Examen Voorbereiding Stofwisseling

Transcriptie

1 Examen Voorbereiding Stofwisseling Teylingen College Leeuwenhorst 2015/2016

2 Thema 1 Stofwisseling Begrippenlijst: Begrip Organische stoffen Anorganische stoffen Enzymen Assimilatie Chemische energie Koolstofassimilatie Voortgezette assimilatie Dissimilatie Dissimilatie van glucose ATP ADP Aerobe dissimilatie Anaerobe dissimilatie Huidmondjes Assimilatieproducten Capillaire werking Verklaring Complex gebouwde stoffen met een C-H (koolstof-waterstof) binding. Bevatten energie. Voorbeelden zijn koolhydraten, vetten en eiwitten. Behalve C- en H-atomen bevatten organische moleculen ook meestal een O-atoom en soms N-, S- of P-atomen. Eenvoudiger gebouwde stoffen die geen energierijke bindingen bevatten. Komen zowel in de levende als levenloze natuur voor. Eiwitten die een chemische reactie in cellen mogelijk maken. Zetten een substraat op in een product Opbouw van organische moleculen uit kleinere moleculen (van anorganische stoffen of andere organische stoffen) Energie in de binding tussen atomen in moleculen. Fotosynthese Assimilatie van CO2 en H20 (beide anorganisch) tot C6H12O6 (glucose = organisch) Assimilatie waarbij glucose door de cel verder wordt verwerkt tot grotere moleculen (zoals vetten, eiwitten en zetmeel) Omzetting van energierijke, grote organische moleculen tot kleinere (anorganisch of kleine organische) moleculen waarbij chemische energie vrijkomt welke gebruikt kan worden voor andere doeleinden. C6H12O6 + O2 CO2 + H20 + energie Adenosine-trifosfaat Molecuul met drie fosfaatgroepen waarbij de binding tussen de 2 e en 3 e fosfaatgroep energierijk is. Via ATP kan chemische energie in een cel worden getransporteerd. Adenosine-difosfaat Molecuul met twee fosfaatgroepen. Bevat weinig energie. Door energie toe te voegen kan een 3 e fosfaatgroep worden toegevoegd waardoor ATP ontstaat. ( Verbranding ) Dissimilatie waarbij, voldoende, zuurstof aanwezig is. Alle energie die in het organische molecuul opgeslagen ligt komt hierbij vrij. Dissimilatie waarbij geen zuurstof aanwezig is, de moleculen die hieruit ontstaan bevatten nog steeds energie. Bijvoorbeeld de alcoholgisting of melkzuurgisting. Opening aan de onderzijde van een blad die omgeven is door twee sluitcellen. Via de huidmondjes reguleren planten de hoeveelheid water de die plant verlaat via de bladeren. Stoffen die ontstaan vanuit de voortgezette assimilatie Doordat de wanden van houtvaten een aantrekkende kracht hebben op watermoleculen wordt het water als een soort draad omhoog getrokken door de houtvaten. 2

3 Worteldruk Houtvaten Bastvaten Fotosynthese Chloroplasten Monosachariden Disachariden Polysachariden Lipiden Enzymsubstraatcomplex Basale stofwisseling Warmbloedig Koudbloedig Door het actief opnemen van mineralen door de wortels ontstaat een osmotisch verschil waardoor het bodemvocht in de wortels terecht komt en een hoge waterdruk ontstaat. Dit drukt het water de houtvaten in. Vaten in de stengel van een plant die water en mineralen vanaf de wortels naar de rest van de plant vervoeren. Vaten in de stengel van een plant die de assimilatieproducten vanaf de bladeren naar de rest van de plant vervoeren. Proces waarbij met behulp van lichtenergie organische stoffen worden gemaakt vanuit anorganische stoffen: CO2 + H20 + lichtenergie C6H12O6 + O2 Bladgroenkorrels. Plasmiden in de groene delen van een plant waarin zich chlorofyl en enzymen bevinden die de fotosynthese mogelijk maken. Enkelvoudige suikers; glucose en fructose Molecuul opgebouwd uit twee moleculen monosachariden; maltose, lactose en sacharose. Meervoudige suikers; zetmeel, glycogeen, cellulose. Vetten. Zijn opgebouwd uit glycerol en vetzuurmoleculen E-S-complex is een binding tussen een enzym en het substraat wat wordt omgezet in een product. Grondstofwisseling De stofwisseling van een organisme in rust. Endotherm Organismen waarbij hun lichaamstemperatuur min of meer constant is. Halen hun warmte uit de dissimilatie. Exotherm Organismen waarbij hun lichaamstemperatuur min of meer gelijk is aan de omgevingstemperatuur. Hebben in een koud milieu een lage basale stofwisseling. Belangrijke feiten: Eiwitten zijn organische moleculen die naast C- en H-atoom ook altijd een N-atoom (stikstof) bevatten. De stikstof voor de assimilatie van eiwitten nemen planten op uit de bodem in de vorm van nitraat. Bij de dissimilatie van eiwitten (die eerst tot aminozuren worden afgebroken) ontstaat ammoniak. In de lever wordt ammoniak omgezet in ureum. Celwanden van planten zijn opgebouwd uit de polysacharide cellulose. Elk enzym is specifiek voor één substraat. We noemen dit het sleutel-slot principe. De enzymactiviteit wordt beïnvloed door de lichaamstemperatuur van een organisme. Wanneer het te koud is worden enzymen tijdelijk onwerkzaam en zullen stofwisselingprocessen niet of langzaam plaats vinden. Wanneer het te warm is veranderen de enzymen (eiwitten) van vorm en zijn ze definitief onwerkzaam. Bij de dissimilatie van vetten komt per gram vet meer energie vrij dan bij de dissimilatie van koolhydraten. Het dissimileren van vetten kost echter wel meer tijd. 3

4 Belangrijke afbeeldingen: Assimilatie en dissimilatie gaan hand in hand met elkaar. Voor assimilatie wordt er energie (lichtenergie of chemische energie uit ATP) toegevoegd en ontstaan er grotere, energierijke, moleculen. Bij dissimilatie komt deze energie weer vrij en ontstaan er kleinere (an)organische moleculen. Voor koolstofassimilatie is CO2 en H2O nodig. Hierbij ontstaan glucose en zuurstof. Bij aerobe dissimilatie wordt glucose in aanwezigheid van zuurstof omgezet in CO2 en H2O. ATP en ADP spelen een belangrijke rol binnen de dissimilatie en assimilatie in een cel. Lichtenergie (bij planten) of energie die vrijkomt bij dissimilatie wordt gebruikt om een 3 e fosfaat groep aan ADP te binden waardoor ATP ontstaat. Wanneer de 3 e fosfaatgroep wordt losgemaakt komt de chemische energie die in het ATP molecuul zat weer vrij. BINAS tabellen: Tabel Informatie 67 Structuurformules en namen van organische stoffen (sachariden, koolhydraten, vetten, eiwitten) 68 Dissimilatie van glucose, anaerobe dissimilatie, dissimilatie in een mitochondrium 69 Fotosynthese 72 Absorptie van fotopigmenten (chlorofyl) 91 Bouw van een plant 91 D Nutriënten (zouten) van planten 4

5 Tips: Bekijk voor de bouw van verschillende organische stoffen (om te zien welke atomen ze bevatten) altijd tabel 67 in de BINAS. Wanneer er bij een vraag gevraagd wordt of er stikstof in een molecuul aanwezig is ga dan na of dit molecuul een eiwit is. Enzymen, sommige hormonen, hemoglobine, receptoren zijn allemaal voorbeelden van eiwitten. Wanneer eiwitten binden met een ander molecuul is er vaak sprake van een sleutelslot-principe. Een eiwit (bijvoorbeeld een hormoon) is specifiek voor een ander eiwit (bijvoorbeeld een receptor). Examenvragen: Bloemen en bijtjes Veel planten hebben bijen nodig om stuifmeel van de ene naar de andere bloem te brengen. Maar daar gaat het bijen niet om. Bijen bezoeken bloemen niet om stuifmeel van de ene bloem naar de andere te brengen, maar om voedsel te verzamelen. De koolhydraten, aminozuren, vitaminen en sporenelementen die een bij nodig heeft, worden door de bloem geleverd in de vorm van nectar en stuifmeel. Bijen zijn afhankelijk van bloemen om te kunnen overleven. Stuifmeel is rijk aan eiwitten, vetten en suikers. Nectar bestaat uit water en glucose. Bijen bewerken nectar tot lang houdbare glucoserijke honing. Onbewerkt stuifmeel zou in een bijenkast meteen beschimmelen. Bijen maken er daarom bijenbrood van: lang houdbare stuifmeelbrokken verpakt in een laagje honing. 47. Welke stof of welke stoffen heeft een plant nodig om nectar te maken? A alleen CO 2 B alleen H 2 O C alleen NO 3 D alleen CO 2 en H 2 O E alleen CO 2 en NO 3 F CO 2, H 2 O en NO 3 5

6 In planten kunnen de volgende processen voorkomen: 1 koolstofassimilatie; 2 stikstofassimilatie; 3 eiwitsynthese; 4 gisting. 48. Welke processen vinden in een plant plaats om de vorming van stuifmeel mogelijk te maken? A alleen 1 en 2 B alleen 1 en 3 C alleen 1 en 4 D alleen 1, 2 en 3 E alleen 1, 2 en 4 F alleen 2, 3 en 4 Roken maakt slank, maar stoppen met roken straks ook afbeelding 1 Met klamme handjes stapt ze het schoolgebouw uit, de sigaret al in de hand. De hele ochtend heeft ze niets gegeten. Trillend brengt ze haar sigaret naar haar droge mond, gelukkig gaat de aansteker meteen aan. De eerste hijs, een vertrouwde stroom glijdt richting longen en dan, nicotine. Stoppen met roken? Geen denken aan, dan kom ik zo vijf kilo aan. Veel mensen stoppen niet met roken omdat ze bang zijn om aan te komen. Maar dat hoeft misschien niet meer. Nicotine, het verslavende ingrediënt van sigaretten, heeft ook een andere werking. De rol die nicotine speelt bij het verminderen van het hongergevoel wordt uitgebreid onderzocht. Met de resultaten van dit onderzoek hoopt men een medicijn te kunnen ontwikkelen dat ervoor zorgt dat rokers na het stoppen slank blijven en dat niet-rokers met obesitas het nodige lichaamsgewicht verliezen. Tijdens een onderzoek naar een nieuw medicijn, cytisine, tegen depressie, bleek het nieuwe medicijn te binden aan een receptor in de hypothalamus. Zoals een sleutel (medicijn) in een slot (receptor) past. De hypothalamus is een deel van de hersenen dat onder andere signalen uit darmen en vetweefsel verwerkt. Afhankelijk van deze signalen krijgt men al dan niet een hongergevoel. Veel biologische processen in ons lichaam vinden plaats door een tweetal samenwerkende stoffen, waarvan de werking vaak vergeleken wordt met 6

7 een sleutel en een slot. 49. Welke twee stoffen binden volgens het principe van een sleutel en een slot? A amylase en vetzuren B een antistof en een antigeen C hemoglobine en zuurstof D insuline en glucagon Een nieuwe symbiose ontdekt Hoogveengebieden zijn moerasachtige gebieden en hebben duizenden jaren nodig om te ontstaan. In Nederland zijn ze in minder dan een eeuw grotendeels verdwenen door afgraving en ontwatering of verlaging van de waterstand. De meest voorkomende plant in het hoogveen is veenmos, dat half onder water in het hoogveenmoeras groeit (zie de afbeelding). Het water in het hoogveen bevat vrijwel geen CO 2. Op de bodem van het hoogveen worden organische stoffen door reducenten omgezet waarbij veel moerasgas (CH 4 ) vrijkomt. De CH 4 -bellen hechten zich aan de veenmosplantjes waardoor hele pakketten veenmos op het water drijven. 50. Leg uit waarom het voor de groei van de veenmosplanten gunstig is dat ze voor een deel boven het water uitsteken. 51. Uit welke organische stoffen kan in het hoogveenmoeras CH 4 worden gevormd? A B C D E F alleen uit eiwitten alleen uit koolhydraten alleen uit vetzuren alleen uit eiwitten en koolhydraten alleen uit koolhydraten en vetzuren uit eiwitten, koolhydraten en vetzuren 7

8 52. Gebeurt deze omzetting van organische stoffen aeroob of anaeroob? Is deze omzetting een vorm van assimilatie of van dissimilatie? A De omzetting gebeurt aeroob en het is een vorm van assimilatie. B De omzetting gebeurt aeroob en het is een vorm van dissimilatie. C De omzetting gebeurt anaeroob en het is een vorm van assimilatie. D De omzetting gebeurt anaeroob en het is een vorm van dissimilatie. Het is al lang bekend dat er moerasgas geproduceerd wordt in hoogveenmoerassen, maar ook dat er van dit CH 4 nauwelijks iets naar de atmosfeer ontsnapt. En dat is gunstig, omdat CH 4 een twintig keer zo sterk broeikasgas is als CO 2. Door bacteriën die op en in het veenmos leven, wordt CH omgezet in CO 4 dat door het veenmos kan worden gebruikt. Het 2 veenmos levert de bacteriën zuurstof. In het kader van onderzoek naar broeikaseffecten in de atmosfeer wil men weten wat het veenmos met de door de bacteriën geproduceerde CO 2 doet. In een experiment krijgen de veenmosplanten, die met de bacteriën in symbiose leven, radioactief gelabelde koolstof in * CH 4 aangeboden. De radioactieve koolstofatomen ( * C) zijn in de stofwisselingsreacties in de veenmosplanten terug te vinden. 53. Welke van volgende organische stoffen is als eerste radioactief? A aminozuren B chlorofyl C cellulose D DNA E glucose 8

9 Antwoorden van de oefenvragen Examenvragen Stofwisseling Opdracht Bloemen en bijtjes - Blz D 48. D Opdracht Roken maakt slank, maar stoppen met roken straks ook - Blz B Opdracht Een nieuwe symbiose ontdekt - Blz * De plant kan zo extra CO2 opnemen / de plant krijgt zo extra licht * CO2 / licht is nodig voor de fotosynthese van de veenmosplant. 51. F 52. D 53. E 9