Dissimilatie introductie je hebt energie



Dovnload 37.75 Kb.
Datum30.09.2016
Grootte37.75 Kb.



Dissimilatie



INTRODUCTIE

Je hebt energie nodig, anders gaat het licht uit. Dat slaat niet alleen op de lampen in je woonkamer, maar ook op je lijf. Iedere cel heeft energie nodig om in leven te blijven. Om aan energie te komen, moet de cel stoffen afbreken waarin energie opgesloten ligt: brandstoffen.

De brandstoffen in ons lichaam worden op een andere manier verbrand dan bijvoorbeeld olie en hout; anders zou ons lichaam in vlammen opgaan. Kijk wat er gebeurt als we de belangrijkste brandstof van ons lichaam verbranden.




Thema
Glucose is de belangrijkste brandstof voor onze cellen. Ook eiwitten en andere stoffen kunnen door cellen als brandstof worden gebruikt.

Sommige organismen zijn in staat om met behulp van andere energiebronnen zelf hun brandstof te vormen. Planten bijvoorbeeld produceren met behulp van lichtenergie glucose (fotosynthese). Planten moeten de glucose ook weer afbreken om de energie eruit te halen.

Voor de volledige verbranding van glucose heeft een cel behalve brandstof ook zuurstof nodig. Toch zijn er veel organismen – meestal eencelligen – die het lukt in leven te blijven zonder zuurstof.




Probleemstelling
De afbraak of dissimilatie van glucose is een ingewikkeld proces. In een aantal stappen wordt alle in het glucosemolecuul opgeslagen energie vrijgemaakt. Bij iedere stap worden nieuwe chemische stoffen gevormd, die vervolgens in een volgende stap zelf weer worden afgebroken. Het doel van deze module is om dieper op de dissimilatie in te gaan en alle stappen en gevormde stoffen te bekijken.




ORIËNTATIE



Hoofdvraag-deelvragen
Hoofdvraag: Hoe voorziet een heterotrofe cel in zijn energiebehoefte?
Deelvragen:


  • Wat is de chemische structuur van glucose?

  • Welke drie atomen zijn de bouwstenen van glucose?

  • Wat is dissimilatie?

  • Wat is ATP en welke rol speelt deze stof in de energiehuishouding van de cel?

  • Wat zijn NADH, FAD en NADPH en welke rol spelen deze stoffen in de dissimilatie van glucose?

  • Uit welke fasen bestaat de dissimilatie van glucose?

  • In welke celstructuren wordt glucose gedissimileerd?




Voorkennis
Voor je start met deze opdracht heb je voorkennis nodig van enkele onderwerpen die bij scheikunde worden behandeld.
HAVO/VWO
Aangeven wat wordt verstaan onder:


  • een element als atoomsoort;

  • een element als niet-ontleedbare stof;

  • eet symbool geven van de volgende elementen als de naam is gegeven en omgekeerd en aangeven of het desbetreffende element een metaal is of een niet-metaal: waterstof, koolstof, stikstof, zuurstof, zwavel en fosfor.

  • kennis over koolstofchemie, de vorming van koolwaterstoffen en de covalentie van koolstof, waterstof en zuurstof.”

  • Een katalysator als versneller van reacties.


VWO

  • kennis van het begrip “elektron”


Eindtermen
Eindtermen biologie
HAVO
Subdomein B2: Cellen van planten en dieren

13. De kandidaat kan cellen en delen van cellen herkennen en de functies benoemen, en daarbij de relatie leggen met hogere organisatieniveaus.


Subdomein D2: Stofwisseling van cellen

18. De kandidaat kan verschillende assimilatie- en dissimilatieprocessen onderscheiden en in verband brengen met verschillende organisatieniveaus, kan aangeven welke factoren daarop van invloed zijn, en kan de toepassing in biotechnologie bespreken.


VWO
Subdomein B2: Cellen van planten en dieren

10. De kandidaat kan cellen en delen van cellen herkennen en de functies benoemen, en daarbij de relatie leggen met hogere organisatieniveaus.


Subdomein D2: Metabolisme van planten

15. De kandidaat kan aangeven hoe organen, weefsels en cellen van planten betrokken zijn bij opname, verwerking, transport en opslag van stoffen, en factoren bespreken die daarop van invloed zijn.


Subdomein D4: Celprocessen

17. De kandidaat kan verschillende celprocessen, onder andere assimilatie- en dissimilatieprocessen, onderscheiden en in verband brengen met verschillende organisatieniveaus, en aangeven welke factoren daarop van invloed zijn.



Kernbegrippen

koolstofkringloop, ATP, enzymen, assimilatie, dissimilatie, energie, glucose






Eindproduct
Een diagram met daarin in kleur aangegeven waar de energieopbrengst van de dissimilatie van glucose vandaan komt.
Beoordelingseisen
In het diagram moet zichtbaar zijn:





  • De loop van de drie chemische processen waarin de afbraak van glucose wordt opgedeeld, in zwart. Daarbij moeten de eerste twee processen bestaan uit de op elkaar volgende structuurveranderingen van het glucosemolecuul totdat het oorspronkelijke molecuul geheel verdwenen is. Acetyl-CoA hoeft niet zichtbaar te zijn als aparte structuur.

Het derde en laatste deel moet een tekening zijn van het besproken proces.


  • In alle drie de delen en alle structuren moeten zichtbaar zijn:

    • Afgesplitste watermoleculen, in lichtblauw.

    • Zuurstofatomen, in rood.

    • Waterstofatomen, in lichtgrijs.

    • De verschillende afgesplitste ATP moleculen, in groen.

    • De gebruikte elektronendragers, in geel.

    • Losse elektronen, in bruin.



Daarnaast moet het diagram natuurlijk verzorgd en duidelijk uitgevoerd zijn.






WERKWIJZER



Vooraf
Je werkt in duo’s.
Benodigdheden


  • Drie blanco pagina’s op A3-formaat.

  • Plakband en/of een lijmstift.

  • Een PC met internetverbinding.

  • Een Binasboekje.

  • Een set kleurpotloden of –stiften, met de kleuren zwart, (licht)blauw, rood, groen, geel, (licht)grijs, bruin.


Tijd

Voor de opdracht heb je ongeveer 4-5 uur nodig (per leerling). Deze uren gebruik je vooral voor de stappen waarin je informatie verkrijgt voor het maken van het eindproduct (Stappen 1 tot en met 6), waarna je ongeveer één tot twee uur overhoud om met zijn tweeën aan het eindproduct te werken






BRONNEN'>Stappenplan

Stap 1 – Brandstof
Bekijk de hyperlinks bij deze stap (zie BRONNEN) en zoek de structuur op van glucose.


  1. Waar wordt glucose gevormd?

  2. Waarom wordt dit suiker een monosaccharide genoemd?

  3. Welke drie atomen zijn de bouwstenen voor alle koolhydraten?



Stap 2 – Energie in de cel
Bekijk 9.1.1 Cel en stofwisseling van de Kennisbank Biologie en beantwoord daarna de volgende vragen:


  1. Wat is dissimilatie en waartoe dienen de reacties die worden uitgevoerd door de cel?

Bekijk ook 9.5.1 Enzymen in de biotechnologie en de andere link (zie BRONNEN) bij deze stap.




  1. Wat is de rol van enzymen in het dissimilatieproces?


Stap 3 - ATP
Bekijk 9.2.2 ATP en beantwoord de volgende vragen:


  1. Waarvoor staat de afkorting ATP?

  2. Wat is de functie van ATP in de cel?

  3. In welk deel van de chemische structuur ligt de energie vastgelegd?


Stap 4 – De glycolyse
Bekijk de hyperlink bij deze stap (zie BRONNEN) en ook BINAS tabel 68B. Beantwoord daarna de volgende vragen:


  1. Bekijk eerst de koppen boven tabellen 68C en D. Uit welke drie fasen bestaat de dissimilatie van glucose?

  2. Hoeveel ATP-moleculen worden er gebruikt om de eerste stap van fase 1 door te komen (het dissimilatieproces tot aan fructose-1,6-difosfaat)?

  3. Hoeveel ATP-moleculen worden er in het tweede deel van deze fase per glucosemolecuul gewonnen?

  4. In dit tweede deel wordt ook een ander soort molecuul gebruikt: NADH,H+. Dit molecuul wordt ook wel aangeduid als transportmolecuul.

    1. Wat transporteert het?

    2. Waarheen wordt deze lading getransporteerd? Noem zowel de structuur in de cel als de naam van de fase van dissimilatie.

  1. Noem het eindproduct van de glycolyse onder aerobe omstandigheden – noem ook de twee mogelijke eindproducten als er géén zuurstof aanwezig is, ofwel onder anaerobe omstandigheden.


Stap 5 – De citroenzuurcyclus
Bekijk de hyperlink bij deze stap (zie BRONNEN) en ook BINAS tabel 68C. Doorloop de cyclus enkele keren in gedachten en beantwoord dan de bijbehorende vragen.


  1. Welke stoffen worden er gevormd tijdens de citroenzuurcyclus die van belang zijn voor de laatste fase van de aerobe dissimilatie?

  2. Welke stof is het “afvalproduct” van deze fase van de dissimilatie?

  3. Het woord “cyclus” betekent dat een proces zich blijft herhalen. De citroenzuurcyclus heet natuurlijk niet voor niets zo – Omdat het proces uit fase 1 door blijft gaan, kan ook fase 2 door blijven lopen. Geef de naam van de stof die gevormd zou worden als fase 1 zou stoppen en Acetyl CoA niet meer in staat zou zijn om de citroenzuurcyclus te voorzien van pyrodruivensuiker.


Stap 6 – De eindoxidatie
Bekijk de hyperlink bij deze stap (zie BRONNEN) en beantwoord met behulp van BINAS tabel 68D de vragen.


  1. In welk organel vind deze laatste fase van de aerobe dissimilatie plaats?

  2. In dit organel wordt een waterstofgradiënt opgezet – dat wil zeggen dat aan één kant van een scheiding een veel hogere concentratie waterstof is dan aan de andere kant. Waarvoor wordt deze gradiënt gebruikt?

  3. Om de gradiënt op te bouwen, moeten eiwitpompen in de membraan aan het werk. Zij moeten aangedreven worden en er moet iets zijn om te pompen. Waar halen zij zowel de waterstof (om naar binnen te pompen) als de energie vandaan?

  4. Aan het eind van deze fase moeten de afvalstoffen weggevangen worden. Zou dat niet gebeuren, dan zou de gradiënt langzaam verdwijnen en dan zou er geen energie meer kunnen worden gewonnen uit glucose. Kortom: de cel zou sterven. In dit geval betekent dat elektronen en waterstof de cel uitgevoerd moeten worden. Welke stof wordt gebruikt om deze twee aan zich te binden en wat is de naam van het molecuul dat vervolgens de cel verlaat?

  5. Leg uit waarom veel organismen niet kunnen leven in zuurstofarme of zuurstofloze omstandigheden.

  6. Sommige organismen, zoals gisten, kunnen dit juist wel. Toch zitten zij met hetzelfde probleem als aeroob levende organismen; zij moeten óók hun elektronen en waterstof kwijt. Daarbij worden twee stoffen gevormd die dodelijk zijn voor de cel in te hoge concentraties. Noem deze stoffen.



Stap 7 – Het diagram
Plak de blanco A3-vellen met de korte kanten aan elkaar vast, zodat er een lint ontstaat. Leg dit lint verticaal voor jullie neer. Start aan de bovenkant met het uitschrijven van de glycolyse, gevolgd door de citroenzuurcyclus. Eindig onder aan de laatste pagina met een tekening van de oxidatieve fosforylering.
Maak het eindproduct op de manier zoals hiervoor onder de kop ‘EINDPRODUCT‘ is aangegeven.




KENNISBANK
StudioBiologie, waarin:
9.1.1 Cel en stofwisseling

9.5.1 Enzymen in de biotechnologie

9.2.2 ATP



BRONNEN



Hyperlinks

Voor stap 1



Diabetesfederatie: over glucose en koolhydraten

Wikipedia pagina over monosachariden
Voor stap 2

Definitie van het woord "enzym
Voor stap 4

Bioplek pagina over de glycolyse
Voor stap 5

Bioplek pagina over de citroenzuurcyclus

Wikipedia pagina over Acetyl-CoA
Voor stap 6

Bioplek pagina over de oxidatieve fosforylering



Literatuur

BINAS (CEVO, 5e druk, 2008) tabellen 68A-D



De database wordt beschermd door het auteursrecht ©opleid.info 2017
stuur bericht

    Hoofdpagina