H5: stof- en energieomzettingen bij autotrofe organismen PDF

Preview

Summary

samenvatting H5...

Description

H5: Stof- en E.omzettingen bij autotrofen 1. Autotrofe vs heterotrofe organismen  

Autotroof : bepaalde groep v. organismen die hun eigen, vaak ingewikkelde C-vbdn op te bouwen met CO2 als enigste koolstofbron Heterotroof: alle organismen die niet i. staat zijn om zelf hun Erijke C-vbdn aan te maken

Autotrofe organismen Elich Echem

Synt v. organische, Erijke C-vbdn

Heterotrofe organismen Via voeding Erijke Cvbn opnemen

Celademhaling 6O2+6C6H12O6 -> 6 H2O + 6 CO2 + E Eprod voor levensprocessen   

autotrofe organismen: CO2 -> alle nodige C-vbdn Heterotrofe organismen: C-vbdn opnemen uit omgeving fotosynt = vorm van autotrofie: E komt van zon Chemosynt haalt E uit chem verbdn: bv H2S

2. ADP-ATP-systeem 

 

ATP: adenosinetrifosfaat = Edrager bestaande uit: - adenine (org. Base) - Ribose = monosach (5C) - 3 fosfaatgroepen de 3 fosfaatgroep binden vraagt veel E Deze E kan later nog vrijkomen

 

Afbraak ATP: ATP -> ADP + Pi + E ( +/- 30 kJ/mol) Opbouw ATP: ADP + Pi + E -> ATP



ATP = Edrager: wordt opgebouwd in exo-energetische reacties (zetten E vrij) en wordt afgebroken in endo-energetische reacties (E nodig)

Verteren tot voedingsstoffen

3. fotosynt/zetmeelsynt/bladgroenwerking 3.1 Voorwaarden Alg: a) licht en kleur licht b) chlorofyl (bladgroenkorrels) c) CO2 d) H2O

A. licht en kleur licht Experiment 1: licht   

Opst: zetmeelgehalte in (niet)belichte bladdelen onderzoeken met lugol (duid zetmeel aan) Waarn: geen zetmeelsynt ih niet-belichte deel plaatsgevonden Verkl: zetmeel eindproduct v. fotosynt = zetmeelsynthese

Experiment 2: kleur licht (Engelmann 1883)   

Opst: licht doorheen prisma op draad van groenwier + toev v aerobe (zuurstofminnende) bact. Waarn: 02-minnende bact talrijk aanwezig in rood en blauw licht Verkl: rood en blauw licht => licht waar plant meeste O2 prod.

B.chlorofyl (bladgroen)   

Opst: planten in volle licht, daarna ontkleuring blad in kokende alcohol en opsporen zetmeel Waarn: alleen in delen blad waar chlorofyl voorkomt, is er een blauwzwarte verkleuring na toevoegen van lugol => zetmeelvorming Verkl: ook chlorofyl nodig => fotosynt = bladgroenwerking Chlorofyl zorgt voor omzetting Ezon -> Echem = bladgroenwerking

C. CO2   

Opst: a) plant in volle licht en gewone omgevingslucht b) volle licht, maar geen CO2 uit omgevingslucht opn Waarn: bladeren van plant B kleuren niet blauwzwart na toev lugol Verkl: plant B kon geen zetmeel maken => CO2 nodig om zetmeelsynt => fotosynt = CO2-assimilatie

3.2 Globale reactievgl vd fotosynt Licht

6 CO2 + 6 H2O 



chlorofyl

C6H12O6 + 6O2

Fotosynthese: proces waarbij E v. zonlicht wordt gebruikt om glucose/zetmeel aan te maken uit CO2 en H2O. Bij de omzetting van Ezon -> Echem komt chlorofyl tussen. Tijdens het fotosyntheseproces wordt zuurstofgas geproduceerd. Geprod. O2 komt van de H2O moleculen -> experiment adhv isotopen (= gelijke elem met ≠ aant neutronen in kern)

Experiment: aantonen O2 uit H2O  

Opst: groenwieren die in H2O leven met C18O2 (verzwaarde O-atomen) Vgln Licht C6H1218O6 + 6H218O + 6 16O2 1) 6C18O2 + 12H216O chlorofyl 2) 6C16O2 + 12H218O



Licht chlorofyl

C6H1216O6 + 6H216O + 6 18O2

Verkl: 1) toont aan dat zuurstof uit CO2 in glucose en H2O terecht komt 2) toont dat zuurstof uit H2O het zuurstofgas wordt

Belang van geprod. O2 

’s nachts: - ademhaling: O2 -> CO2 - geen fotosynth.



Overdag: - fotosynt. op gang - ademhaling => fotosynt = ademhaling dus alle CO2 v ademhaling wordt verwerkt in fotosynt.

 

Voldoende licht: - fotosynth >> ademhaling  Overschot aan O2 -> afgegeven aan lucht Planten in woonkamer/klas vaak te weinig licht om O2 af te geven

4. Absorptie v. licht door chlorofyl 4.1 Zonlicht als Evorm (zie fys)  

Er gebeuren kernfusies (vorming He) bij hele hoge T waarbij een hoev massa -> E Pigmenten id thylakoïden absorberen een deel vh licht

4.2 Rol van chlorofyl 4.2.1 chlorofyl, pigment in inwendig membraan vd chloroplast    

chlorofylmolec. maken deel uit v. membranen v. thylakoïden & grana Absorptiecentrum ve plant: waaier aan golflengten die geabsorbeerd worden chlorofyl A & B & andere pigmenten absorbeert licht chloroplasten als fotosynthesecentra ->

4.2.2 andere bladpigmenten   

Chromatografie: scheidingstechniek om mengsels v. moleculen (v. pigmenten) te scheiden Bevat stationaire fase (=drager= papier) en mobiele fase (= loopVL) ≠ molec. ve mengsel scheiden naargelang ze op drager geabsorbeerd worden of id loopvl opl. ! polariteit: - pol vbdn: bdn op pol. dragers en/of opl. in pol. VL - apol vbn: bdn op apol. dragers en/of in opl. in apol VL

4.2.3 Absorptiespectra & fotosynt. Actieve pigmenten     

Chlorofyl A & B & andere pigmenten absorberen licht Afh vh soort pigment is dit andere hoeveelheid E (=golflengte) 2 pigmenten absorberen meer E dan elk apart Bv. chl a = 700 nm en chl b = 500 nm Absorptiespectrum ve plant: waaier aan golflengten die geabsorbeerd worden verschil A & B: A: - CH3 groep B: - CHO groep



A: rood & blauw B: geelgroen & oranje Carotenen: oranje-rood Xanthofyllen: geeloranje

4.2.4 Lichtabsorptie door chlorofylmolec 

Geabsorbeerde E wordt gebruikt om e- aan te slaan ( 1 -> 2 )



Opties aangeslagen e- : a) E wordt vrij als warmte b) E wordt als licht vrijgeg => fluorescentie c) E doorgeven aan andere chl. => resonantie-Eoverdr8 d) e- uitstoting -> chl. molec wordt e- donor naar e- acceptor Elich -> Echem Belangrijk in Fotosynthese !

Legende 1) chlorofylmolec -> chl 2) aangeslagen toestand -> chl*

5. verloop vh fotosynth.proces  

doel fotosynth: Elicht -> Echem hiervoor doorloopt 2 soorten reacties: - lichtreacties: licht -> tijdelijke chem vbdn ATP & NADPH - donkerreacties: CO2 -> glucose (Echem) mbv ATP & NAPH

5.1 lichtreacties vd fotosynth.  

Lichtreacties: lichtafh reacties Fotofosforylatie: vorming ATP

Oxidatie en reductie Oxidatie - Hoger OG - verliest e

-

Reductie - lager OG - opnemen v e

-

Verloop fotosynth Lichtreacties -> lichaanhankelijke reacties Lichtabsorptie over antenneChl: Egeabsorbeert licht Chlmolec. fotosyst. dmv resonantie-Eoverdr8 *(Reactiecentra FS1 & FS2: speciaal chl a die met deze E e- afstoot)

fotolyse van H2O FS2: chl.molec ie aangeslagen toestand -> e- uitgestoten: Chl= e-donor e-tekort => halen bij H2O

2H2O -> 4H+ + 4 e- + O2

fotofosforylatie start e-nentransportketen: uitgestoten e-nen

doorgeg mobiel eiwit

doel: e-nen afleveren bij NADP+ E-nentransportketen: p+pomp (eiwit): p+ (H+) door membraan adhv Ee=> ontstaan p+gradiënt (conc.verschil over membraan/bep afstand): hoge conc id thylakoïdruimte = tijdelijke Eopslag (later hiermee ATP gemaakt)*

FS1: e- uitgestoten * e- via e-nentransportketen -> NADP+ gereduc. Tot NADPH

NADP-reductase:

Tekort aan e- aangevuld met uitgestoten e-nen van FS1

NADP+ + 2H+ + 2 e- -> NADPH + H+

ATP-syntase (speciaal eiwitcomplex) : maakt ATP adhv E vd p+gradient (H+)

ATP-Synthase ADP + Pi -> ATP

Eindproducten  

NADPH = waterstofdrager. Bevat E onder vorm v 2 Erijke e-nen ATP = Edrager. Bevat E id vorm v elektrostatische afstoting. (vglbaar met 2 gelijke magneetpolen die tegen elkaar drukken)

Donkerreacties -> lichtonafh.reacties = Calvincyclus stroma CO2 wordt gekoppeld aan C5molec -> C6 vbd

C6-vbdn valt uiteen in 2 moleculen C3

ATP & NADPH & H+ (lichtreacties) - 12 ATP -> 12 ADP + 12 Pi + E - 12 NADPH + 12 H+ -> 12 NADP+ + E => E v ATP & NADPH doet andere (12) C3 vbdn ontstaan

12 C3

2 C3 molec: vorming van glucose (C6) -> E nodig ! sacharose, zetmeel, vetzuren, aminozuren 10 C3: nodig om weer 6 C5-startmolec.te maken dankzij ATP investering

 

Tussenprod. vd Calvincyclus kunnen uitgangspunt vormen voor synth v lipiden en proteïnen E uit lichtreacties wordt id donkerreacties gebruikt om CO2 te bd tot C6H12O6-

Overzicht v licht- en donkerreacties 



De Echem i ATP & NADPH wordt gebruikt in Calvincyclus om v CO2 C-vbdn op te bouwen -> hierbij ontstaat ADP, Pi en NADP+ ADP en Pi en NADP+ kan opnieuw worden ingezet id lichtreacties...