Biologie;
de complete bundel
Nu nóg completer!
,De hoofdstukken staan op volgorde van het PTA RSG Simon Vestdijk,
ingedeeld per periode.
Periode 1
Hoofdstuk 1 uit 5 VWO A: Stofwisseling
Hoofdstuk 2 uit 5 VWO A: DNA
Hoofdstuk 4 uit 5 VWO B: Planten
Hoofdstuk 1 uit 6 VWO A Voeding
Periode 2
Hoofdstuk 5 uit 5 VWO B: Regeling en Waarneming
Hoofdstuk 2 uit 6 VWO A: Transport
Hoofdstuk 3 uit 6 VWO A: Gaswisseling en Uitscheiding
Periode 3
Hoofdstuk 4 uit 6 VWO A: Bescherming
Aan het einde:
Opfrissers uit de 4e klas
, In cellen vindt voortdurend opbouw en afbraak
van stoffen plaats. Het geheel van deze omzettingen in de cellen van een organisme heet de
stofwisseling (metabolisme). Enzymen zorgen voor deze omzettingen. Levende cellen nemen stoffen
op uit hun omgeving, zetten stoffen om, en geven weer stoffen af aan hun omgeving. Hetzelfde met
energie. Cellen met chlorofyl (bladgroenkorrels) kunnen energie in de vorm van licht opnemen.
Andere cellen moeten energierijke stoffen opnemen. De energie in energierijke stoffen heet de
chemische energie. Onbruikbare stoffen en warmte worden weer aan de omgeving afgestaan.
Bij een deel van de stofwisselingsreacties ontstaan uit kleine moleculen grote organische moleculen.
De opbouw van zo’n organisch molecuul heet assimilatie. Koolhydraten, vetten, eiwitten en DNA zijn
bijvoorbeeld organische stoffen.
Door de afbraak van organische moleculen komt er energie beschikbaar. De afbraak van organische
stoffen heet dissimilatie. De energie die voor assimilatie nodig is, kan van dissimilatie komen. De
energie van dissimilatie wordt ook gebruikt voor andere processen in de cel, zoals transport.
Je hebt organische en anorganische stoffen. Organische stoffen zijn koolstofverbindingen. Bij alle
organische stoffen bevatten de moleculen één of meer ketens van koolstofatomen. Ze bevatten ook
altijd waterstof (H), en soms ook zuurstof (O). ook stikstof (N), zwavel (S) en fosfor (P) komen vaak
voor. De koolstofbinding is energierijk. Een metaalion kan wel ingebouwd zijn in organische
moleculen. Glucose is een organische stof met een best korte koolstofketen.
Er zijn ook een paar kleine moleculen waarin slechts één koolstofatoom zit, zoals koolstofdioxide,
koolstofmono-oxide en carbonaten. Dit zijn anorganische stoffen.
Planten en cyanobacteriën zijn autotroof. Ze kunnen glucose vormen uit de anorganische stoffen
koolstofdioxide en water. Dit proces heet koolstofassimilatie. Hiervoor is energie nodig, wat
autotrofe organismen halen uit licht (fotosynthese).
Heterotrofe organismen kunnen dit niet. Zij moeten voor de opbouw van hun cellen organische
stoffen als voedsel opnemen.
In de voortgezette assimilatie is glucose de grondstof voor de vorming van andere koolhydraten,
vetten, eiwitten en DNA. Voor de voortgezette assimilatie in autotrofe organismen zijn onder andere
mineralen als nitraten en fosfaten nodig.
Stofwisselingsprocessen waarvoor energie nodig is, zoals assimilatie, zijn gekoppeld aan de splitsing
van ATP. ATP wordt gevormd bij de fotosynthese in de chloroplasten en bij de verbranding in de
mitochondriën. Moleculen van de stof ATP (adeninetrifosfaat) transporteren energie naar waar in de
cel dat nodig is. ATP is een nucleotide, één van de bouwstenen van nucleïnezuren. ATP bestaat uit
adenosine, wat is opgebouwd uit adenine en ribose, en drie fosfaatgroepen. In de bindingen tussen
de fosfaatgroepen zit veel energie.
Als de derde fosfaatgroep afsplitst, ontstaat er ADP (adeninedifosfaat). De energie wat bij het
breken van die binding vrijkomt, kan voor een hoop processen worden gebruikt. ADP ontstaat dus
,bij een dissimilatie of een lichtreactie. De energie die hierbij beschikbaar kom, word gebruikt om een
extra fosfaatgroep aan een ADP molecuul te koppelen. Zo ontstaat ATP. Dit heet fosforylering.
Enzymen zijn eiwitten. Een enzymmolecuul heeft daardoor ene ruimtelijke vorm met veel knikken en
lussen. Ergens in het enzym zit het actieve centrum, dit is een deel van het eiwitmolecuul waar de
reactie plaatsvind. De stof waarop een enzym inwerkt, heet het substraat.
Het substraatmolecuul past precies in het actieve centrum van het enzym. Zodra het
substraatmolecuul zich bind aan de actieve plaats, vindt de reactie plaats. Op het moment van de
binding ontstaat het enzym-substraatcomplex.
De naam van een enzym is vaak de naam van het substraat ervan met als uitgang -ase. Een stof die
bij de reactie ontstaat, heet het product. Een reactie kan vaak twee kanten op. Dit wordt
weergegeven met een dubbele pijl. Bovenop de pijl staat het enzym.
ATPases zijn een groep van enzymen die in de membranen van cellen of celorganellen zitten. Het zijn
grote eiwitcomplexen die ionen door het celmembraan kunnen transporteren. Dit gaat een soort
van tegen de stroom in, de osmotische waarde in de cel is al tering hoog maar ATPases denken “Hey,
how about a little more?” Dit transport vergt dus een hele hoop energie. Dit halen de ATPases uit de
omzetting van ATP naar ADP en fosfaat. ATPase kan ook ATP synthetiseren uit ADP en fosfaat.
Veel enzymen hebben nog een ander molecuul nodig om goed te werken, dit molecuul heet dan de
cofactor. Als een enzym een cofactor nodig heeft heet het enzym een apo-enzym. Een cofactor kan
een organische of anorganische stof zijn, als het een organische stof is, heet het ook wel ene co-
enzym. Veel vitamines, maar ook ATP en NADP zijn co-enzymen.
Een enzym verlaagt de activeringsenergie. Bij stofwisselingsprocessen is de energiedrempel vrij
hoog. (zie voor activeringsenergie je scheikundeboek. Heb je geen scheikunde? Da’s balen, maar ik
ga die hele bijbel aan informatie niet hier overtikken.)
Handig om te weten over enzymen:
- Ze zijn specifiek: elk enzym slechts inwerken op één stof, of één groep stoffen
- De vorm is na de reactie niet veranderd. Elk enzym kan vaak een reactie mogelijk maken
- Enzymen zijn al in kleine hoeveelheden werkzaam. Eén molecuul van het enzym urease kan
per seconde tienduizend ureummoleculen omzetten.
De snelheid waarmee een enzym een reactie versnelt, heet de enzymactiviteit. Deze wordt
uitgedrukt in de hoeveelheid substraat die per tijdseenheid wordt omgezet of in de hoeveelheid
reactieproduct per tijdseenheid. Factoren die de enzymactiviteit beïnvloeden zijn:
- Temperatuur
- Zuurgraad
- Concentratie van deelnemende stoffen
- Bindingen met stoffen die de activiteit kunnen verhogen/remmen
Onder de minimumtemperatuur is er geen enzymactiviteit. De moleculen bewegen te traag om E-S
complexen (enzym-substraat complexen) te vormen. Als de temperatuur stijgt, neemt de
enzymactiviteit steeds toe, tot een bepaald punt. Als enzymen te heet worden, verliezen ze hun
ruimtelijke structuur. Dit is onomkeerbaar, enzymen zijn gewoon stuk nu. Hoe heter, hoe meer
enzymen hun structuur verliezen, maar alle overgebleven enzymen gaan wel harder werken. Als je
bij de optimumkromme een horizontale lijn trekt, snijd hij de optimumkromme aan twee kanten.
, Het warme en het koude snijpunt. Bij het warme snijpunt wordt dus meer substraat geproduceerd.
Tot de maximumtemperatuur, hier zijn alle enzymen kapot.
De activiteit is ook afhankelijk van de zuurgraad van de oplossing. Een verandering in PH zorgt ervoor
dat bij het enzym het actieve centrum verandert. Het ene enzym werkt beter bij een bepaald PH dan
de andere.
Het functioneren van enzymen wordt ook bepaald door de stoffen waarvan de moleculen bindingen
aangaan met de enzymmoleculen. Door de bindingen veranderd de ruimtelijke structuur en de
chemische eigenschappen van het enzym. Dit kan ervoor zorgen dat het beter gaat werken, dan is de
stof een activator, of juist slechter in welk geval de stof een remmer (remstof) is.
Enzymatische reacties maken deel uit van een groter geheel van stofwisselingsreacties
(reactieketens). Het eindproduct van deze grote reactie kan als remstof werken op het enzym. Zo
kan een evenwicht gemaakt worden.
De meeste autotrofe organismen krijgen de energie die nodig is voor de koolstofassimilatie door
gebruik te maken van licht. Organismen die dit doen, heten foto-autotroof. Koolstofassimilatie met
behulp van licht(energie) heet fotosynthese.
Planten en cyanobacteriën bevatten chlorofyl. Bij planten zit chlorofyl in de celmembranen en in de
chloroplasten (bladgroenkorrels). In de bladgroenkorrels liggen een soort stapels met munten. Eén
zo’n tablet heet een thylakoïd. Rondom de thylakoïden ligt de stroma.
De glucose die bij de fotosynthese ontstaat, wordt bij planten vrijwel meteen omgezet in zetmeel.
De intensiteit van de fotosynthese wordt door verschillende factoren bepaald. De factor die de
maximale intensiteit bepaald, heet de beperkende factor.
Fotosynthese bestaat uit twee samenhangende reactieketens. De fotosynthese begint met de
reactie waar licht voor nodig is. Dit heten dan ook de lichtreacties. Bij de andere reactieketen is geen
licht nodig. Dit zijn de donkerreacties.
In de lichtreacties die plaatsvinden op de membranen van de thylakoïde wordt de energie van het
geabsorbeerde licht gebruikt voor de splitsing van water en het energierijk maken van de
elektronen. Deze energierijke elektronen en waterstofionen worden door transportmoleculen naar
de donkerreacties getransporteerd. In de donkerreacties die plaatsvinden in het stroma van de
chloroplast worden de energie en de waterstofionen gebruikt bij de vorming van glucose.
Koolstofdioxide is hier de koolstofbron. De donkerreacties vinden direct na de lichtreacties plaats.
In de membranen van de thylakoïden liggen twee typen chlorofyl (fotosysteem I en II) en een
elektronentransportketen met elektronenacceptoren en enzymmoleculen bij elkaar.
Fotosysteem I is eerder ontdekt dan II.
Bij de splitsing van water ontstaan waterstofionen (2H+ protonen), 2e- elektronen en zuurstof (1/2
O2). De waterstofionen komen in de thylakoïderuimte terecht. Zuurstof gaat weg, of wordt gebruikt
bij de dissimilatie in de mitochondriën. De elektronen worden in PS II (fotosysteem II) met behulp
van lichtenergie energierijk gemaakt. Deze energie verliezen ze weer als ze door de transportketen
naar PS I vervoerd worden. Enzymen in de elektronentransportketen gebruiken deze energie om
meer H+ ionen vanuit het stroma naar de thylakoïderuimte te pompen. Als de elektronen dan in PS I
aankomen, worden ze weer opnieuw met lichtenergie energierijk gemaakt.
