Samenvatting Biologie Thema 1 stofwisseling Samenvatting door M. 3244 woorden 3 januari 2014 5,5 10 keer beoordeeld Vak Methode Biologie Biologie voor jou THEMA 1 STOFWISSELING Bs.1 Wat is stofwisseling Stofwisseling: het totaal val alle chemische processen in organismen. Organische stoffen: zijn afkomstig van organismen of van producten van organismen. Bevatten altijd één of meer atomen van de elementen C, H en O. Anorganische stoffen: kunnen zowel van organismen als van de levenloze natuur afkomstig zijn. Autotrofe organismen: nemen anorganische stoffen op uit de natuur. Heterotrofe organismen: nemen zowel organische stoffen als anorganische stoffen op uit het milieu. (CO 2, H 2 O) Wat is het doel? Welke reactie vindt plaats? Wat gebeurt er met energie? Assimilatie Het vormen van organische stoffen waaruit een organisme bestaat. Moleculen van organische stoffen worden opgebouwd. Energie wordt vastgelegd in de moleculen van de gevormde organische stoffen. Er is energie nodig voor het proces. Dissimilatie Het vrijmaken van energie. Moleculen van organische stoffen worden afgebroken. Energie wordt vrijgemaakt. (de energie die bij assimilatie is vastgelegd in chemische energie. Assimilatie: de opbouw van organische moleculen uit kleinere moleculen. Chemische energie: de energie die is vastgelegd in moleculen van de gevormde organische stoffen. Dissimilatie: de afbraak van organische moleculen tot kleinere moleculen. Pagina 1 van 14
Energie kan vrijkomen als kinetische energie, als warmte, als elektrische energie en als licht. De vrijgekomen energie kan weer worden vastgelegd als chemische energie. ATP: de functie is het tijdelijk vastleggen van energie in een cel. Wordt gevormd uit ADP en een fosfaatgroep. à omzetten kost energie. ADP: ZIE BLZ 8!! Bs.2 Enzymen Enzymen: (biokatalysatoren/eiwitten) versnellen de chemische reacties van stofwisselingsprocessen, zonder daarbij zelf te worden verbruikt. Naamgeving enzym: substraat met het achtervoegsel ase. Een enzym is substraatspecifiek, een bepaald enzym kan slechts één bepaalde reactie versnellen. Er is weinig van een bepaald soort enzym nodig doordat het niet wordt verbruikt tijdens een reactie. Bij een te hoge temperatuur kunnen enzymen gemakkelijk hun specifieke ruimtelijke structuur verliezen, waardoor ze onwerkzaam worden. Zorgen ervoor dat reacties ook verlopen bij een lage temperatuur. Substraat: stoffen waarop een enzym inwerkt. Product van de reactie: een stof die bij een reactie ontstaat. Enzymactiviteit: een substraatmolecuul gebonden aan het enzymmolecuul. Door dit complex kunnen bindingen tussen bepaalde atomen gemakkelijk worden verbroken en de binding tussen bepaalde atomen gemakkelijk tot stand komen. Enzymactiviteit Enzymactiviteit: de snelheid waarmee een enzym een reactie versnelt. Enzymactiviteit wordt uitgedrukt in de hoeveelheid substraat die er per tijdseenheid wordt omgezet of in de hoeveelheid reactieproducten die er per tijdseenheid ontstaan. Enzymactiviteit is afhankelijk van de temperatuur. Optimumkromme: het verband tussen de temperatuur en de enzymactiviteit wordt weergegeven in een optimumkromme. Minimumtemperatuur: hier is er geen enzymactiviteit, doordat de beweging van de moleculen te traag is voorde Pagina 2 van 14
vorming van enzym-substraatcomplexen. Optimumtemperatuur: de maximale temperatuur waar geen enzym-substraatcomplexen meer gevormd kunnen worden. Enzymmoleculen: zijn kwetsbaar door hun specifieke ruimtelijke vorm. Door de verhoging van de temperatuur worden de botsingen tussen moleculen steeds krachtiger waardoor kan de ruimtelijk vorm veranderen bij sommige enzymmoleculen. Bij een stijgende temperatuur neemt dus het aantal intacte, werkzame enzymmoleculen af. De enzymmoleculen kunnen na afkoeling niet meer hun oorspronkelijke vorm aannemen. Zuurgraad Zuur: PH <7 Neutraal: PH = 7 Basisch: PH >7 De enzymactiviteit is afhankelijk van de zuurgraad van de oplossing waarin de enzymatische omzetting plaatsvindt. Rond iedere zuurgraad vorm (zuur/neutraal/base) is een optimum. Bs.3 Koolstofassimilatie Koolstofassimilatie: de vorming van glucose en zuurstof uit koolstofdioxide en water. Hiervoor is energie nodig en komt alleen voor bij autotrofe organismen. Koolstofdioxide + water + energie à glucose + zuurstof 6 CO 2 + 6 H 2 O + energie à C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 Fotosynthese Fotosynthese: lichtenergie wordt omgezet in chemische energie en koolstofdioxide en water worden verbruikt en glucose en zuurstof worden gevormd. Koolstofdioxide + water à glucose + zuurstof De glucose die gevormd wordt, wordt vrijwel meteen omgezet in zetmeel. Joodoplossing: hiermee kun je zetmeel aantonen doordat het blauw kleurt. Fotosynthese komt voor bij planten en cyanobacteriën. Chlorofyl: bladgroen bij cyanobacteriën. Pagina 3 van 14
Chloroplasten: bladgroenkorrels in planten. Ze bevatten enzymen en pigmenten die een rol spelen bij fotosynthese. Bij fotosynthese wordt licht als energiebron gebruikt voor de vorming van glucose. Bij fotosynthese wordt lichtenergie vastgelegd als chemische energie in glucosemoleculen. Kleurenvorming De kleuren van licht is zichtbaar te maken door een smalle, witte lichtbundel door een prisma te laten vallen. Op een scherm achter het prisma verschijnen dan alle kleuren van de regenboog (het spectrum). Doordat de lichtstralen verschillen in golflengte ontstaan er verschillende kleuren. De kleur die wij zien, is de kleur die wordt teruggekaatst ons oog in. Bij de kleur groen bij planten worden alle andere kleuren geabsorbeerd door het bladgroen. De energie van dit geabsorbeerde licht wordt tijdelijke vastgelegd in ATP-moleculen. Daarna kan deze energie worden gebruikt bij de vorming van glucosemoleculen. Bij fotosynthese wordt van verschillende kleuren licht een verschillend percentage lichtenergie geabsorbeerd en benut. Absorptiespectrum: geeft aan in welke mate verschillende kleuren licht door een bepaalde stof wordt geabsorbeerd. Bs.4 Voortgezette assimilatie Voortgezette assimilatie: de vorming van andere organische stoffen uit glucose. Organismen verkrijgen de energie die nodig is voor de voortgezette assimilatie meestal uit dissimilatie. Glucose die bij de koolstofassimilatie is gevormd dient als grondstof voor de meeste andere organische stoffen die in planten voorkomen. Bij de voortgezette assimilatie in autotrofe organismen kunnen uit glucose onder ander koolhydraten, vetten en eiwitten worden gevormd. Bij de voortgezette assimilatie in heterotrofe organismen kunnen uit glucose alleen koolhydraten en vetten worden gevormd. Monosacharide: (enkelvoudige suikers) de kleinste koolhydraatmoleculen. (glucose, fructose) Disacharide: twee moleculen van monosachariden verbonden. (melksuiker, bietsuiker) Polysachariden: (meervoudige suikers) grote aantallen monosachariden gekoppeld tot lange ketens. In plantaardige cellen kunnen op deze manier zetmeelmoleculen worden gevormd. Pagina 4 van 14
Glycogeen: een polysacharide die uit glucose kan worden gevormd in een dierlijke cel. Wordt bij dieren als reservestof opgeslagen. Cellulose: een polysacharide die uit glucose kan worden gevormd in plantaardige cellen. Celwanden bestaan voor het grootste deel uit cellulose. Zetmeelmolecuul: onvertakte, spiraalvormige keten van aan elkaar gekoppelde glucosemoleculen. Glycogeenmolecuul: een vertakte keten van aan elkaar gekoppelde glucosemoleculen. Koolhydraatmoleculen: hierin komen de elementen koolstof, waterstof en zuurstof voor. Vetten Lipiden: vetten Glycerolmolecuul + 3 vetzuurmoleculen à vetmolecuul Vetmoleculen: bevatten atomen met dezelfde elementen als glucosemoleculen (C, H, O 2 ). Alle organismen kunnen glucose omzetten in vetten. Bij mensen en dieren wordt vet opgeslagen in het onderhuisbindweefsel en worden ze gebruikt als reservestof en hebben een isolerende werking. Eiwitten Proteïnen: eiwitten Eiwitmolecuul: groot aantal aan elkaar gekoppelde aminozuren(a/t/g/c). (C,H,O,N,S) Aminozuur: bestaat uit koolstof-, waterstof-, zuurstof- en een of meer stikstofatomen. Sommigen bevatten ook zwavelatomen ze kunnen dus niet uit glucose worden gevormd. Planten kunnen aminozuren opbouwen uit glucose en stikstofhoudende ionen (NO 3 ). Glucose + nitraat + energie à aminozuur Planten nemen NO 3 op uit de bodem voor de vorming van zwavelhoudende aminozuren worden ook sulfaationen (SO 4 2- ) uit de bodem opgenomen. Dieren kunnen geen aminozuren opbouwen uit glucose. Wel kunnen ze uit bepaalde aminozuren andere aminozuren vormen. Alle organismen zijn in staat om eiwitmoleculen op te bouwen door aminozuren aan elkaar te koppelen. Bij de vorming neemt het eiwitmolecuul direct een ingewikkelde, specifieke structuur aan. Deze vorm hangt af welke aminozuren er in welke volgorde aan elkaar worden gekoppeld. Door deze specifieke structuur kunnen verschillende eiwitten heel verschillende functies hebben. Pagina 5 van 14
Bs.5 Dissimilatie Voor alle levensprocessen is energie nodig. Deze energie wordt vrijgemaakt door dissimilatie van organische stoffen. Zonder dissimilatie gaat een cel dood. Als er meer energie wordt gebruikt, vindt er meer dissimilatie plaats. Dissimilatie: chemische energie wordt uit organische stoffen vrijgemaakt. Aërobe dissimilatie: dissimilatie met zuurstof. Komt voor bij hetero- en autotrofe organismen Anaëerobe dissimilatie: dissimilatie zonder zuurstof. Aërobe dissimilatie van glucose Aërobe dissimilatie: glucosemoleculen worden volledig afgebroken. Hierbij worden koolstofdioxide- en watermoleculen gevormd. Alle chemische energie die tijdens de fotosynthese in een glucosemolecuul is vastgelegd, komt nu weer vrij en wordt tijdelijk vastgelegd in ATP-moleculen. Daarna kan de energie weer worden gebruikt. Aërobe dissimilatie van glucose C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 à 6 CO 2 + 6 H 2 O + energie De aërobe dissimilatie van glucose vindt voor het grootste deel plaats in mitochondriën. Die zuurstof die nodig is wordt door het organisme uit het milieu opgenomen. Zolang zuurstof aanwezig is, is de dissimilatie steeds aëroob. De koolstofdioxide die bij aërobe dissimilatie ontstaat, wordt aan het milieu afgegeven. Anaëerobe dissimilatie Anaëerobe dissimilatie: de glucosemoleculen worden niet volledig afgebroken. De eindproducten bevatten nog meer chemische energie. Bij anaëerobe dissimilatie komt dan ook minder energie vrij per glucosemolecuul. De vrijgekomen energie wordt vastgelegd in ATP-moleculen. Gistcellen: hebben weinig energie nodig om in leven te blijven. Dus kunnen in veel omstandigheden het gistproces op gang brengen. Voor gistcellen is ethanol giftig. Alcoholgisting: als eindproducten ontstaan alcohol(ethanol) en koolstofdioxide. C 6 H 12 O 6 à 2 C 2 H 6 O(ethanol) + CO 2 + energie Pagina 6 van 14
Melkzuurgisting: het afbreken van glucose tot melkzuur in een zuurstofarme omgeving door melkzuurbacteriën. Eindproduct is melkzuur. Als er in korte tijd veel energie moet worden vrijgemaakt kan er melkzuur ontstaan door anaëerobe dissimilatie. Vooral in de spieren wordt dan glucose afgebroken tot melkzuur. Per glucosemolecuul wordt weinig energie vrijgemaakt, dus moet er in een korte tijd veel glucose dissimileren. In spieren ontstaat een ophoping van melkzuur dat een vermoeid gevoel veroorzaakt. Na afloop van de inspanning wordt het melkzuur afgevoerd naar de lever. Daar wordt met behulp van zuurstof en ATP weer omgezet in glucose. Melkzuurgisting C 6 H 12 O 6 à 2 C 3 H 6 O 3 (melkzuur) + energie Aërobe dissimilatie van glucose Anaërobe dissimilatie van glucose Dit proces heet ook wel Verbranding Gisting Dit proces vindt plaats Met zuurstof Zonder zuurstof De afbraak is Volledig Onvolledig Dit proces levert Veel energie Weinig energie De eindproducten bevatten Weinig energie Veel energie Per glucosemolecuul komen vrij 6 koolstofdioxide moleculen 2 of geen koolstofdioxide moleculen Dissimilatie van vetten en eiwitten Vetten: worden bij dissimilatie als eerst gesplitst in glycerol en vetzuren. Beide producten kunnen verder dissimileren. Bij aërobe dissimilatie van vetten komt meer energie vrij dan bij de aërobe dissimilatie van koolhydraten of eiwitten. (in vetten kan meer energie worden opgeslagen.) Eiwitten: worden bij dissimilatie als eerst gesplitst in aminozuren. Deze aminozuren kunnen verder dissimileren, waarbij ammoniak (afbraakproduct), dat stikstof bevat, ontstaat. Deze ammoniak wordt omgezet in ureum (mens) of urinezuur (dier). Ammoniak, ureum en urinezuur zijn schadelijke stoffen. Basale stofwisseling Basale stofwisseling: de stofwisseling van een organisme in rust. Intensiteit van de basale stofwisseling: de snelheid waarmee stofwisselingsprocessen plaatsvinden. Bij de mens is bij gelijke leeftijd de intensiteit bij de man groter dan bij de vrouw, dit komt doordat de vrouw gemiddeld meer onderhuidvetweefsel heeft. Pagina 7 van 14
Intensiteit is afhankelijk van: De hoeveelheid zuurstof die verbruikt worden door het organisme. Het geslacht De leeftijd Het lichaamsgewicht De lichaamstemperatuur Tijdstip van de dag Jaargetijde (winterslaap) Warmbloedig: dieren met een min of meer constante lichaamstemperatuur. Koudbloedig: dieren met een wisselende lichaamstemperatuur, meestal ongeveer gelijk aan de temperatuur van de omgeving. Bs.6 Stofwisseling in planten Fotosynthese in planten vindt plaats in de bladeren, hierbij wordt koolstofdioxide uit de lucht opgenomen en zuurstof aan de lucht afgegeven. Ook vindt er aërobe dissimilatie van glucose plaats, waarbij zuurstof uit de lucht wordt opgenomen en koolstofdioxide aan de lucht wordt afgegeven. Luchtholten: weg van O 2 en CO 2 van buiten naar de bladeren en andersom. Huidmondjes: vervoer weg van O 2 en CO 2 van buiten naar de bladeren en andersom. Zitten meestal aan de onderkant van de bladeren omgeven door twee sluitcellen. Sluitcellen: kunnen huidmondjes sluiten en openen. Fotosynthese kan alleen plaatsvinden in plantendelen die in het licht staan. De producten van de fotosynthese (en van de voortgezette assimilatie) moeten ook terechtkomen in andere plantendelen door diffusie, osmose en actief transport. Deze drie transport manieren zijn alleen voor kleine afstanden, voor de grote afstanden vindt er transport plaats d.m.v. stroming door de vaten. Bij sommige planten liggen deze vaten bij de stengels in vaatbundels en in bladeren in de nerven. In de nerven van bladeren vertakken houdvaten zich, ze eindigen tussen de bladcellen. Vaatbundel: bestaat uit houtvaten en bastvaten. Houtvaten: via deze vaten worden vooral water en ionen van de wortels, via de stengels naar de bladeren vervoerd. à Anorganische sapstroom. Bastvaten: vervoeren water en assimilatieproducten van de bladeren naar alle delen van de plant. à Organische sapstroom. Anorganische sapstroom Pagina 8 van 14
Vooral in de bladeren van planten vindt fotosynthese plaats. Hiervoor is o.a. water nodig. Voor de voortgezette assimilatie in bladcellen zijn nitraationen nodig. Deze twee producten worden opgenomen uit de bodem. Celwanden van plantaardige cellen zijn volledig permeabel. De celwanden in de wortels zijn doordrenkt met vocht dat planten uit de bodem hebben opgenomen. Doordat de vertakkingen van houtvaten eindigen tussen de bladvellen raken ook de celwanden in de bladeren doordrenkt met vocht. Vanuit deze celwanden worden water en o.a. nitraationen door de bladcellen opgenomen. Het transport via houtvaten gebeurt tegen de zwaartekracht in en is voornamelijk het gevolg van verdamping van water uit bladeren en van capillaire werking. Capillaire verdamping: het verschijnsel dat de grond vlak boven de grondwaterstand ook nat is. Het transport via houtvaten: 1. 2. 3. 4. 5. Uit de celwanden van de bladcellen verdampt water naar de intercellulaire ruimten tussen de cellen. Als de huidmondjes van de bladeren open staan zal deze waterdamp uit de bladeren weg diffunderen. Vanuit de celwanden kan dan weer water verdampen. Dit water wordt aangevuld vanuit de fijne vertakkingen van de houtvaten. Door de capillaire werking van de houtvaten wordt het water in de houtvaten als een soort draad omhooggetrokken. (dit is mogelijk door de nauwe houtvaten.) Cohesiekracht: hierdoor worden de watermoleculen bij elkaar gehouden. Adhesiekracht: hierdoor worden de watermoleculen aan de houtvatwand vastgehouden. Cohesiekracht + adhesiekracht > zwaartekracht. Organische sapstroom Overdag wordt er vaak meer glucose gevormd dan er bij dissimilatie wordt verbruikt. Het overschot aan glucose wordt gebruikt voor voortgezette assimilatie. Een groot deel van de gevormde glucose wordt omgezet in zetmeel en tijdelijk opgeslagen in bladcellen. Hierdoor wordt voorkomen dat de osmotische waarde van de cellen te veel gaat stijgen. Het tijdelijk opgeslagen zetmeel wordt (vooral s nachts) omgezet in sacharose, en wordt via bastvaten afgevoerd naar andere delen van de plant. In deze delen wordt actief sacharose opgenomen uit de organische sapstroom. Sacharose kan weer worden omgezet in glucose, wat gebruikt kan worden bij dissimilatie. Ook kan het omgezet worden in andere stoffen, waarvan een deel wordt opgeslagen als reservestof. Sacharose: disacharide waarvan elk molecuul bestaat uit een glucose- en een fructose-eenheid. Osmotische waarde: afhankelijk van het aantal opgeloste deeltjes. Osmose: regelt de opname van water. Actief transport: regelt de opname van ionen. Pagina 9 van 14
Opslag van assimilatieproducten Assimilatieproducten plantaardige cel: een kleine hoeveelheid wordt opgeslagen als reservestof. Verdikte delen: in de cellen van worden grote hoeveelheden reservestoffen opgeslagen. Deze bevinden zich vaak onder grond. In de winter overleven alleen deze delen. Tweejarige planten: levenscyclus van twee jaar. Hebben verdikte delen onder de grond. Zaden: hierin worden vaak veel reservestoffen opgeslagen. Zetmeel: wordt opgeslagen in zetmeelkorrels. Glucose: vooral in vacuolevocht van vruchten opgeslagen. Fructose: vooral in vacuolevocht van vruchten opgeslagen. Sacharose: in vacuolevocht opgeslagen. Vetten: zijn opgeslagen als druppels in het cytoplasma. Eiwitten: kunnen zijn opgelost in het vacuolevocht of als aleuronkorrels (reservevoedsel) in het cytoplasma voorkomen. Intensiteit van de fotosynthese De intensiteit van fotosynthese is afhankelijk van de hoeveelheid en de kleur van het licht de beschikbare hoeveelheden koolstofdioxide en water de temperatuur de hoeveelheid bladgroen de beperkende factor bepaalt de intensiteit van de fotosynthese. Als één van de factoren niet aanwezig is, kan de fotosynthese niet plaatsvinden. Als één van de factoren in beperkte mate aanwezig is, dan vindt de fotosynthese in beperkte mate plaats. Aërobe dissimilatie wordt beïnvloed door de temperatuur de hoeveelheid zuurstof (de invloed van het licht) Natgewicht van een plant: het totale gewicht van de plant. Drooggewicht van een plant: het gewicht van de droge stof die overblijft, wanneer al het water uit de plant wordt verwijderd. De intensiteit van fotosynthese is niet direct te bepalen, maar kan wel worden afgeleid. Pagina 10 van 14
Bepaling intensiteit fotosynthese De hoeveelheid opgenomen of afgegeven zuurstof in het licht vergelijken met de hoeveelheid opgenomen zuurstof in het donker. In het licht: In het donker: In het licht 500 ml/uur CO 2 opgenomen door de plant 50 ml/uur CO 2 afgegeven door de plant 550 ml/uur CO 2 verbruikt bij fotosynthese in de plant Fotosynthese: O 2 wordt afgegeven Dissimilatie: O 2 wordt opgenomen Bs.7 De koolstofkringloop Kringloop: cirkelvormige beweging Koolstofkringloop: in autotrofe en heterotrofe organismen. Koolstof komt voor in alle moleculen van organische stoffen. In lucht komt ongeveer 0,03 % koolstofdioxide voor. Autotrofe organismen: ondanks dat de concentratie koolstofdioxide erg laag is in lucht, zijn deze ze wel in staat om glucose te vormen. Worden ook wel producenten genoemd, omdat ze organische stoffen produceren uit anorganische stoffen. Als autotrofe organismen worden gegeten door heterotrofe organismen, komen deze stoffen in de heterotrofe organismen terecht. Ze worden ook wel consumenten genoemd, omdat ze leven van de organische stoffen van andere organismen. Schimmels en heterotrofe organismen: (reducenten heterotroof) verbruiken de restanten van organismen die niet worden gegeten bij dissimilatie, hierbij komt koolstofdioxide vrij, wat weer aan de lucht wordt afgegeven. Autotrofe organismen kunnen deze koolstofdioxide weer opnemen. Functie van reducenten in de kringloop is het omzetten van organische stoffen in de dode resten van organismen en in uitwerpselen van dieren in o.a. CO 2. Het CO 2 kan dan weer door autotrofe organismen worden gebruikt. Fossiele brandstoffen: bevatten koolstofverbindingen die miljoenen jaren geleden door producenten zijn gevormd. Bij Pagina 11 van 14
verbranding komt er extra koolstof in de koolstofkringloop in koolstofmoleculen. Zolang deze brandstoffen in de aardkorst blijven liggen, maakt deze geen deel uit van de koolstofkringloop. Zodra de fossiele brandstoffen worden gewonnen en vervolgens verbrand, worden deze verbindingen in de koolstofkringloop opgenomen. Opdracht 32 chronologische volgorde koolstofkringloop Een plant neemt koolstofdioxide op uit de lucht. Bij de koolstofassimilatie wordt koolstofdioxide omgezet in glucose. Glucose wordt omgezet i allerlei plantaardige organische stoffen. Een plant wordt gegeten door een dier. Plantaardige organische stoffen worden omgezet in dierlijke organische stoffen. Een dier sterft. Dierlijke organische stoffen worden door schimmels en heterotrofe bacteriën opgenomen. Schimmels en heterotrofe bacteriën verbruiken organische stoffen bij de dissimilatie. Schimmels en heterotrofe bacteriën geven koolstofdioxide af aan de lucht. Bs.8 De stikstofkringloop Stikstof komt in organismen vooral voor in de vorm van eiwitten. In de lucht komt gasvormige stikstof voor (N 2 ). In de bodem komen ammoniakionen (NH 4 + ), nitrietionen (NO 2 - ) en nitraationen (NO 3 - ). In de lucht komt ongeveer 79% stikstof voor. Planten kunnen wel CO 2 uit de lucht halen bij een zeer lage concentratie, maar ze kunnen niet het N 2 uit de lucht benutten bij deze hoge concentratie. Planten halen wel N 2 uit de bodem. Stikstofassimilatie: uit NO 3 ionen worden o.a. aminozuren en eiwitten gevormd. Plantaardige eiwitten: worden in dierlijke eiwitten omgezet zodra het opgegeten wordt door een dier. Hierbij komt ammoniak vrij. Waterdieren: scheiden de ammoniak, die vrijkomt bij het omzetten van plantaardige naar dierlijke eiwitten, met hun urine uit in het water. Landdieren: zetten eerst ammoniak om in urinezuur of ureum en scheiden deze stoffen dan met hun urine uit. Pagina 12 van 14
De eiwitten van dode organismen en de afbraakproducten van eiwitten in urine worden door rottingsbacteriën opgenomen. Dissimilatie à ammoniak. Een deel van de ontstane ammoniak verdwijnt als ammoniakgas de lucht in. Het grootste deel van de vrijgekomen ammoniak wordt in het (bodem)water omgezet in ammoniumionen (NH 4 + ). Slechts een klein deel van de ammoniumionen worden opgenomen door planten. De meeste NH 4 + wordt eerst door nitrietbacteriën omgezet in nitrietionen. Nitrietionen worden door nitraatbacteriën omgezet in nitraationen. Die opgenomen kunnen worden door planten. Bij de vorming van nitraationen uit ammoniumionen hebben nitrificerende bacteriën zuurstof nodig. Nitrificerende bacteriën: (de nitriet- en nitraatbacteriën) zetten ammoniumionen om in nitraationen. Ze leven aëroob Dinitrificerende bacteriën: zetten nitraationen om in gasvormige stikstof, die in de lucht verdwijnt. Ze zijn actief in een zuurstofarme bodem. Leven anaëroob. Pagina 13 van 14
Doordat dinitrificerende bacteriën nitraationen, die in de bodem aanwezig zijn, omzet in gasvormige stikstof, wordt de bodem armer aan stikstofhoudende ionen. Er zijn bacteriën die de stikstof in de lucht wel kunnen benutten voor hun stofwisseling. Ze binden N 2 -moleculen aan waterstofatomen, waardoor ammoniak ontstaat (NH 3 ). Maar deze binding kan alleen plaatsvinden onder anaërobe omstandigheden. Met ammoniak kunnen aminozuren worden gesynthetiseerd. Vrij levende, stikstofbindende bacteriën: gebruiken gasvormige stikstof uit de lucht voor de vorming van organische stikstofverbindingen. Als de bacteriën doodgaan komen deze eiwitten in de stikstofkringloop terecht. knolletjesbacteriën Knolletjesbacteriën: stikstofbindende bacteriën die vooral voorkomen in wortelknolletjes van vlinderbloemige planten. Ze stellen de planten in staat op stikstofarme grond te groeien. Ze krijgen van de planten organische stoffen voor hun stofwisseling. Kunnen per jaar honderden kg aan stikstof per hectare vastleggen. Groenbemesting: het verbouwen van vlinderbloemige planten op grond die arm is aan nitraationen. Kunstmest: wordt in de landbouw gebruikt om de grond stikstofrijker te maken. Vleesetende planten: zijn te vinden in stikstofarme gebieden, omdat ze hun stikstofbindingen binnenkrijgen via de gevangen insecten en niet via de bodem. Gotochemische stikstofbinding: bij onweer wordt gasvormige stikstof gebonden. Stikstof reageert met ozon (O 3 ), waarbij stikstofoxiden (NO x ) ontstaan. Opdracht 35 chronologische volgorde stikstofkringloop Een plant neemt nitraationen op uit de bodem. Bij de stikstofassimilatie worden plantaardige eiwitten gevormd. Een plant wordt gegeten door een dier. Uit plantaardige eiwitten worden dierlijke eiwitten gevormd. Een dier sterft. Door dissimilatie van ureum, urinezuur en eiwitten komen ammoniumionen in de bodem. Ammoniumionen worden omgezet in nitrietionen. Nitrietionen worden omgezet in nitraationen. Pagina 14 van 14