Hoofdstuk 1Doelstelling 1Stofwisseling: het totaal van alle chemische (scheikundige) processen in een organisme.
Assimilatie: de opbouw van organische moleculen uit kleinere moleculen.
-Resultaat: de vorming van organische stoffen waaruit het organisme bestaat.
-Energie wordt vastgelegd als chemische energie in de organische moleculenDissimilatie: de afbraak van organische moleculen tot kleinere moleculen.
-Resultaat: het vrijmaken van energie voor processen in het organisme.
-De vrijgekomen energie wordt tijdelijk opgeslagen in ATP moleculen.
Doelstelling 2Enzymen katalyseren (versnellen) de chemische reacties van stofwisselingsprocessen zonder daarbij zelf te worden verbruikt.
-Enzymen zijn eiwitmoleculen met een specifieke ruimtelijke vorm.
-Naamgeving: in het algemeen afgeleid van de naam van het substraat met het achtervoegsel ÃÂase.
Enzymen hebben een specifieke werking.
-Door de specifieke ruimtelijke vorm past een enzymmolecuul slechts op één type substraatmolecuul (sleutel-slotprincipe)-Elk enzym kan slechts één reactie versnellenDe enzymactiviteit (snelheid van enzymwerking) kan worden uitgedrukt in:-De hoeveelheid substraat dieper tijdseenheid wordt omgezet-De hoeveelheid reactieproduct die per tijdseenheid ontstaatDe enzym activiteit kan ook worden afgeleid uit de tijd die een bepaalde hoeveelheid enzym nodig heeft om een bepaalde hoeveelheid substraat om te zetten.
The aldehyde form of glucose
Glucose tubes
glucose tabletsTemperatuur: beïnvloedt de enzymactiviteit volgens een optimumkromme.
Zuurgraad: beïnvoedt de enzym activiteit volgens een optimumkromme. De zuurgraad van een vloeistof wordt aangegeven met de pH.
-Zuiver water heeft een pH van 7 (neutraal)-Zure vloeistoffen hebben een pH lager dan 7-Basische vloeistoffen hebben een pH hoger dan 7Doelstelling 3Koolstofassimilatie: de vorming van glucose en zuurstof uit koolstofdioxide en water.
-Reactievergelijking: koolstofdioxide + water + energie -> glucose + zuurstof 6CO2 + 6H2O + energie -> C6H12O6 + 6O2-Alleen autotrofe organismen zijn in staat tot koolstofassimilatieFotosynthese: koolstofassimilatie waarbij lichtenergie wordt benut.
-Uit wit licht worden vooral de oranjerode en de violetblauwe kleure benut.
-Fotosynthese komt voor bij planten en cyanobacteriën. Deze organismen hebben bladgroen (chlorofyl).
-Bij planten bevinden de enzymen en pigmenten voor fotosynthese zich in bladgroenkorrels (chloroplasten).
-De glucose die bij de fotosynthese ontstaat, wordt voor een deel omgezet in zetmeel en tijdelijk in de bladeren opgeslagenDoelstelling 4Voortgezette assimilatie: organismen vormen uit glucose en andere organische stoffen.
-De hiervoor benodigde energie wordt verkregen uit dissimilatie.
-Bij de voortgezette assimilatie kunnen planten anorganische stoffen uit de bodem gebruiken.
Koolhydraten.
-Opgebouwd uit alleen koolstof-, waterstof-, en zuurstofatomen.
-Monosachariden, bijv. glucose (druivensuiker), fructose (vruchtensuiker), en desoxyribose.
-Dischariden (opgebouwd uit twee monosachariden), bijv. maltose, lactose, en sacharose.
-Polysachariden (opgeebouwd uit vele monosachariden), bijv. zetmeel, glycogeen en cellulose.
Vetten (lipiden).
-Opgebouwd uit alleen koolstof-, waterstof-, en zuurstofatomen.
-Een vetmolecuul is opgebouwd uit glycerol en drie vetzuren.
Eiwitten (proteïnen)-Een eiwitmolecuul bestaat uit een groot aantal aan elkaar gekoppelde aminozuren.
-In organismen komen twintig verschillende aminozuren voor-Alle aminozuren bevatten naast koolstof-, waterstof-, en zuurstofatomen ook steeds stikstofatomen. Sommige aminozuren bevatten ook zwavelatomen.
-Planten kunnen aminozuren opbouwen uit glucose en stikstofhoudende ionen, vooral nitraationen: glucose + nitraat + energie = aminozuur.
-Dieren krijgen aminozuren binnen met hun voedsel. Ze kunnen sommige aminozuren vormen uit andere aminozuren.
Doelstelling 5Bij dissimilatie kan chemische energie worden omgezet in:-Kinetische energie (bij het maken van bewegingen);-Warmte (bij het op pijl houden van de lichaamstemperatuur);-Elektrische energie (bij het geleiden van impulsen);-Chemische energie ( bij het assimileren van organische stoffen);-Lichtenerige (bij het uitstralen van licht)Aërobe dissimilatie van glucose (verbranding)-Herbij worden glucose moleculen volledig afgebroken, waardoor er veel energie vrij komt.
-Reactievergelijking:Glucose + Zuurstof -> Koolstofdioxide + Water + Energie-Aërober dissimilatie vindt voor het grootste deel plaats in mitochondriën.
Anaërobe dissimilatie van glucose (gisting)-Hierbij worden glucosemoleculen niet volledig afgebroken. De eindproducten zijn energierijk; er komt weinig energie vrij.
-Alcoholgisting:C6H12O6 -> 2C2H6O (ethanol) + 2CO2 + EnergieKomt voor bij gistcellen en bij kiemende zaden. Bij de productie van bier, wijn en brood vindt alcoholgisting plaats.
-Melkzuurgisting:C6H12O6 > 2C3H6O3 (melkzuur) + energiekomt voor bij melkzuurbacteriën en in spieren bij mens en dier. Bij de productie van kaas, yoghurt en zuurkool vindt melkzuur gisting plaats.
Dissimilatie van vetten en eiwitten.
-Vetten worden eerst gesplitst in glycerol en vetzuren. Deze worden verder gedissimileerd.
-Eiwitten worden eerst gesplitst in aminozuren. Deze worden verder gedissimileerd. Schadelijke, stikstofhoudende stoffen die hierbij ontstaan (ammoniak, ureum of urinezuur) worden met de urine uitgescheiden.
Doelstelling 6Basale stofwisseling: stofwisseling van een organisme in rust.
-In rust vinden ook voortdurend dissimilatie en assimilatie plaats-Processen als de hartslag, de ademhalingsbewegingen en de darmperistaltiek gaan altijd door.
De intensiteit van de basale stofwisseling isafhankelijk van:-Het geslacht;-De leeftijd;-Het lichaamsgewicht;-De lichaamstemperatuur-Het tijdstip van de dag of het jaargetijde.
Doelstelling 7Transport over kleine afstanden:-Diffusie (o.a. zuurstof, koolstofdioxide)-Osmose (water)-Actief transport door celmembranen (o.a. ionen)Transport over grote afstanden:-Anorganische sapstroom door houtvaten (water en opgenomen ionen)-Organische sapstroom door bastvaten (water en assimilatie producten)Diffusie van zuurstof en koolstofdioxide in bladeren.
-Vooral via huidmondjes, luchtholten, en intercellulaire ruimten naar en van de bladcellen-Huidmondje: een opening in de opperhuid, omgeven door twee sluitcellen die bladgroenkorrels bevatten-Bij de meeste planten bevinden zich de huidmondjes zich vooral aan de onderkant van de bladeren.
Transport door houtvaten-Door verdamping van water uit de celwanden rondom bladcellen wordt water aangezogen uit de houtvaten (via de nerven).
-Door capillaire werking van de houtvaten wordt het water als een draad omhooggetrokken.
-In de vaatbundels in stengels liggen houtvaten aan de binnenkant-In de nerven in bladeren liggen houtvaten aan de bovenkantTransport door bastvaten-Het tijdelijk in de bladeren opgeslagen zetmeel wordt omgezet in sacharose (vooral sÃÂnachts)-Sacharose wordt vervoerd naar de andere delen van de plant-In de vaatbundels in stengels liggen bastvaten aan de buitenkant.
-In de nerven in bladeren liggen bastvaten aan de onderkantOpslag van reserve stoffen-In verdikte delen vaak onder de grond (wortels, knollen, bollen, wortelstokken);-In zadenDoelstelling 8De intensiteit van fotosynthese is afhankelijk van-De verlichtingssterke (en de kleur licht)-De beschikbare hoeveelheid water-De beschikbare hoeveelheid koolstofdioxide-De temperatuur-BladgroenDe intensiteit van de fotosynthese wordt bepaald door de beperkende factor (de factor die het minst gunstig is)Voor de bepaling van de intensiteit van de fotosynthese zijn twee gegevens nodig:-In het licht: de hoeveel zuurstof die een plant afgeeft (of de hoeveelheid koolstofdioxide die een plant opneemt)-In het donker: de hoeveelheid zuurstof die een plant opneemt (of de hoeveelheid koolstofdioxide die een plant afgeeft)Uit de zuurstof opname (of koolstofdioxide afgifte) in het donker kan de intensiteit van de dissimilatie worden afgeleid.
Zuurstofproductie (bij fotosynthese) = zuurstof afgifte + zuurstof verbruikKoolstofdioxide verbruik (bij fotosynthese) = koolstofdioxide opname + koolstofdioxideproductie (bij dissimilatie)Doelstelling 9Producenten nemen koolstofdioxide uit de lucht op en produceren hiermee organische stoffen.
-Planten en cyanobacteriën zijn producenten.
Consumenten nemen de organische stoffen van de organismen als voedsel op.
-Dieren zijn consumenten.
Reducenten breken organische resten af tot anorganische stoffen.
-Schimmels en heterotrofe bacteriën zijn reducenten.
Door verbranding van fossiele brandstoffen komt extra koolstof in de koolstofkringloopDoelstelling 10Producenten nemen stikstof vooral op in nitraat ionen.
-Stikstofassimilatie: uit nitraationen en glucose worden stikstofhoudende organische verbindingen (bijv. eiwitten) opgebouwd.
Consumenten scheiden stikstof uit met hun urine (als ammoniak, ureum of urinezuur)Reducenten breken organische stikstofhoudende verbindingen af tot o.a. ammoniak.
Nitrificerende bacteriën zijn actief in een zuurstofrijke bodem.
-Nitrietbacteriën zetten ammoniak en ammoniumionen om in nitrietionen.
-Nitraatbacteriën zetten nitrietionen om in de nitraationenDenitrificerende bacteriën zetten nitraationen om in gasvormige stikstof (N2)-Denitrificerende bacteriën zijn actief een zuurstofarme bodem.
Stikstofbindende bacteriën zetten gasvormige stikstof om in ammoniak. Met ammoniak kunnen amminozuren worden gesynthetiseerd-Stikstofbinding (stikstoffixatie) kan alleen plaats vinden onder anaërobe omstandigheden-Stikstofbindende bacteriën komen vrij levend in de bodem voor en in de wortelknolletjes van vinderbloemige planten.
-Groenbemesting: het verbouwen van vlinderbloemige planten op grond die arm is aan nitraationen.
Hoofdstuk 4Doelstelling 1Voedingsmiddelen: alles wat je eet of drinktVoedingsstoffen: de bruikbare bestanddelen van voedingsmiddelen-Bouwstoffen: worden gebruikt bij e vorming van (delen van) cellen en weefsels. Bouwstoffen zijn nodig voor groei en ontwikkeling, voor vervanging van cellen en voor herstel van verwondingen.
-Brandstoffen: worden gedissimileerd om energie te leveren. Brandstoffen zijn nodig voor het verrichten van arbeid, voor het op peil houden van de lichaamstemperatuur en voor groei, ontwikkeling en herstel.
Voedingsvezel (ballaststoffen): stoffen in plantaardige voedingsmiddelen die niet door enzymen van de mens kunnen worden verteerd.
-Functie: bevorderen van de darmperistaltiekDoelstelling 2Eiwitten (proteïnen)-Functie: vooral bouwstoffen (van cytoplasma, kernplasma, tussencelstof, enzymen en hormonen., ook brandstoffen.
-Een teveel aan opgenomen eiwitten wordt in het lichaam van de mens niet opgeslagen; de aminozuren worden als brandstof gebruikt.
-Essentiële aminozuren: moeten in het voedsel aanwezig zijn, omdat ze niet of in onvoldoende hoeveelheden in het lichaam van de mens kunnen worden gevormd-Niet-essentiële aminozuren: kunnen in de lever worden gevormd uit andere aminozuren.
Koolhydraten-Funcite: vooral brandstoffen, ook bouwstoffen (o.a in DNA en celmembranen)-Een teveel aan opgenomen koolhydraten wordt omgezet in glycogeen of vet en opgeslagen.
Vetten (lipiden).
-Functie: vooral brandstoffen, ook bouwstoffen (o.a. in membranen)-Een teveel aan opgenomen vet wordt opgelsagen onder de huid en rondom organen-Verzadigde vetzuren (vooral in dierlijke vetten): bevorderen de afzetting van cholesterol tegen de binnenwand van de bloedvaten.
-Onverzadigde vetzuren (vooral in plantaardige vetten): breken het cholesterol in de bloedvatwanden weer af.
-Essentiële vetzuren: moeten in het eten aanwezig zijnWater-Functie: bouwstof (o.a. als oplosmiddel en transportmiddel).
-Organismen bestaan voor het grootste deel uit waterMineralen (zouten)-Functie: bouwstoffen (bijv. calcium in de tussencelstof van beenweefsel)-Spoorelementen: moeten in geringe hoeveelheid in het voedsel aanwezig zijn (spoorelementen zijn vaak bestanddeel van enzymen of hormonen)Vitamines-Functie: bouwstoffen (o.a. als bestandbeel van enzymen)-Bij een tekort aan vitamines in het voedsel ontstaan gebreksziekten. Een teveel kan ook schadelijk zijn.
-Sommige vitamines moeten in het voedsel aanwezig zijn; andere kunnen worden gevormd uit provitamintes (die in het voedselaanwezig moeten zijn)Doelstelling 3Informatie uit bijvoorbeeld de voedingswijzer of een analyse van de samenstelling van voedingsmiddelen.
Zorg voor goede variatie.
-Gebruik iedere dag iets uit elk vak van de voedingswijzerEet niet meer dan je lichaam nodig heeft.
-De energiebehoefte van een mens is o.a. afhankelijk van het geslacht, de leeftijd, het lichaamsgewicht en de lichamelijk inspanning.
-Als je teveel eet, wordt je te dik, en te zwaar-Mensen die voora lvet hebben opgeslagen rond de buik, hebben een sterk verhoogde kans op hart- en vaat ziekten en suikerziekte (diabeter mellitus) van het type II.
-Als je wilt vermageren, moet je een vermagerings dieet volgen (opgesteld door een diëtist).
Doelstelling 4Bacteriën en schimmels (micro-organismen) kunnen voedselbederf veroorzaken.
-Bij een voedselvergiftiging wordt iemand binnen enkele uren ziek door giftige stoffen die gemaakt zijn door bacteriën en schimmels in het voedsel.
-Bij een voedselinfectie wordt iemand na 12 uur tot 60 uur ziek door voedsel met een ziekmakende hoeveelheid micro-organismen, zoals bacteriën, schimmels en virussen.
-Een goede hygiëne voorkomt veel voedselinfectie en voedselvergiftiging-Vooral dierlijke voedingsmiddelen bederven snel. Bij hogere temperaturen kunnen ze worden besmet met salmonellabacteriënConserveringsmethoden en hun werking-Invriezen: bij lage temperaturen zijn de enyzmen van micro organismen niet actief.
-Steriliseren (verhitten tot 130 à 140 graden celcius en naverhitten): bij hoge temperaturen zijn de enyzmen van micro-organismen definitief onwerkzaam-Pasteuriseren (verhitten tot 72 graden celcius)-Inblikken of vacuüm verpakken: direct na verhitten wordt het voedsel luchtdicht verpakt, zodat er geen micro-organismen op kunnen komen.
Het voedsel mag niet teveel additieven (toegevoegde stoffen) bevatten.
-Natuurlijke stoffen kunnen het voedingsmiddel langer houdbaar maken: zuur, suiker, zout (verlaging van de pH of verhoging van de osmotische waarde van het voedingsmiddel)-Onnatuurlijke sotffen kunnen het voedingsmiddel langer houdbaar maken: conserveermiddelen, antioxidanten (voorkomen dat het voedingsmiddel ranzig wordt) en emulgatoren (houden het voedingsmiddel in de juiste toestand)-Sommige additieven kunnen het voedingsmiddel aantrekkelijker maken: kleur-, geur-, en smaakstoffen.
Het voedsel mag geen ongewilde stoffen bevatten.
-Residuen van pesticiden (in landbouwgewassen)-Zware metalen (vooral in orgaanvlees en in vis)-Antibiotica of hormonen (in vlees of kip)In Nederland wordt het voedsel streng gecontroleerd.
-De rijksdienst voor keuring van vee en vlees controleert slachthuizen en fabrikanten van vlees en vleeswaren-De keuringsdienst van Waren controleert fabrikanten van andere voedingsmiddelen, restaurants, winkels, snackbars enz.
Doelstelling 5Mondholte-Speekselklieren produceren speeksel.
-Gebit: door kauwen wordt het oppervlak van het voedsel vergroot, zodat de verteringssappen beter op het voedsel kunnen inwerken (mechanische bewerking)Keelholte-Slikreflex: de huig sluit de neusholte af en het strotklepje sluit de luchtpijp afSlokdarm-Tussen slokdarm en maag bevindt zich een kringspierMaag-Functie: tijdelijke opslagplaats van voedsel-Maagsapklieren produceren maagsapMaagportier: kringspier tussen maag en twaalfvingerige darm-Bij een lage pH in de twaalfvingerige darm is de kringspier samen getrokken-Bij een lichtbasische pH in de twaalfvingerige darm is de kringspier ontspannenLever-Functie: produceert gal-Gal wordt tijdelijk opgeslagen in de galblaas en afgevoerd via de galbuisAlvleesklier-Functie: produceert alvleessapTwaalfvingerige darm (eerste deel van de dunne darm)-Functie: gal en alvleessap vermengen met de voedselbrij.
Dunne darm-Darmsapklieren producieren darmsap-Darmwand: groot oppervlak voor darmplooien, darmvlokken en microvilli (uitstulpingen van darmepitheelcellen)-Darmepitheel: de buitenste laag cellen van de darmvlokken. Functie: resorptie van water , voedingsstoffen en verteringsproducten.
Blindedarm met appendix (wormvormig aanhangsel): rudimentair orgaan.
-Bij blindedarmonsteking isde appendix ontstoken.
Dikke darm-Functie: resorptie van water, mineralen, glucose, en vitamine K-Bij diaree wordt niet voldoende water uit de brij van onverteerde voedselresten gesorbeerd-Bacteriën verteren cellulose in de celwanden van plantaardige voedselresten. Hierbij ontstaat glucose-Bacteriën produceren o.a. vitamine K.
Endeldarm met anus-Functie: verzamelen en tijdelijk opslaan van onverteerde voedselresten (ontlasting of faeces)-Anus: kringspier die de endeldarm afsluit.
Van de slokdarm tot aan de endeldarm vinden peristaltische bewegingen plaats (darmperistaltiek)-kringspieren en lengtespieren in de wand van het darmkanal trekken zich afwisselend samen.
-Functie: de voedselbrij voortduwen, kneden en mengen met verteringssappen.
Doelstelling 6Speeksel: bevat slijm en amylase.
-Slijm: maakt het voedsel glad, waardoor het inslikken gemakkelijker gaat-Amylase: verteert zetmeel tot maltose-De speekselproductie wordt geregeld door het autonome zenuwstelstelMaagsap: bevat zoutzuur, slijm en pepsinogeen (een inactief pro-enzym)-Zoutzuur (Hcl): zorgt voor een sterk zuur milieu waardoor bacteriën in het voedsel worden gedood-Slijm: beschermt de maagwand tegen het maagsap-Pespisnogeen wordt in de maag geactiveerd tot pepsine (positieve terugkoppeling)-Pepsine (peptase): verteert eiwitten tot lange polypeptiden(vrij lange aminozuurketens)Gal: bevat galkleurstoffen en galzure zouten-Galkleurstoffen: afbraakproducten van dode rode bloedcellen-Galzure zouten: emulgeren vetten, waardoor het oppervlak van de vetdruppels wordt vergroot-De galblaas geeft gal af als de pH in de twaalfvingerige darm laag isAlvleessap: de alvleesklier geeft alvleessap af als de pH in de twaalfvingerige darm laag is.
-Bevat een basische stof die de pH in de twaalfvingerige darm doet stijgen (pH 8 Ã 9)-Amylase: verteert zetmeel tot maltose-Trypsine (tryptase): verteert lange polypeptiden tot kortere polypeptiden.
-Peptidasen: verteren polypeptiden tot di- en tripeptiden.
-Lipase: verteert vetten tot glycerol en vetzuren. Door de vrijgekomen vetzuren daalt de pH van de voedselbrijDarmsap: bevat enzymen die de vertering van eiwitten en koolhydraten voltooien-Maltase verteert maltose tot glucose-Sacharase verteert sacharose tot glucose en fructose-Lactase verteert lactose tot glucose en galactose-Peptidasen verteren di- en tripeptiden tot afzonderlijk aminozurenDoelstelling 7Resorptie: het opnemen van stoffen door darmepitheelcellen-Resorptie kan plaats vinden in het hele darmkanaal-In de dunne darm vindt door het grote oppervlak de meete resorptie plaatsResorptie is een actief process. Dit blijkt o.a. uit:-Er kunnen stoffen worde ngeresorbeerd tegen eht concentratieverval in;-Stoffenworden selectief geresorbeerd;-Bij resorptie vindt in de darmepitheelcellen een intensieve dissimilatie plaats-Door dood darmepitheel kunnen geen stoffen worden geresorbeerdIn de darmepitheelcellen worden vetten gevormd uit glycerol en vetzurenHierna vindt opname plaats in bloed of lymfe.
-Aminozuren, monosachariden (o.a glucose), vetten met kleine vetzuren, water, mineralen en vitamines worden opgenomen in het bloed-Vetten met grote vetzuren worden opgenomen in de lymfe.
-Het bleod uit de haarvaten van een groot deel van het darmkanaal (van de maag tot aan de dikke darm) stroomt door de poortader naar de lever.
Glucose→water+carbon
Glucose
Glucose 1