ANTWOORDEN ENERGIE EN FOTOSYNTHESE

Transcriptie

1 OPDRACHTEN SERIE A Teken een schets ANTWOORDEN ENERGIE EN FOTOSYNTHESE 1a. Een vet bestaat uit een molecuul glycerol waaraan door middel van esterverbindingen vetzuren zijn gekoppeld. De vetzuren kunnen onderling verschillen maar ook gelijk zijn. De esterverbinding ontstaat door de koppeling van de -OH groep van glycerol aan de -OH groep van de zuurgroep (- COOH) van het vetzuur. Er komt water bij vrij. b. Glycerol is een keten van drie C-atomen, met aan elke C, behalve -H, één -OH groep. c. Een vetzuur is een lange koolstofketen met aan de C-atomen alleen -H. Aan één uiteinde bevindt zich een carbonzuurgroep (-COOH). 2a. Een carbonzuur is een molecuul met een carbonzuurgroep. Carbonzuurgroep is een koolstofatoom waaraan een -OH groep en een dubbelgebonden O zitten. De vierde plaats van het C- atoom is vrij, daarmee zit de groep aan een molecuul vast. b. Een carbonzuur hoeft geen lange keten te zijn, er kunnen ook wel andere atomen ingebouwd zijn dan C en H. 3. -COOH in vetzuren, DNA Methylgroep: in DNA Aminogroep in aminozuren Hydroxygroep: alcoholen 4a. Alcoholen zijn verbindingen met één of meer -OH groepen b. CH3-OH: methanol CH3-CH2-OH: ethanol CH2OH-CH2OH-CH2OH 5a. Glycine b. -NH2 groep (amino-) en -COOH groep (- zuur) 6 zie BINAS 7. fenylalanine, tyrosine en tryptofaan. Dit zijn de aromatische aminozuren, zie tabel 67 C in BINAS. 8. In het algemeen hebben peptiden kortere ketens dan eiwitten; beide bestaan uit aminozuurketens.

2 9.a 9b H-bruggen zijn vrij zwakke verbindingen tussen verschillende aminozuren, die het eiwit zijn secundaire en tertiaire structuur geven. Zwavelbruggen zijn sterke verbindingen tussen de S-atomen van verschillende aminozuren tyrosine in een keten, waardoor lussen ontstaan in de keten. 10 Grote koolhydraatmoleculen zijn opgebouwd uit veel aan elkaar gekoppelde monosacchariden. Ze heten polysachariden. 11 Hydrolyse is het splitsen van een lang molecule, bijvoorbeeld zetmeel in zijn bouwstenen. In het geval van zetmeel is dat maltose. Bij hydrolyse is water nodig. 12 Condensatie is het aan elkaar koppelen van bouwstenen (bijv. aminozuren) tot langere moleculen; peptiden. Bij deze reactie komt water vrij. 2 ATP 1 Adenosine-di-fosfaat = ADP, Adenosine-tri-fosfaat = ATP 2 Adenine, ribose, fosfaat 3 4 adenosine bestaat uit adenine en ribose 5 de binding tussen fosfaat 1 en fosfaat 1 is niet hoog- energetisch, die tussen fosfaat 2 en fosfaat 3 wel. 6 29,4 kj/mol 4 FOTOSYNTHESE 1 Een bladgroenkorrel of chloroplast is omgeven door een dubbele membraan. In de bladgroenkorrel bevindt zich het stroma, een plasma, met daarin stapeltjes damsteenachtige membraanstructuren. De damstenen heten thylakoiden, een stapeltje damstenen is een granum en meerder stapeltjes zijn grana. 2 In de membraan van de thylakoid. 3 fotosysteeem II, Plastoquinon Qb, cytochroom c, Plastocyanine, fotosysteem I, ferrodoxine, Ferrodoxine- NADP- reductase, ATP synthetase

3 4 fotosysteem II en I: door de energie van licht wordt uit het chlorofyl van deze systemen een electron weggeschoten Plastoquinon Qb, cytochroom c, Plastocyanine, fotosysteem I, ferrodoxine : elektronen carriers: dragen elektronen aan elkaar over en tenslotte aan Ferrodoxine- NADPreductase. ATP-synthetase: pompt protonen naar buiten en maakt ATP 5 het naar buiten pompen van H+ ionen. 6 naar het stroma, waar ze gebruikt worden in de donkerreactie 7 Hieronder is schematisch de werking van een fotosynthetisch pigment afgebeeld. fotosynthetisch pigment - In afbeelding(en) 1 / 2 / 3 / 4 / 5 is het pigmentmolecuul aangeslagen. - In afbeelding(en) 1 / 2 / 3 / 4 / 5 absorbeert het pigmentmolecuul energie. - In afbeelding(en) 1 / 2 / 3 / 4 / 5 is het pigmentmolecuul positief geladen. 8 Het elektron in afbeelding 3 van de vorige opdracht heeft een hoge / lage energetische waarde omdat het elektron eerst is aangeslagen en daardoor in een hogere / lagere schaal (ruimere baan) om de atoomkern is gekomen. Het elektron in de afbeelding 4 is afkomstig van een watermolecuul / het pigmentmolecuul en heeft een hogere / lagere energetische waarde dan het elektron in afbeelding 3. 9 In de lichtreactie worden elektronen doorgegeven. Hoe heet een stof die elektronen afstaat? reductor Hoe heet een stof die elektronen opneemt? oxidator Geef 3 voorbeelden van zulke stoffen in de lichtreactie. Plastoquinon Qb, cytochroom c, Plastocyanine, fotosysteem I, ferrodoxine 3 Dissimilatie 1 vetten, eiwitten, koolhydraten 2 vetzuren, glycerol, glucose, aminozuren Glycolyse: 1 - Glucose + 2 ATP glucose di fosfaat+ 2 ADP - Glucose di fosfaat 2 glyceraldehyde fosfaat - 2 glyceraldehyde fosfaat + 2 P + 2 NAD + 4 ADP 2 pyrodruivenzuur + 2 NADH2 + 4 ATP 2 Er is 2 ATP nodig, er wordt 4 ATP gevormd; netto: 2ATP 3 In het cytoplasma.

4 Citroenzuurcyclus 1 - pyrodruivenzuur + co A + NAD acetyl-co A + CO2 + NADH2 - acetyl co A + oxaalacetaat (iso)citraat + co A - (iso)citraat + NAD keto glutaraat + NADH2 + CO2 - keto glutaraat + co A + NAD succinyl-coa + CO2 + NADH2 - Succinyl- co A + GDP + P succinaat + co A + GTP (ATP) - succinaat + FAD fumaraat + FADH2 - fumaraat malaat - malaat + 2 NAD oxaalacetaat + NADH2 2 3 NADH 8 FADH 2, 2GTP (=ATP) 2, CO2 6 4 glucose + 2 FAD + 10 NAD + 2 ADP + 2 GDP 6CO2 + 2FADH NADH2 + 2 ATP + 2 GDP 5 In de matrix van de mitochondrion. Oxidatieve fosforylering/ Ademhalingsketen/ Elektronentransportketen 1 - NADH2/FADH2 staan elektronen en protonen af - De protonen worden via eiwitcomplexen in de binnenmembraan van de matrix naar de intermembraanruimte gepompt. De elektronen worden via een aantal carriers uiteindelijk overgedragen op O 2. O 2 +2e 2 O 2- ; 2 O H+ 2H2O - De protonen stromen via een ATP-ase complex weer terug in de matrix. Hierbij wordt, uit ADP en P, ATP gevormd. 2 2FADH NADH ADP + 34 P 2 FAD + 10 NAD + 34 ATP 3 34ATP+ 2 ATP + 2 GTP = 38 ATP

5 Vragen over de stofwisseling D 3. C 4. A 5. B 6. E 7. C 8. E 9. G 10. C 11. E 12. B 13 F 14 E 15 A 16 D 17 A 18 C 19 B 20 A 21 A 22 B 23 B 24 A 25 D 26 C 27 F

6 OPDRACHTEN SERIE C Meerkeuzevragen 1 D 2 D 3 C 4 D 5 C 6 B 7 D 8 A 9 B 10 A Open vragen: 1 a De eerste eukaryotische cellen zijn volgens de endosymbionthypothese ontstaan, doordat verschillende soorten prokaryoten in één cel zijn gaan samenleven. b Organismen met anaërobe dissimilatie ontstonden het eerst. Er was nog geen zuurstof aanwezig, wel was er een overvloed aan organische verbindingen. Anaërobe dissimilatie verloopt niet erg efficiënt, maar dat was met de overvloedige aanwezigheid van organische verbindingen geen probleem. c Organismen met aërobe dissimilatie ontstonden het laatst. Pas toen er voldoende zuurstof in de atmosfeer aanwezig was, was aërobe dissimilatie mogelijk. Dus eerst verschenen organismen met fotosynthese, die H 2 O als waterstofbron gebruiken. 2 Vitamine werkt als co-enzym: er kan b.v. H, onttrokken aan het ene substraat, worden gebonden en overgedragen op een ander substraat. Hierbij spelen twee enzymen een rol. 3 a Zie figuur 27 Figuur 27 b De eiwitstructuur wordt bij hoge temperaturen vernietigd. Daardoor verliest het enzym zijn werkzaamheid. 4 a ammoniase b vorming van glucose 5 a glycolyse: 2 b citroenzuurcyclus: 4 c ademhalingsketen: 4 6 a opname van voedsel en licht b afgifte van uitscheidingsproducten, kinetische energie c toename van het gewicht, een mens wordt dikker

7 7 a pyrodruivenzuur b melkzuur, resp. ethanol (alcohol) 8 Bij de aërobe dissimilatie van vet komt water vrij. 9 a Bij het op gang komen van de inspanning is de hartslag en ademhaling onvoldoende om de spieren via het bloed van voldoende zuurstof te voorzien. De spier gaat over op anaërobe dissimilatie, waarbij melkzuur wordt geproduceerd. Dit melkzuur kan later met zuurstof worden afgebroken. De zuurstof die aan het begin is uitgespaard, is later alsnog nodig voor die afbraak. b Door een warming-up zorg je ervoor, dat je spieren alvast vóór de inspanning beter doorbloed worden (toename ademhaling, toename hartslag, toename doorbloeding spier). Daardoor komt er meer zuurstof naar de spier toe. Daardoor wordt voorkomen dat er meteen bij het begin van een inspanning veel melkzuur wordt gevormd. 10 a Bergbeklimmen is een zware inspanning, en duurt langer dan 10 seconden. De aërobe dissimilatie is ontoereikend voor het gehele ATP-verbruik. Het ATP wordt aangevuld met anaërobe dissimilatie. De eindsprint verbruikt eveneens veel ATP. Door de korte duur wordt deze ATP vooral door de ATP/Creatinefosfaat voorraad geleverd. De anaërobe dissimilatie komt trager op gang. b Bergbeklimmen is een veel zwaardere inspanning dan peloton rijden en kost meer ATP. Dus neemt onder andere de aërobe dissimilatie toe. OPDRACHTEN SERIE D Meerkeuzevragen 1 B 2 A 3 A 4 C 5 A 6 D 7 C 8 C 9 D 10 B Open vragen 1 Roodwieren hebben een rode kleur, kaatsen dus rood terug en absorberen blauw en paars licht. Juist blauw en paars dringen het diepst in water door en kunnen dus op grote diepte door de roodwieren voor de fotosynthese worden benut. Groenwieren hebben een groene kleur, kaatsen dus groen terug en absorberen behalve blauw en paars ook oranje en rood. Oranje en rood dringen niet ver in het water door, zodat groenwieren alleen bovenin deze kleuren voor de fotosynthese kunnen benutten. 2 a - aanwezigheid bladgroenkorrels in de sluitcellen - Cuticulalijst maakt slechts bepaalde vormverandering mogelijk als de sluitcellen water opnemen en daardoor open gaan. b - in het donker, bij zonsondergang - bij droogte, de plant verliest veel water c - donker: geen vorming glucose in bladgroenkorrels sluitcellen inwendige concentratie sluitcellen neemt af - sluitcellen verliezen water turgor sluitcellen neemt af huidmondje sluit. - donker: hoge concentratie CO 2 lage ph minder zetmeel omgezet in glucose, inwendige concentratie sluitcellen lager sluitcellen verliezen water turgor sluitcellen neemt af huidmondje sluit. - droogte ook sluitcellen verliezen water turgor sluitcellen neemt af huidmondje sluit. 3 a 20, 20

8 b 20, 60 c Q d 20, 60 e 10 4 a 1 = donkerreactie b a = licht b = waterstof c = zuurstof d = koolstofdioxide e = glucose 5 a 12 ATP b 12 H c 6 CO 2 6 a Over de membranen van de thylakoïden in de chloroplast. Er ontstaat een protonengradiën tussen de binnenzijde van het thylakoïde en het stroma van de chloroplast. b Door deze gradiënt van protonen bewegen protonen zich via speciale poorten de thylakoïd uit. Deze stroom van geladen deeltjes levert de energie voor de productie van ATP. 7 De andere typen pigmenten fungeren als 'antennes' die licht met een andere golflengte absoberen. De lichtenergie wordt doorgegeven aan het chlorofyl. 8 De energie wordt gebruikt om waterstof-ionen over de thylakoïd membraan te pompen. Daardoor neemt de protonengradïent toe. Door uitstroom van protonen uit de thylakoïd wordt ATP gevormd.. 9 Ja, mits de chloroplastmembranen niet beschadigd zijn. In het licht treedt de lichtreactie wel op. Er zijn geen beperkende factoren. Nee. Voor de vorming van glucose zijn de producten van de lichtreactie nodig. Deze zijn er. Maar er is geen koolstofdioxide. De donkerreactie kan niet optreden. 10 Bij een kolonie zij de individuele cellen niet gedifferentieerd. Alle cellen lijken op elkaar en kunnen zelfstandig voortleven, een nieuwe kolonie vormen. Cellen van hoger ontwikkelde planten zijn gedifferentieerd en vervullen gewoonlijk één taak. Uit deze gedifferentieerde cellen kunnen geen nieuwe planten gevormd worden. Alleen via speciale kweekmethoden kunnen veredelaars uit sommige cellen een nieuwe plant klonen. 11 Door dissimilatie wordt energie vrijgemaakt. Door actieve opname van zouten ontstaat er worteldruk. Indien de verdamping gering is ten gevolge van een hoge luchtvochtigheid in de ochtend, dan ontstaan er druppels aan de bladeren. Bij afwezigeheid van zuurstof neemt de actieve opname van zouten af. De worteldruk is daardoor geringer. Er worden geen druppels aangetroffen in de bladeren. 12 Nee, door de hoge verzadigde luchtvochtigheid treedt geen verdamping op. De zuigkracht is dan gelijk aan nul. 13 a Houtvaten (4) en bastvaten (1). Houtvaten vervoeren water en zouten van de wortel naar de bladeren en bastvaten (zeefvaten) vervoeren. b Cellen met verdikte wanden is het sklerenchym. Sklerenchym geeft stevigheid. c Het cambium is een deelweefsel. Het vormt naar binnen toe houtvaten en vormt naar buiten bastvaten. d De weefsels aangeduid met 1 en 4 zijn parenchymcellen. De parenchymcellen bouwen turgor op. De turgor verleent hen stevigheid. 14 De endodermis is een afsluitende laag rond het transportdeel van de wortel. De cellen van de endodermis hebben een kurklaagje in de celwand. Door de worteldruk ontstaat er een waterdruk in het transportdeel van de wortel. Door de endodermis kan er geen water teruglekken naar de schors van de wortel. Bij beschadiging van de endodemis kan het water en de opgeloste zouten wel teruglekken. De worteldruk kan niet opgebouwd worden. 15 pijl 1: passief pijl 2: actief pijl 3: passief pijl 4: passief Alleen bij pijl 2 passeert ion celmembraan, passage via celwand is passief.

9 ANTWOORDEN SERIE E Hydrogenosomen 1maximumscore 2 voorbeelden van organische eindproducten met juiste voorbeelden: melkzuur: spiercel/yoghurtbacterie/melkzuurbacterie alcohol: gist(cel)/biergist/broodgist ATP: yoghurtbacterie/gist(cel)/spiercel per juist product met een juist voorbeeld 2. C 3. D 4. als het donker is / als de huidmondjes openstaan stijgt de pco2 door dissimilatie (met als gevolg dat CO2 in appelzuur gebonden wordt) overdag / in het licht vindt fotosynthese plaats waarbij CO2 verbruikt wordt (en daardoor komt de in appelzuur gebonden CO2 vrij) 5. B 6. A