen
Twee grote groepen:
1. Autotrofe organismen
= zelf voeding maken-> glucose
-> chemo-autotrofen: bacteriën -> gebruiken anorganische verbindingen
als E-bron vb. ammonium,zwavel,H2-> deze geproduceerde energie (E)
word gebruikt om uit CO2 energierijke organische verbindingen te maken
vb. nitrificerende bacteriën, zwavelbacteriën
2. Heterotrofe organismen
= andere opeten als voeding
3.3 ATP als universele energieleverancier
Wat is ATP?
ATP= energiedrager
Waarom kan ATP energie opslaan?
Voeding-> energie-> metabolisme
-> in chemische bindingen : vertering -> katabole reactie
E vastleggen in ATP
= oplaadbare batterij
ATP/ADP systeem
Elke fosfaatgroep in ATP heeft een negatieve lading PO 43- waardoor ze elkaar
willen afstoten. Maar ze worden bij elkaar gehouden door een chemische binding:
ze worden dus verplicht om dicht bij elkaar te liggen. Dit zorgt voor veel spanning
in de binding, dus wanneer de binding gebroken wordt, komt die spanning vrij en
dat verklaart de grote hoeveelheid energie die vrijkomt. ADP+P i +30kJ/mol ↔ ATP
1
,3.4 Fotosynthese
Inleiding
vorm van biosynthese= opbouwreactie , anabolisme
sachariden produceren door gebruik te maken van licht
algemene reactievgl zie p.1-> voor de pijl=reagentia, na de pijl=product
=> doel: productie van energierijke C-verbindingen
nodig:-> licht via chloroplasten
-> koolstofbron via huidmondjes
-> H2O via wortels
=> zuurstofgas is restproduct , dus geven ze af via huidmondjes
bladgroen=chlorofyl=mengsel van fotosynthesepigmenten -> breed
absorptiespectrum
licht E chemische E
belangrijke fotosynthesemoleculen: caroteen ( oranje kleur in wortels), xanthofyl
(veroorzaken de herfstkleuren)
opvangen van licht gebeurt via trillingen of resonantie
Wat is licht?
licht is een elektromagnetische golf (EM golf)
licht-> duaal karakter: golf
deeltje (partikel)
zichtbaar licht: 400nm-700nm (paars-rood)
planten absorberen vooral rood en blauwviolet licht, groen wordt vooral
gereflecteerd-> groene blaadjes
Binnen de fotosynthese onderscheiden we twee grote
reacties:
1. De lichtreactie (in grana) licht E -> chemische E
(ATP en NADHPH)
2. De donkerreactie (in stroma) chemische E+CO2 ->
glucose (C6H1206)
De lichtreactie
-> In fotosysteem 2: fotolyse = splitsen van water o.i.v. licht E met het vormen
van O2 als gevolg.
3H 2O (licht) 4H++4e-+O2 naar buiten
Via eiwit naar H + - pomp
voor actief transport
H+ naar lumen thylakoïde
-> In fotosysteem 1: fotofosforylatie = aanmaak van ATP vanuit ADP door licht
(einde van fotosysteem 1) -> e - geëxciteerd door lichtenergie
via eiwit naar NADPH-reductase
e- en H+ - drager: NADP+ + 2H+ +2e- NADPH+H+
energiearm energierijknaar
2
, donkerreactie
-> ATP-synthase: H+ via diffusie van lumen thylakoïde naar stroma (-
>concentratiegradiënt)
ADP+P i +30 kJ/mol ATP
fotofosforylatie naar donkerreactie
=> eindproducten lichtreactie: -> ATP
-> NADPH (e - , H+ )
-> O 2
Nettoreactie van de lichtreactie:
12H2O + 12NADP+ +24H+ +24e- +n ADP +n Pi + licht 6O2 +12NADPH +12H+ +
n ATP
=> lichtenergie omgezet naar chemische stoffen die redelijk onstabiel zijn en dus
veel energie bevatten-> tijdelijke energieopslag die nog omgezet moet worden
naar stabielere stoffen voor lange termijnopslag. Hiervoor zullen ATP en NADPH
de energie, elektronen en protonen nodig voor de volgende fase, overbrengen
naar de donkerreactie.
De donkerreactie
“licht-onafhankelijke reactie”
de reactie heeft wel stoffen en chemische energie uit de lichtreacties nodig.
Daarom zal de donkerreactie na verloop van tijd ook stilvallen bij gebrek aan
licht.
-> Calvincyclus, vindt plaats in het stroma van de chloroplasten
=> doel: glucose produceren
3
3.1 De noodzaak aan energieproductie
Alle chemische processen-> nood aan energie in de vorm van ATP (adenosine
trifosfaat)
Belangrijkste bron van ATP-> glucose, een sacharide, wordt door organismen
verbrand via de celademhaling: C6H12O6+ 6O2 6CO2+ 6H2O + energie
Om aan glucose te komen:-> mens moet ander organismen eten
-> planten zelf glucose produceren
=fotosynthese: 6CO 2+ 6H2O + licht
C6H12O6+ 6O2
3.2 Verdere indeling van organismen
Twee grote groepen:
1. Autotrofe organismen
= zelf voeding maken-> glucose
-> chemo-autotrofen: bacteriën -> gebruiken anorganische verbindingen
als E-bron vb. ammonium,zwavel,H2-> deze geproduceerde energie (E)
word gebruikt om uit CO2 energierijke organische verbindingen te maken
vb. nitrificerende bacteriën, zwavelbacteriën
2. Heterotrofe organismen
= andere opeten als voeding
3.3 ATP als universele energieleverancier
Wat is ATP?
ATP= energiedrager
Waarom kan ATP energie opslaan?
Voeding-> energie-> metabolisme
-> in chemische bindingen : vertering -> katabole reactie
E vastleggen in ATP
= oplaadbare batterij
ATP/ADP systeem
Elke fosfaatgroep in ATP heeft een negatieve lading PO 43- waardoor ze elkaar
willen afstoten. Maar ze worden bij elkaar gehouden door een chemische binding:
ze worden dus verplicht om dicht bij elkaar te liggen. Dit zorgt voor veel spanning
in de binding, dus wanneer de binding gebroken wordt, komt die spanning vrij en
dat verklaart de grote hoeveelheid energie die vrijkomt. ADP+P i +30kJ/mol ↔ ATP
1
,3.4 Fotosynthese
Inleiding
vorm van biosynthese= opbouwreactie , anabolisme
sachariden produceren door gebruik te maken van licht
algemene reactievgl zie p.1-> voor de pijl=reagentia, na de pijl=product
=> doel: productie van energierijke C-verbindingen
nodig:-> licht via chloroplasten
-> koolstofbron via huidmondjes
-> H2O via wortels
=> zuurstofgas is restproduct , dus geven ze af via huidmondjes
bladgroen=chlorofyl=mengsel van fotosynthesepigmenten -> breed
absorptiespectrum
licht E chemische E
belangrijke fotosynthesemoleculen: caroteen ( oranje kleur in wortels), xanthofyl
(veroorzaken de herfstkleuren)
opvangen van licht gebeurt via trillingen of resonantie
Wat is licht?
licht is een elektromagnetische golf (EM golf)
licht-> duaal karakter: golf
deeltje (partikel)
zichtbaar licht: 400nm-700nm (paars-rood)
planten absorberen vooral rood en blauwviolet licht, groen wordt vooral
gereflecteerd-> groene blaadjes
Binnen de fotosynthese onderscheiden we twee grote
reacties:
1. De lichtreactie (in grana) licht E -> chemische E
(ATP en NADHPH)
2. De donkerreactie (in stroma) chemische E+CO2 ->
glucose (C6H1206)
De lichtreactie
-> In fotosysteem 2: fotolyse = splitsen van water o.i.v. licht E met het vormen
van O2 als gevolg.
3H 2O (licht) 4H++4e-+O2 naar buiten
Via eiwit naar H + - pomp
voor actief transport
H+ naar lumen thylakoïde
-> In fotosysteem 1: fotofosforylatie = aanmaak van ATP vanuit ADP door licht
(einde van fotosysteem 1) -> e - geëxciteerd door lichtenergie
via eiwit naar NADPH-reductase
e- en H+ - drager: NADP+ + 2H+ +2e- NADPH+H+
energiearm energierijknaar
2
, donkerreactie
-> ATP-synthase: H+ via diffusie van lumen thylakoïde naar stroma (-
>concentratiegradiënt)
ADP+P i +30 kJ/mol ATP
fotofosforylatie naar donkerreactie
=> eindproducten lichtreactie: -> ATP
-> NADPH (e - , H+ )
-> O 2
Nettoreactie van de lichtreactie:
12H2O + 12NADP+ +24H+ +24e- +n ADP +n Pi + licht 6O2 +12NADPH +12H+ +
n ATP
=> lichtenergie omgezet naar chemische stoffen die redelijk onstabiel zijn en dus
veel energie bevatten-> tijdelijke energieopslag die nog omgezet moet worden
naar stabielere stoffen voor lange termijnopslag. Hiervoor zullen ATP en NADPH
de energie, elektronen en protonen nodig voor de volgende fase, overbrengen
naar de donkerreactie.
De donkerreactie
“licht-onafhankelijke reactie”
de reactie heeft wel stoffen en chemische energie uit de lichtreacties nodig.
Daarom zal de donkerreactie na verloop van tijd ook stilvallen bij gebrek aan
licht.
-> Calvincyclus, vindt plaats in het stroma van de chloroplasten
=> doel: glucose produceren
3
