[home]
[inhoud site][Inhoud bovenbouw][practicum][links]

 

Samenvatting examenstof biologie VWO - vernieuwde tweede fase

Domein: D4

Celprocessen

Centraal examen

Je kunt verschillende celprocessen, o.a. assimilatie- en dissimilatieprocessen, onderscheiden en in verband brengen met verschillende organisatieniveaus, en aangeven welke factoren daarop van invloed zijn.

Benodigde voorkennis uit onderbouw:

  • bouw van planten;
  • functies van plantaardige weefsels;
  • verbranding;
  • fotosynthese.

Benodigde voorkennis uit andere subdomeinen

  • Uit subdomein B2: vorm en functie van celorganellen;
    • kern;
    • chloroplasten;
    • mitochondriën;
    • endoplasmatisch reticulum;
    • lysosomen;
    • Golgi-systeem;
  • Uit subdomein D5: enzymwerking.
Stofwisseling

Je moet:

  • kunnen aangeven dat stofwisselingsprocessen zich in de cellen van een organisme afspelen.
    • de begrippen dissimilatie en assimilatie kunnen gebruiken.
  • kunnen aangeven dat ATP de energiebron is voor onder andere synthese van stoffen, beweging en actief transport van stoffen.

Stofwisseling

Assimilatie

  • Opbouwreacties
    • Omzetten van kleine moleculen in grotere organische moleculen.
    • Energie voor nodig.
      • Endotherme reacties.

Dissimilatie

  • Afbraakreacties
    • Grote(re) organische moleculen worden afgebroken tot kleinere moleculen.
    • Energie komt vrij.
      • Exotherme reacties.
    • Energie wordt tijdelijk vastgelegd in ATP .
      • ADP + Pi + E (energie) --> ATP
      • Deel van de energie komt vrij als warmte.
    • ATP kan door andere celonderdelen gebruikt worden als energieleverancier.
      Gebruikt voor:
      • assimilatie (synthese van stoffen);
      • beweging;
      • actief transport.
Koolstofassimilatie

Je moet:

  • kunnen aangeven dat in planten bij de opbouw (assimilatie) van organische stoffen energie wordt vastgelegd.
  • kunnen aangeven dat energie voor fotosynthese afkomstig is van licht en onder andere wordt vastgelegd in ATP.
  • de reactievergelijking van de fotosynthese kunnen geven, en daarbij de functie van de chloroplasten kunnen aangeven:
    6CO2 + 12 H2O + E --> C6H12O6 + 6H2O + 6O2
  • kunnen aangeven hoe de fotosynthese verloopt:
    • tijdens lichtreacties waterontleding dankzij zonne-energie, vorming van ATP en aan co-enzym NADP gekoppelde waterstof;
    • tijdens donkerreacties productie van glucose uit een voorraad C-verbindingen en koolstofdioxide met gebruik van producten uit de lichtreactie.

Gebruik Binas of Biodata

Koolstofassimilatie

  • Vorming van glucose uit koolstofdioxide en water (of een andere waterstofdonor).
  • Energie wordt uiteindelijk vastgelegd in glucose.
    • Fotosynthese en chemosynthese.

Fotosynthese (Ipad)

  • Energie wordt geleverd door het zonlicht.
  • Zonlicht wordt opgevangen door chloroplasten (bladgroenkorrels).
  • Nodig:
    • water uit de bodem;
    • koolstofdioxide uit de lucht via de huidmondjes;
      Gaswisseling blad
  • Gevormd:
    • glucose;
    • zuurstof blijft over.
  • Bruto reactievergelijking:
    6CO2 + 12 H2O + E(nergie) --> C6H12O6 + 6H2O + 6O2
    • Lichtreactie (Ipad)
      • Waterontleding m.b.v. zonne-energie.
        • Zuurstof gaat plant uit (behalve deel dat voor de dissimilatie gebruikt wordt).
        • Waterstof wordt aan een co-enzym (NADP) gekoppeld --> NADPH2.
      • Vorming ATP.
        • ADP + Pi + E --> ATP
      • Netto reactie:
        12H2O + 12 NADP + Pi + E --> 12 NADPH2 + 6O2 + ATP
    • Donkerreactie (lichtonafhankelijke reactie)
      • Vorming van glucose met behulp van producten uit de lichtreactie.
        • CO2 wordt via de Calvincyclus gebruikt om glucose te vormen.
        • ATP uit de lichtreactie wordt gebruikt.
          • ATP --> ADP + Pi + E
        • NADPH2 uit de lichtreactie levert de waterstof.
      • Netto reactie:
        6CO2 + 12 NADPH2 + ATP --> C6H12O+ 6H2O + ADP + Pi

Lichtreactie en donkerreactie

Chemosynthese

  • Energie afkomstig uit oxidatie van een anorganische stof.
    • Bij de oxidatie komt energie vrij (vastgelegd in ATP).
    • Energie (ATP) wordt gebruikt om glucose te vormen.
  • Komt voor bij bepaalde autotrofe bacteriën:
    • zwavelbacteriën;
    • nitrificerende bacteriën;
      • nitrietbacteriën;
      • niraatbacteriën.
Voortgezette assimilatie

Je moet kunnen aangeven dat bij alle cellen voortgezette assimilatie plaatsvindt waarbij:

  • glucose de grondstof is voor de opbouw van andere koolhydraten en van vetten;
  • aminozuren de bouwstenen zijn voor eiwitten;
  • bij planten aminozuren en nucleotiden worden gevormd uit glucose en anorganische stikstof- en zwavelverbindingen die zijn opgenomen uit de bodem.

Voortgezette assimilatie

Bij autotrofe organismen

  • Glucose wordt omgezet in organische stikstofverbindingen (stikstofassimilatie):
    • aminozuren;
    • nucleotiden.
  • Nodig:
    • anorganische stikstofverbindingen uit de bodem.
      • In ieder geval NO3- (nitraat).
      • In mindere mate ook SO42- (sulfaat).

Zowel bij autotrofe als heterotrofe organismen

  • Omzetten van kleine organische moleculen in grotere.
    • Vorming van andere organische stoffen (vetten en andere koolhydraten) uit glucose.
    • Vorming van eiwitten uit aminozuren.
Dissimilatie

Je moet:

  • kunnen aangeven dat er verschillende vormen zijn van dissimilatie van organische stoffen waarbij energie wordt vrijgemaakt.
  • de reactievergelijking van de aërobe dissimilatie van glucose kunnen geven:
    C6H12O6 + 6H2O + 6O2 --> 6CO2 + 12 H2O + E + E.
    • kunnen aangeven hoe de aërobe dissimilatie van glucose verloopt:
    • eerste fase in het cytoplasma met geringe ATP-productie (glycolyse);
    • voortzetting in de mitochondriën (citroenzuurcyclus);
    • vrijkomende energie wordt vastgelegd in ATP of komt vrij als warmte;
    • oxidatieve fosforylering:
      • ADP + Pi + E --> ATP ( elektronentransportketen; protonenpomp; ATP-synthase).
  • kunnen aangeven dat de ATP-productie per molecuul glucose bij anaërobe dissimilatie geringer is dan bij aërobe dissimilatie doordat energierijke stoffen, melkzuur of alcohol (ethanol), als eindproduct ontstaan.

Gebruik Binas of Biodata

Aërobe dissimilatie (celademhaling) (Ipad)

  • Afbraak met behulp van zuurstof (verbranding).
  • Brandstof meestal glucose.
    • Levert veel ATP.
    • Bruto reactievergelijking:
      C6H12O6 + 6H2O + 6O2 --> 6CO2 + 12 H2O + E (38ATP)
  • Verloop van het proces:
    • Glycolyse (Ipad)
      • C6H12O6 --> 2 pyrodruivenzuur + 2 ATP + 2 NADH2
      • Vindt plaats in het cytoplasma.
    • Citroenzuurcyclus
      Citroenzuurcyclus animatie
      (Ipad)
      • Vindt plaats in de mitochondriën.
      • Pyrodruivenzuur wordt via azijnzuur volledig afgebroken tot CO2 en H2O.
      • Vrijgekomen waterstof wordt gebonden aan NAD --> NADH2 .
        • In totaal 10 NADH2 .
    • Eindoxidatie (oxidatieve fosforylering) (Ipad)
      • Van NADH (afkomstig uit de glycolyse en de citroenzuurcyclus) worden H+-ionen afgesplitst.
        • De daarbij vrijkomende elektronen worden via een elektronentransportketen van de ene stof op de andere overgebracht.
        • Een deel van de daarbij vrijkomende energie wordt gebruikt door het enzym ATP-synthase om ATP te vormen uit ADP.
          ADP + P
          i + E --> ATP
        • Een deel van de energie komt vrij als warmte.
        • Eiwitten in membranen (de zogenaamde protonenpomp of waterstofpomp) zorgen ervoor dat H+-ionen (protonen) actief door de membranen worden van de mitochondriën worden getransporteerd.
        • Uiteindelijk wordt zuurstof gereduceerd tot water.
          12 NADH2 + 6O2 + 36ADP + 36 Pi --> 12 NAD + 12 H2O + 36 ATP
    • De meeste ATP wordt gevormd in de mitochondriën bij de eindoxidatie.

RQ = respiratoir Quotiënt
Dit niet leren. je moet er alleen mee kunnen werken.

  • RQ = hoeveelheid CO2 die vrijkomt gedeeld door de hoeveelheid O2 die nodig is (CO2/O2).
  • Door bij de gaswisseling opgenomen O2 en afgegeven CO2 te meten, kan de RQ van een organisme bepaald worden.
  • Behalve glucose kunnen ook vetten en eiwitten als brandstof voor de dissimilatie gebruikt worden.
  • De RQ-waarde is kenmerkend voor de gebruikte brandstof.
    • Hoe lager de RQ - hoe hoger de energetische waarde van de brandstof.
    • Koolhydraten --> RQ = 1.
    • Vetten --> RQ = 0,7.
    • Eiwitten --> RQ = 0,9.

Gebruik Binas of Biodata

Anaërobe dissimilatie

  • Afbraak zonder zuurstof (gisting)
  • Glucose wordt onvolledig afgebroken.
    • Er blijft een energierijke stof over:
      • ethanol;
      • melkzuur.
  • Levert minder ATP dan aërobe afbraak:
    • 2 ATP per molecuul glucose.

    Alcoholgisting

  • Bij gistcellen, bepaalde bacteriën en planten.
  • CO2 en ethanol (alcohol) blijven over.
  • Reactievergelijking
    C6H12O6 + 2 ADP + 2Pi --> 2CO2 + 2 C2H5OH (ethanol) + E (2 ATP)
  • Verloop van het proces:
    • glycolyse; (Ipad)
    • omzetting van pyrodruivenzuur in ethanal;
    • ethanal wordt omgezet in ethanol.

Melkzuurgisting

  • Bij bepaalde bacteriën en gewervelde dieren (in de spieren).
  • Melkzuur blijft over.
  • Reactievergelijking:
    C6H12O6 + 2 ADP + 2Pi --> 2 C3H6O3 (melkzuur) + E (2 ATP)
  • Verloop van het proces:

© scholte/marree 2009