Hoofdstuk 9

§9.1 Tijdens een reactie veranderd het aantal atomen en de totale massa niet. Dit heet de wet van behoud van massa. Als een reactie omkeerbaar is, wordt dat weergegeven met een dubbele pijl. De reactiesnelheid kan toenemen wanneer de temperatuur hoger wordt, als de concentratie wordt verhoogt en als het oppervlak wordt vergroot. §9.2 Wanneer er bij het verbreken van de bindingen minder energie nodig is dan wat er wordt geleverd, is de reactie exotherm. Wanneer er bij het verbreken van de bindingen meer energie nodig is dan dat er vrijkomt, is het endotherm. Energie die opgeslagen zit in chemische bindingen, heet chemische energie. Een belangrijke chemische energiebron uit de natuur is glucose. Een teveel aan energie wordt afgestaan als warmte of licht. Bij de omzetting van energievormen blijft de totale hoeveelheid constant; de wet van behoud van energie. §9.3 Brandstoffen zijn organische stoffen, opgebouwd uit C, H en soms O. De verbrandingsproducten bevatten minder energie dan de uitgangsstoffen. Bij een verbrandingsreactie moet de brandstof worden aangestoken, de energie die moleculen moeten hebben om te kunnen reageren, heet activeringsenergie. In alle levende cellen vindt in de mitochondriën verbranding plaats. De brandstof reageert met glucose. Cellen zijn in staat om de energie die dan vrijkomt vast te leggen in speciale energierijke moleculen; ATP.
§9.4 De energie uit glucose kan niet in een keer in de cellen vrijkomen, omdat de temperatuur dan te hoog wordt en dan gaan ze dood. En ook omdat de meeste reacties endotherm zijn, en dan is warmte niet geschikt. Om deze problemen op te lossen, beschikken cellen over de verbinding ATP (adenosinetrifosfaat) die bestaat uit adenine en ribose en drie fosforzuurresten. Deze verbinding kan worden verbroken tot ADP + Pi of AMP + 2Pi. Er worden veel reacties aan de ATP-reactie verbonden. Omdat deze reactie veel energie opleverd. Op zijn beurt is de opbouw van ATP weer gekoppeld aan reacties die veel energie opleveren, zoals verbranding. §9.5 Door middel van enzymen kunnen reacties sneller verlopen. Ook kunnen enzymen alle processen in een cel controleren en beheersen. Enzymen zijn eiwitten, ze hebben een of meer plaatsen waar reagerende stoffen zich kunnen binden; substraten. Elke bindingsplaats is geschikt voor een bepaald substraat. Bij de optimumtemperatuur werken de enzymen het best. De zuurgraat (pH-optimum) waarbij een enzym het beste werkt, kan verschillen. Enzymen die betrokken zijn tot een reactieketen, zijn met elkaar verbonden tot enzymcomplexen. Ze liggen vaak in organellen. Enzymen voor verbranding liggen in mitochondriën. En voor fotosynthese liggen ze in de chloroplasten. Alleen als een bepaald enzym nodig is, wordt dat betreffende gen ingeschakeld. §9.6 De afbraak van koolhydraten, vetten en eiwitten heet dissimilatie. De opbouwreactie van die stoffen heet assimilatie. Deze twee zijn altijd aan elkaar gekoppeld. Planten kunnen zelf alle bouwstenen maken uit anorganische stoffen: water, koolstofdioxide en mineralen. Via een reeks van processen vormen zij grotere energierijke moleculen (glucose en zetmeel). De cellen kunnen uit de mineralen en glucose alle benodigde organische stoffen maken. Planten zijn voor hun energiebehoefte niet afhankelijk van andere organismen. Daarom zijn ze autostroof. Een deel van de gevormde chemische energie wordt door de plant zelf gebruikt, een ander deel is beschikbaar voor organismen, zij eten de planten. Organismen die hun energie krijgen door afbraak van koolhydraten, eiwitten en vetten heten hetrostroof. Ze zijn afhankelijk van andere organismen. §9.7 Voor elke stap in de reactieketen van de afbraak van organische stoffen is een apart enzym. Dit gebeurt allemaal stapsgewijs. De afbraak met behulp van zuurstof wordt aërobe dissimilatie genoemd. (aëroob is met aanwezigheid van zuurstof)dit vindt plaats in de mitochondriën. Zonder aanwezigheid van zuurstof is de situatie anaëroob. Dan kan glucose maar gedeeltelijk worden afgebroken. Er ontstaat dan ook veel minder ATP. Wij gebruiken melkzuurgisting bij het maken van yoghurt en zuurkool. Dit is een anaërobe dissimilatie. Onder anaërobe omstandigheden ontstaat ethanol als eindproduct. Dit is een alcoholische gisting. Bacteriën kunnen organische stoffen afbreken. Ze worden daarom veel gebruikt bij reacties. Ook in wasmiddelen. Ze gebruiken de bacteriën als enzymfabriekjes. De enzymen die geoogst worden, worden in het wasmiddel gestopt. §9.8 Alle cellen die tot fotosynthese in staat zijn, bezitten het pigment chlorofyl. Chloroplasten zijn bladgroenkorrels, bij eukaryoten bevindt het chlorofyl zich daarin. Fotosynthese bestaat uit twee reactieketens. Die worden lichtreactie en donkerreactie genoemd. De enzymen die daarvoor nodig zijn bevinden zich in het chloroplast. Lichtreactie: licht wordt geabsorbeerd door chlorofyl, deze energie wordt omgezet in ATP. Het water wat dan vrijkomt wordt gesplitst in waterstof en zuurstof. Zuurstof komt vrij, en waterstof wordt gebruikt voor de donkerreactie. Donkerreactie: de waterstofatomen worden gebruikt om samen met koolstofdioxide, glucose te vormen. De energie die nodig is wordt uit ATP gehaald.
§9.9 Glucose wordt door een plant gebruik als: bouwstof, brandstof of reservestof. Bouwstof: het wordt in een cel gebruikt voor de productie van koolhydraten, aminozuren en vetten. Brandstof: het wordt opgeslagen in de vorm van ATP en gebruikt voor energievragende processen. Reservestof: als er genoeg glucose is, wordt dit omgezet in sacharose. Dit wordt naar de delen getransporteerd die niet tot fotosynthese in staat zijn. Dit kan worden omgezet in zetmeel, dat in de wortels, zaden en knollen wordt opgeslagen. Mensen maken op allerlei manieren gebruik van planten: Hout, een belangrijk plantaardig product. De delen van de plant waarin hij zijn reserves opslaat zijn ook belangrijk, zoals knollen en bollen. Planten bevatten ook veel vetten, eiwitten, zetmeel en vitaminen. Ook de geur en kleurstoffen worden door de mens gebruikt. Maar ze worden ook als drugs en medicijnen gebruikt.