Startpagina / Samenvattingen / UNI celfysiologie tentamen 3EC / elektronen-gereduceerd-ps

234523452e

30 belangrijke vragen over 234523452e

Wat voor onderscheid wordt er gemaakt tussen 'spontane' processen en 'niet-spontane' processen?

Spontane processen zijn energiek meer preferabel. Spontane processen zijn processen, waarbij de entropie wordt verhoogd. Niet-spontane processen zijn processen waarbij de entropie juist hoger wordt. Er moet bij niet-spontane processen altijd energie worden toegevoerd, voordat de reactie kan plaatsvinden.

Kan een molecuul een biomembraan beter passeren als ze geladen of ongeladen zijn?
En als ze lipofiel of hydrofiel zijn?

Een molecuul kan een biomembraan beter passeren als ze lipofiel en ongeladen zijn. Geladen en hydrofiele moleculen permeëren veel minder goed en zelfs slecht.

Wat houdt (het op z'n Engels uitgesproken) 'ion-trap' in?

Hoe bepaalde compartimenten die deelnemen aan membraantransport zich zullen positioneren bij membraantransport wordt mede veroorzaakt door pH. Zwakke zuren in een zuur milieu zullen diffunderen naar plekken die basischer zijn (dus met een hogere pH). Zwakke basen zullen diffunderen naar plekken die zuurder zijn (dus met een lagere pH). Zwakke basen en zuren en hun gedissocieerde vormen zullen zich dus verzamelen op plekken met een lagere of hogere pH ten opzichte van hun punt van operatie.

Geef een correcte omschrijving van de begrippen diffusie en osmose.

Diffusie: Diffusie is het transport van een stof als gevolg van de warmtebeweging van de individuele deeltjes. Netto transport geschiedt onder invloed van een verschil in concentratie van de deeltjes of beter gezegd: verschil in chemische potentiaal.
Osmose: Osmose is diffusie van een oplosmiddel (b.v. water) door een membraan die impermeabel is voor opgeloste stoffen. Zo'n membraan heet semi-permeabel. Een biomembraan is semi-permeabel. De osmosrichting van water wordt bepaald met behulp van het waterpotentiaal.

Waarom mogen diffusieprocessen niet worden beschreven als 'stroming'?

Stroming is een macroscopisch proces waarbij een vloeistof onder invloed van MECHANISCHE krachten, zoals zwaartekracht of druk, waarbij geen barrière (membraan) op moleculaire schaal voorkomt. Bij diffusieprocessen is de chemische potentiaal relevant, wat niet het geval is bij stroming.

Water diffundeert van een hoger chemisch potentiaal naar een lager chemisch potentiaal. Door welke drie factoren wordt het chemisch potentiaal van water beïnvloedt?

1. Concentratie van de opgeloste deeltjes: opgeloste deeltjes verlagen de chemische potentiaal van water.
2. Waterbindende oppervlakken: Bijvoorbeeld: clloïdale macromoleculen, zoals eiwitten en polysacchariden. Ook deze verlagen de chemische potentiaal van water.
3. Druk: Deze verhoogt de chemische potentiaal van water.

Wat is het waterpotentiaal van een ideale oplossing van 1M?

-2,44 MPa (25 graden celsius)

Op wat voor manier wordt actief transport bewerkstelligt bij primair actief transport?

Één van de fosfaatgroepen wordt van een ATP molecuul losgehaald, waardoor energie vrijkomt. De delta G die vrijkomt bij dit proces is negatief. De fosfaatgroep hecht zich aan het transporteiwit, waardoor deze zich openstelt en zich in 'gefosforyleerde' staat bevindt (dit kost energie kids). Zodra de fosfaatgroep loslaat van het transporteiwit, gaat het transporteiwit terug naar zijn oorspronkelijke staat. Dit noemen we de-fosforylisering.

Bij secundair actief transport worden twee beweegrichtingen van elkaar onderscheiden.
Geef een omschrijving van elk van deze beweegrichtingen.

Symport: Als de twee bestanddelen van het secundair actief transport samen dezelfde richting uit bewegen.
Antiport: Als de twee bestanddelen van het secundair actief transport allebei in tegengestelde richtingen bewegen.

Hoe wordt het verschil in elektrische gradienten dat onder andere wordt veroorzaakt door Na+-Ka+-pompen (dierlijke cellen) en H+-pompen (plantaardige cellen) genoemd?

Het membraanpotentiaal (in de meeste gevallen heerst er bij een cel waarbij niks bijzonders aan de hand is gewoon een standaard membraanpotentiaal).

Hoe werken elektronentransportketens in mitochondriën, chloroplasten en prokaryoten?

In de binnenmembranen van mitochondriën, chloroplasten en bacteriën bevinden zich elektronentransportketens, waarin enkele redoxenzymen bij het elektronentransport tevens protonen opnemen en/of afgeven. Door hun asymmetrische oriëntering in de membraan, gebeurt het opnemen steeds aan één kant van de membraan, de afgifte steeds aan de andere kant. Zo fungeert elk van deze elektronentransportketens als een protonenpomp, waardoor er een energierijk H+ gradiënt kan worden benut voor de synthese van ATP.

Wat is proton-motive force (pmf)?

Beide krachten (membraanpotentiaal (elektrische component) en concentratiegradiënt (chemische component)) die ontstaan als gevolg van elektronentransport (protonenpompen) kunnen met een formule omgezet worden tot 1 drijvende kracht die proton-motive force (pmf) wordt genoemd.

Hoe werken calciumpompen in eukaryote cellen?

In eukaryote cellen fungeert calcium als een universeel (alarm-)signaal. De vrije cytosolische concentratie wordt normaliter uiterst laag gehouden. Drie calcium-ATPasen spelen hierbij een rol. Één pompt calcium de cel uit, één het ER in en één het mitochondrion in. De pompen zijn meestal niet actief, omdat biomembranen zeer weinig calcium-ionen lekken. De pompen worden even geactiveerd zodra calcium-ionen via kanalen het cytosol binnenkomen.

Op welke drie manieren kan transport gereguleerd worden bij ionenkanalen?

- Membraanpotentiaal: De meest bekende ion-kanalen worden door membraanpotentiaal gereguleerd. Deze zijn dan in hun plaats ook vaak betrokken bij het reguleren van het membraanpotentiaal.
- Liganden: Liganden zijn deeltjes die aan een transportkanaal kinnen binden, waardoor deze een interactie zullen gaan uitvoeren (ze openen zich of sluiten zich bijvoorbeeld).
- Membraanrek: Sommige kanalen gaan alleen open als door een (snelle) drukverandering in de cel de plasmamembraan wordt uitgerekt (en daarmee dus ook bepaalde kanalen). Deze kanalen spelen een rol bij osmosregulatie.

Ionkanalen kunnen open of dicht gaan als gevolg van bepaalde prikkels. Dit kan op verschillende manieren bewerkstelligt worden. Hoe worden deze drie verschillende manieren genoemd?

Activering: Opening van kanalen als gevolg van een prikkel.
Dé-activering: Sluiting van kanalen als gevolg van het verdwijnen van een prikkel.
Inactivering: De kanalen gaan spontaan dicht terwijl de prikkel nog aanwezig is.

Wat wordt er bedoeld met het begrip 'primaire productie'?

Primaire productie is de omzetting van anorganische (kleine) moleculen naar grotere organische moleculen. Anorganische stoffen komen vrijwel altijd in geoxideerde vorm in voor in de natuur. Ze kunnen passen reageren als ze in gereduceerde vorm zijn. Om dat te bewerkstelligen, worden er energierijke elektronen toegevoegd aan de geoxideerde elementen, waarna ze hun binding met zuurstof zullen afbreken en een nieuwe binding aan zullen gaan met andere gereduceerde anorganische moleculen tot een groter geheel wat men een organisch molecuul noemt.

Hoe kan men de begrippen 'oxidatie' en 'reductie' ook wel interpreteren?

Oxidatie: Verlies van elektronen aan een element of een verbinding.
Reductie: Toevoer van elektronen aan een element of een verbinding.

Assimilatieprocessen voor primaire productie zoals groene planten die kunnen uitvoeren zijn in hun details verschillend, maar ze hebben dus één kenmerk gemeen:

Steeds is de grondstof voor het element (de gereduceerde vorm van de grondstof is het element) een geoxideerde verbinding met energiearme bindingselektronen rondom het C, N, S, H atoom.

Om assimilatieprocessen voor de primaire productie dus mogelijk te maken zijn er gereduceerde (met bindingselektronen met een hoog energieniveau) elementen (C, S, N, H) nodig. Waar in groene planten spelen de initiële reductieprocessen zich af?

In de plastiden.

Er kan worden begrepen dat levende organismen gekenmerkt zijn door een .... oxidatiegraad en een .... reductiegraad binnen een sterk geoxideerde omgeving.

1. lage
2. hoge

Wat zijn de overeenkomsten tussen de processen van ademhaling en fotosynthese?

- Ze zijn gebasseerd op dezelfde principes.
- Veel van dezelfde (bijna dezelfde) stoffen worden gebruikt.
- De twee processen zijn evolutionair verwant aan elkaar.

Er zijn veel verschillende soorten plastiden (waaronder ook chloroplasten). Bepaalde anorganische grondstoffen in geoxideerde vorm moeten in deze plastiden gereduceerd worden (bijvoorbeeld door middel van bindingen met H+-ionen die energierijke verbindingselektronen bevatten). Wat is het verschil tussen de reductie van CO2 en de reductie van SO4 2- en NO3 -?

CO2 kan alleen maar worden gereduceerd in chloroplasten en SO4 2- en NO3 - kunnen ook overgaan naar hun gereduceerde vorm in andere soorten plastiden die voorkomen in de cel.

Waar in de chlorplasten bevinden zich de pigmenten die belangrijk zijn voor de fotosynthese en welke functie hebben deze pigmenten? En waar in de chloroplasten bevinden zich de redox-enzymen die van belang zijn bij de calvincyclus (donkerreacties)?

- Pigmenten: De pigmenten bevinden zich in de grana van de thylakoïdmembranen in de chloroplasten. De pigmenten spelen een rol bij de splitsing van water, wat een erg belangrijk en essentieel proces is bij de fotosynthese.
- Redox-enzymen: De redox-enzymen bevinden zich in het stroma van de chloroplasten (vloeistof vergelijkbaar met cytoplasma in de cel).

Hoe wordt een redoxreactie in de biochemie gedefiniëerd?

Een redoxreactie is een reactie waarbij er overdracht van energierijke elektronen, waarbij een geoxideerd molecuul gereduceerd wordt tot een gereduceerd molecuul dat met zijn nieuw verkregen bindingselektronen die een hoog energieniveau hebben in staat is om bindingen te maken met andere gereduceerde moleculen tot een groter organisch molecuul.

Welke relatie hebben redoxpotentiaal en hoe goed het gereduceerde molecuul functioneert bij het assimileren van organische moleculen (hoe rijker de elektronen van het gereduceerde molecuul aan energie zijn, hoe beter ze zullen functioneren bij het assimileren van organische moleculen).

Hoe lager het redoxpotentiaal, hoe rijker de elektronen aan energie zullen zijn en dus ook hoe hoe beter het gereduceerde molecuul functioneert bij het assimileren van organische moleculen.

Welke vier mogelijkheden bestaan er met betrekking tot de gevolgen die er kunnen gaan plaatsvinden als gevolg van lichtabsorptie van bepaalde moleculen?

1. Het aangeslagen molecuul kan terugvallen, waarbij warmte vrijkomt. Dit levert geen bijdrage aan de fotosynthese.
2. Er kan fluorescentie optreden als bij-effect. Dit levert geen bijdrage aan de fotosynthese.
3. Er kan energietransfer plaastvinden naar andere moleculen (bijvoorbeeld naar pigmenten die belangrijk zijn bij de fotosynthese).
4. Met licht "opgeladen" moleculen hebben een lager redoxpotentiaal en dus een groter reducerend vermogen, waarmee ze nu bijvoorbeeld een stof kunnen reduceren, wat eerst niet mogelijk was.

Wat is het voordeel van het hebben van twee fotosystemen in plaats van een fotosysteem (slechts PS I)?

- PS II heeft een zo hoog redoxpotentiaal dat elektronen uit water (ook een erg hoog redoxpotentiaal) deel kunnen nemen aan dit fotosysteem en dus opgeladen kunnen worden met energie.
- Ook is een voordeel dat PS I zo'n laag redoxpotentiaal heeft dat dit fotosysteem de elektronen zo veel energie mee kan geven voor de overgang naar NADP+.
- De terugval van het energieniveau van de elektronen tussen PS II en PS I heeft te maken met de synthese van ATP. Veel van de energie die hier verloren lijkt te gaan wordt opgeslagen in ATP.

Op wat voor manier wordt er tijdens de lichtreacties ATP gesynthetiseerd?

De energie van de elektronen tussen PS II en PS I in het Z-schema zorgt ervoor dat er H+-ionen in de thylakoïd lumen worden gepompt met als gevolg dat er een potentiaalverschil ontstaat tussen stroma en thylakoïd lumen. De energie uit dit potentiaalverschil wordt vervolgens gebruikt om ATP te synthetiseren. H+'jes diffunderen door ATP-synthase naar het stroma, waardoor er energie vrijkomt die zich in de ATP kan vestigen.

Wat is het zogenaamde 'cyclische elektronentransport'?

Elektronen kunnen nadat ze door PS I zijn gegaan teruggaan naar een protonenpomp (die zich tussen PS II en PS I bevindt en tevens altijd gepasseerd wordt door elektronen tussen de twee fotosystemen) waardoor de energierijke elektronen bij kunnen dragen aan het in stand houden van het protonengradient in het thylakoïd lumen wat de drijvende kracht achter de ATP-synthese in dit deel van de fotosynthese is.

Welke twee dingen maken het PS II erg goed?

- H2O kan als ongelimiteerde bron voor elektronen gebruikt worden, omdat PS II een hele lage redoxpotentiaal heeft. Een slechte reductor als H2O kan hier dus alsnog elektronen afgeven.
- De enzymcluster met het mangaancentrum waar water kan worden gesplitst zonder dat er schadelijke oxiderende tussenproducten ontstaan.

De vragen op deze pagina komen uit de samenvatting van het volgende studiemateriaal:

UNI celfysiologie tentamen 3EC

Bekijk samenvatting

Een unieke studie- en oefentool
Nooit meer iets twee keer studeren
Haal de cijfers waar je op hoopt
100% zeker alles onthouden

Onthoud sneller, leer beter. Wetenschappelijk bewezen.

Studiemateriaal generieke omslagafbeelding