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.
Voordelen van het kopen van samenvattingen bij Stuvia op een rij:
Verzekerd van kwaliteit door reviews
Stuvia-klanten hebben meer dan 700.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet je zeker dat je de beste documenten koopt!
Snel en makkelijk kopen
Je betaalt supersnel en eenmalig met iDeal, creditcard of Stuvia-tegoed voor de samenvatting. Zonder lidmaatschap.
Focus op de essentie
Samenvattingen worden geschreven voor en door anderen. Daarom zijn de samenvattingen altijd betrouwbaar en actueel. Zo kom je snel tot de kern!
Veelgestelde vragen
Wat krijg ik als ik dit document koop?
Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.
Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?
Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.
Van wie koop ik deze samenvatting?
Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper Deempio. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €4,99. Je zit daarna nergens aan vast.
