Dr Willem Stolk Goudveld-Hoërskool Welkom

1. SEL- RESPIRASIE Dr Willem Stolk Goudveld-Hoërskool Welkom

2. INHOUDSOPGAWE 1. Vergelyk fotosintese en selrespirasie 2. Definisie van selrespirasie 3. Waar vind selrespirasie plaas ? 4. Hoe vind selrespirasie plaas ? 5. ANAëROBIESE RESPIRASIE 6. EKSPERIMENTE

3. Vergelyk fotosintese met selrespirasie

4. VERGELYK FOTOSINTESE EN SELRESPIRASIE MET MEKAAR !!! Baie Belangrik !!!!

5. Fotosintese bou en stoor energie !!! Selrespirasie breek die energie af !!! Fotosintese is dus ‘n opbouende proses !! Selrespirasie is ‘n afbrekende proses Fotosintese is anabolies !!! Selrespirasie is katabolies !!! Fotosintese !! Fotosintese !! Fotosintese !! Respirasie Respirasie Respirasie

6. FOTOSINTESE SELRESPIRASIE Tabuleer die verskille !! Slegs in plantselle Plantselle & Dierselle Anaboliese proses Kataboliese proses Energie word vasgelê Energie word vrygestel Vind in chloroplaste plaas Vind in mitochondrium plaas Suurstof word afgegee Suurstof word gebruik CO2 en H2O word gebruik CO2 en H2O word vrygestel Vind slegs in dag plaas Vind die hele dag plaas

7. Definisie van selrespirasie

8. Leer die “formule” en ken dan sommer die definisie ook !!

9. ensieme C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 38 ATP • Dit is die geleidelike vrystelling van energie… • deur die stapsgewyse afbreking van ‘n ener- • gieryke brandstofmolekuul, bv. glukose… • geproduseer tydens fotosintese.

10. ensieme C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 38 ATP • Ses suurstowwe word in die proses gebruik. (0nthou: geen verbranding van enige aard kan sonder O2 ge- skied nie)

11. ensieme C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 38 ATP • Die hele proses word deur ensiemes be- heer

12. ensieme C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 38 ATP • Die eindprodukte is … • 6CO2 • 6H2O en • 38 ATP molekules (2 830 kJ)

13. KYK WEER en LEER !!

14. Selrespirasie is… • die geleidelike vrystelling van energie • deur die stapsgewyse afbreking van die energieryke organiese verbinding soos glukose. • Ses suurstowwe word gebruik in die proses • Die hele proses word deur ensiemes be- heer • Die eindprodukte is 6CO2, 6H20 en 38 ATP molekules

15. Waar vind selrespirasie plaas ?

16. In die mitochondrions • van alle … • plantselle en • dierselle Dit is NB om die bou en struktuur van die mitochondrion behoorlik te ken !!

17. Buitenste membraan Jy moet ‘n mitochondrion kan skets en sy byskrifte ken

18. Binnenste membraan

19. Krista

20. Tussenmembraanspasie

21. Sitosol (sitoplasma)

22. !!! NB !!! Skets en be-noem die mitochndrion KRISTA SITOSOL BINNENSTE MEMBAAN TUSSENMEMBRAANSPASIE BUITENSTE MEMBRAAN

23. Hoe vind selrespirasie plaas ?

24. DRIE FASES GLIKOLISE OKSIDATIEWE FOSFORILASIE KREBS- SIKLUS

25. WAAR VIND ELKE FASE PLAAS ?

26. GLIKOLISE In die sitoplasma (sitosol) buite die mitochondrion

27. KREBS-SIKLUS In die mitochondrion (matrys) Binne die binnenste membraan

28. OKSIDATIEWE FOSFORILERING In die mitochondrion Tussenmembraan- Spasie Tussen binnenste en buitenste membraan

29. GLIKOLISE

30. Glukose C6H12O6 FOS-FORILASIE 2 ATP 2 ADP GLUKOSEDIFOSFAAT • Energie word benodig om die proses • aan die gang te sit... • d.w.s aktiveringsenergie • Twee losdrywende ATP’s vanuit die • sitoplasma word aangewend d.w.s • dit is fosforilering van glukose PGAL C3H6O3 PGAL C3H6O3 Die glukosedifosfaat is ‘n verswakte verbinding wat maklik kan breek. Dit breek gevolglik in twee PGAL (C3) molekules

31. PGAL C3H6O3 PGAL C3H6O3 NAD ADP ADP OF NADH2 ATP ATP ADP NAD ADP OF ATP NADH2 ATP • Die NADH2 vertrek na die tus- • senmembraanspasie • Neem daar deel aan die OF • (Oksidatiewe Fosforilasie) Twee hoë energieryke waterstofione word ook verwyder en aan die koënsiem NAD gebind (NAD + H= NADH) Uit die PGA verbinding word nou vier ATP’s vrygestel. (ADP + P = ATP) PIRODRUIWESUUR C3H5O6 PIRODRUIWESUUR C3H5O6

32. 1. Glikolise vind in die sitoplasma van die sel plaas. 2. Die glukosemolekuul word gefosforiliseer, deur energie wat van twee ATP molekules verkry word. 3. Die ATP’s dien as aktiveringsenergie sodat die proses van glikolise kan begin. 4. Die twee ATP’s verander nou na 2 ADP’s vanweë die ver-lies aan energie. 5. ‘n Onstabiele glukosedifosfaatverbinding word gevorm. 6. Dit breek op in twee PGAL (C3) molekules. 7. Uit elke PGAL verbindings word nou twee ADP’s opgebou om ATP’s te vorm. 8. In totaal is dit dus vier ADP’s na ATP’s. 9. Uit elke PGAL verbinding word ook een waterstofmolekuul (H2) verwyder. 10. In totaal is dit dus twee waterstofmolekules. 11. Die H2 verbind met ‘n koënsiem NAD en vorm NADH2. 12. Die NADH2 vertrek na tussenmembraanspasie van die mitochondrium vir oksidatiewe fosforilering. 13. Twee molekules pirodruiwesuur word nou gevorm. SAMEVATTING VAN GLIKOLISE HG moet dit as ‘n langvraaghanteer

33. 14. Die twee molekules pirodruiwesuur beweeg na die bin- ste membraan van die mitochondrion om daar aan die Krebs-siklus deel te neem. 15. Geen suurstof word benodig nie. 16. Glikolise is dus ‘n anaërobiese proses.

34. KREBS- SIKLUS

35. PIRODRUIWESUUR C3H503 NAD OF CO2 NADH2 ASETIELKOëNSIEM A CO2 6C C4 C5 NAD CO2 • ‘n CO2 en NADH word vanuit die pirodrui- • wesuur verwyder. • Dit word nou ‘n C2-verbinding. • Verbind met Assetielkoënsiem A wat dit na • die Krebs-siklus oordra. NAD NADH2 NADH2 NAD FAD NADH2 FADH2

36. Die pirodruiwesuur (C3-verbinding) wat tydens glikolise gevorm is, gaan die mitochondrium binne. • Elke pirodruiwesuur verloor een waterstof (H) af; asook een koolstofdioksied (CO2). • Die waterstof verbind met die koënsiem NAD om NADH2 te vorm. Die NADH2 vertrek na die tussenmembraanspasie van die mitochondrion vir oksidatiewe fosforilering. • Die gereduseerde pirodruiwesuur (C2-verbinding) verbind met ‘n koënsiem Assetielkoënsiem A. • Dit gaan nou die Krebs-siklus binne, en • verbind onmiddellik met ‘n C4-verbinding om ‘n C6-verbinding te vorm. • ‘n CO2 word verloor en ‘n C5-verbinding word gevorm. • ‘n Reeks van vier waterstowwe (H2) word uit die siklus verwyder. • Die waterstowwe verbind met die koënsiem NAD om NADH2 te vorm. Vertrek na tussenmambraanspasie vir Oksidatiewe Fosforilasie. • ‘n CO2 word teen die einde van die siklus verwyder. SAMEVATTING VAN KREBS-SIKLUS HG moet dit as ‘n langvraaghanteer

37. 11. ‘n C4-verbinding word dus gevorm wat in staat is om aan ‘n volgende siklus deel te neem.

38. OKSIDATIEWE FOSFORILERING

39. ADP + P NADH2 ATP Hoë energie- vlakke ADP + P H2 ATP • Die waterstowwe wat tydens glikolise en die • Krebs-siklus afgegee is, bereik die tussen- • membraanspasie. • Dit moet omgsit word tot ATP’s sodat arbeid • verrig kan word. • Neem deel aan ‘n reeks reaksies wat oksi- • datiewe fosforilering genoem word. • Moet in die aanwesigheid van suurstof plaas- • vind. H2 ADP + P ATP H2 Lae energie- vlakke H2O

40. Die waterstowwe wat tydens glikolise en die Krebs-siklus vervaardig is moet nog tot ATP omgesit word om arbeid te kan verrig. • Hierdie proses vind in die spasie tussen die buite- en bin-ne membraan plaas. • Dit is afhanklik van suurstof. • Die waterstowwe bereik die waterstofoordragsisteem, wat uit ‘n aantal energievlakke bestaan. • Die waterstowwe beweeg nou van hoë energievlakke na laer energievlakke. • Die waterstowwe word met waterstofdraers (koënsieme) van die hoër energievlak na die laer energievlak vervoer. • Wanneer ‘n waterstof van een waterstofdraer na die volgende een oorgedra word, sê ons dit word geoksideer. • 7. Elke keer word ‘n klein bietjie energie vrygestel. • 8. Dié energie word gebruik om ATP molekules vanuit ADP te vorm. • 9. Dié proses word fosforilering genoem. SAMEVATTING VAN OKSIDATIEWE FOSFORILASIE HG moet dit as ‘n langvraaghanteer

41. 10. Elke waterstof beskik oor die energie om drie ATP’s te • bind. • 11. ‘n Suurstof dien as die finale waterstofontvanger. • 12. Dit bind daarmee en vorm water.

42. OEFEN SO RUKKIE !!!!

43. GLUKOSE Noem al die eindprodukte van glikolise Identifiseer die skematiese voorstelling en probeer om al die oop spasies in te vul 2 ATP 2 ADP 4 ATP’S; 2 NADH2 en 2 Pirodruiwesuur GLUKOSEDIFOSFAAT PGAL PGAL ATP NADH ATP Wat is die doel van dié twee ATP’s ? Gee die struktuurformule vir die organiese verbinding. C6H12O6 NADH ATP ATP Dien as aktiveringsenergie PIRODRUIWESUUR PIRODRUIWESUUR

44. PIRODRUIWESUUR Identifiseer ook dié skematiese voorstelling en probeer om al die oop spasies in te vul Lys kortliks die eindprodukte van een Krebs-siklus. NAD CO2 OF NADH2 3 CO2 4 NADH2 1 FADH2 ASSETIELKOëNSIEM A Wat is NADH2 se bestemming ? Hoeveel CO2 molekules word tydens die Krebs-siklus verwyder ? CO2 C6 Oksidatiewe Fosforilering C4 C5 Noem die struktuurformule van die pirodruiwesuur Drie CO2 NAD NAD NADH2 NADH2 C3H6O3 NAD FAD FADH2 NADH2

45. ADP + P NADH2 Identifiseer ook dié skematiese voorstelling en probeer om al die oop spasies in te vul ATP Wat word hierdie proses genoem ? Hoë energie- vlakke ADP + P H2 Fosforilasie ATP Wat word hierdie sisteem genoem ? H2 ADP + P ATP Waterstofoordrag- sisteem H2 Lae energie- vlakke H2O

46. ANAëROBIESE RESPIRASIE

47. Glukose NADH2 GLUKOSEDIFOSFAAT PGAL PGAL PDS PDS Plante vorm alkohol(onomkeerbaar) Diere vorm melksuur – eina !!!! spiere (omkeerbaar) Plante = alkoholiese fermentasie Diere = melksuurfermentasie Die NADH2 keer terug. Pirodruiwesuur word melksuur by diere en alkohol by plante Geen suurstof !!!

48. Jy moet die verskille tussen aërobiese- en anaërobiese respirasie kan tabuleer !!!! !!! Baie Belangrik !!!!

49. Aërobies Anaërobies Suurstof is noodsaaklik Suurstof nie noodsaaklik Baie energie vrygestel Min energie word vrygestel Anorganiese produkte soos water en CO2 vrygestel Organiese verbindings soos melksuur en alkohol gevorm Glukose volledig afgebreek Glukose gedeeltelik afgebreek Vind in sitoplasma en mitochondriums plaas Vind net in sitoplasma plaas

50. Eksperimente