Oefentoets Biologie: Dissimilatie - Respiratoir_quotiënt | VWO 4/VWO 5/VWO 6 | variant 1

De hoeveelheid vrijkomende energie per mol verwerkt substraat.

In de plantenfysiologie wordt wel gebruik gemaakt van een grootheid die informatie geeft over de hoeveelheid vrijkomende energie per mol verwerkt substraat. Naarmate deze grootheid kleiner is, komt er meer energie vrij.

Op grond van deze gegevens is het waarschijnlijk dat deze grootheid als volgt berekend wordt:

afbeelding

Respiratoir quotiënt.

Bij aërobe dissimilatie is het RQ (respiratoir quotiënt) de hoeveelheid afgegeven CO₂ gedeeld door de hoeveelheid opgenomen O₂ .

Is het RQ van vetten groter of kleiner dan dat van koolhydraten?
Wordt bij aërobe dissimilatie van vetten per gram meer of minder ATP gevormd dan bij aërobe dissimilatie van koolhydraten?

afbeelding

Ademhalingsquotiënt bij erwten.
Zie figuur A 100 van de bijlage.

Het ademhalingsquotiënt is de hoeveelheid geproduceerde CO₂ gedeeld door de hoeveelheid opgenomen O₂ in dezelfde periode.
Bij een experiment wordt het ademhalingsquotiënt van kiemende erwten als volgt bepaald.
Gelijke hoeveelheden kiemende erwten bevinden zich in twee even grote ruimten: P en Q. De lucht hierin staat via een pipet in verbinding met olie.
In ruimte P bevinden zich in een sterke KOH-oplossing gedrenkte watten. Hierdoor wordt CO₂ uit de lucht gebonden.
In ruimte Q bevinden zich droge watten.
Het vloeistofniveau in de pipetten is aan het begin van de proef in beide opstellingen gelijk.
Na een uur bevat in opstelling 1 de pipet 1 mL olie meer dan aan het begin. De pipet in opstelling 2 bevat dan 0,1 mL meer dan aan het begin van de proef (zie tekening).
De veranderingen in luchtdruk in beide ruimten zijn verwaarloosbaar.

Hoe groot is het ademhalingsquotiënt van deze kiemende erwten?

De hoeveelheid vrijkomende energie per mol verwerkt substraat.

In de fysiologie wordt gebruik gemaakt van een grootheid die informatie geeft over de hoeveelheid vrijkomende energie per mol verwerkt substraat.

Deze grootheid wordt als volgt berekend:

afbeelding

Een bepaald heterotroof organisme verkrijgt de energie voor zijn levensverrichtingen voor 50% uit de aërobe dissimilatie van glucose en voor 50% uit de aërobe dissimilatie van vetten.

Hoe groot zal bovengenoemde grootheid voor dit organisme zijn?

RQ 's winters en 's zomers.

Een bepaalde insecteneter in winterslaap gebruikt voor zijn energievoorziening vooral de aanwezige vetreserves, maar niet de aanwezige eiwitten.
Tengevolge hiervan is de hoeveelheid afgegeven CO₂ gedeeld door de hoeveelheid opgenomen O₂ (RQ = respiratoir quotiënt) 's winters anders dan 's zomers. Ook het ureumgehalte van het bloed is dan anders.

Is het RQ 's winters kleiner of groter dan 's zomers?
En is het ureumgehalte van het bloed 's winters lager of hoger dan 's zomers?

afbeelding

Respiratoir quotiënt.

Bij een bepaalde schimmel kan dissimilatie plaatsvinden volgens twee reacties:

- C₆ H₁₂ O₆ + 6 0₂ ® 6 CO₂ + 6 H₂ O + 38 ATP;
- C₆ H₁₂ 0₆ ® 2 C₂ H₅ 0H + 2 CO₂ + 2ATP.

Deze schimmel wordt gekweekt in een reageerbuis die gedeeltelijk gevuld is met een voedingsbodem. In deze schimmelcultuur vindt de helft van de totale ATP-productie plaats als gevolg van aërobe dissimilatie van glucose. De andere helft van de ATP-productie vindt plaats als gevolg van anaërobe dissimilatie van glucose.
Het respiratoir quotiënt (RQ) is het aantal mol CO₂ dat per tijdseenheid door een organisme aan het milieu wordt afgegeven, gedeeld door het aantal mol O₂ dat in diezelfde tijd door dit organisme uit het milieu wordt opgenomen.

Hoe groot is het RQ voor de gehele schimmelcultuur?

Respiratoir quotiënt.
Zie figuur B 2047 van de bijlage.

Het respiratoir quotiënt (RQ) van een organisme is de hoeveelheid CO₂ die het organisme gedurende een bepaalde tijd afgeeft, gedeeld door de hoeveelheid O₂ die dit organisme gedurende dezelfde tijd opneemt. In een reageerbuis worden op vochtige watten enkele ontkiemende witte bonen gelegd. Daarna wordt de buis luchtdicht afgesloten. De spanning van de gassen in de buis wordt voortdurend gemeten en de gevonden waarden worden in een diagram in de afbeelding uitgezet.
Er wordt vanuit gegaan dat bij de dissimilatie in de bonen alleen glucose wordt verbruikt.

Is het RQ van de bonen op dag 5 gelijk aan 0, kleiner dan 1, gelijk aan 1 of groter dan 1?

Een bewering is op basis van een RQ-meting.

Het respiratoir quotiënt (RQ) wordt berekend door de hoeveelheid C0₂ die iemand uitademt, te delen door de hoeveelheid 0₂ die hij in diezelfde tijd inademt. Wanneer iemand voor zijn dissimilatie alleen vetzuren verbruikt, blijkt zijn RQ ± 0,7 te zijn. Het RQ van iemand die koolhydraten voor de aërobe dissimilatie verbruikt, is 1,0. De invloed van de eiwitdissimilatie op het RQ mag worden verwaarloosd.
Bij een proefpersoon in rust wordt het RQ bepaald. Dit blijkt 0,8 te zijn. Naar aanleiding van deze RQ-meting worden de volgende beweringen gedaan:

1. bij deze proefpersoon treedt alleen anaërobe dissimilatie van glucose op,
2. bij deze proefpersoon treedt geen melkzuurgisting op,
3. deze proefpersoon verbruikt meer O₂ voor de aërobe dissimilatie van glucose dan voor de aërobe dissimilatie van vetzuren,
4. deze proefpersoon verbruikt meer O₂ voor de aërobe dissimilatie van vetzuren dan voor de aërobe dissimilatie van glucose.

Welke bewering is op basis van de genoemde RQ-meting juist?

1/2 Planten RQ.

Het respiratoir quotiënt (RQ) is de verhouding tussen de hoeveelheid (in mol) bij de dissimilatie gevormde CO₂ en de hoeveelheid (in mol) daarbij verbruikte O₂ .
De RQ-waarde levert informatie over het type substraat dat tijdens de dissimilatie is omgezet. Het RQ van koolhydraten is 1,0. Dat van eiwitten en vetten is minder, want voor de dissimilatie ervan wordt meer O₂ verbruikt dan er aan CO₂ wordt gevormd.
Bij een experiment wordt een RQ van 2,0 gevonden. Hiervoor worden twee verklaringen gegeven:

1. Het substraat bestond uit een mengsel van koolhydraten en eiwitten.
2. Het substraat werd deels anaëroob gedissimileerd.

Welke van deze verklaringen kan of welke kunnen juist zijn voor het RQ van 2,0?

2/2 Planten RQ.
Zie figuur A 895 van de bijlage.

Om het RQ bij een plant te meten maakt men gebruik van twee respirometers:

1. voor de bepaling van de hoeveelheid opgenomen koolstofdioxide;
2. voor de bepaling van de hoeveelheid afgegeven zuurstof.

In de afbeelding is een dergelijke respirometer schematisch weergegeven.
Bij respirometer 1 is de vloeistof P water; bij respirometer 2 is de vloeistof P een geconcentreerde natriumhydroxide-oplossing (NaOH). Door de NaOH-oplossing wordt alle CO₂ weggevangen. De manometer wordt gebruikt om af te lezen hoeveel gas er geproduceerd of gebruikt is. Neem aan dat het verschil in oplosbaarheid van de gassen CO₂ en O₂ in water het resultaat van de metingen niet merkbaar beïnvloedt. De opstelling staat in het donker.

Zie figuur B 3899 van de bijlage.

In respirometer bevinden zich ontkiemende erwten. Elk half uur wordt de stand in de manometer genoteerd. De resultaten worden in een grafiek weergegeven.

Welke van de afgebeelde grafieken geeft het resultaat weer als de ontkiemend RQ van 1,0 zouden hebben?

Appelzuur.

Appelzuur of maleïnezuur (C₄ H₆ O₅ ) komt voor in onrijpe vruchten.
Stel dat Carl een appelzuur-oplossing te drinken krijgt tijdens inspanning en alleen daaruit via aerobe dissimilatie energie vrijmaakt.

Bereken de RQ die je in deze situatie bij Carl zult meten.

1/2 ATP-productie.

Om energie vrij te maken worden in het lichaam o.a. suikers en vetzuren verbrand.
Deze energie wordt tijdelijk in ATP opgeslagen.
In de afbeelding hieronder zie je reactie A: de oxidatie van palmitinezuur.

afbeelding

Bij dissimilatie-processen is het respiratoir quotient RQ de verhouding tussen de hoeveelheid (in mol) vrijgemaakte koolstofdioxide gedeeld door de hoeveelheid (in mol) verbruikte zuurstof.

Wat is de waarde van RQ bij reactie A? Geef het antwoord op één decimaal nauwkeurig.

De RQ bedraagt [invulveld]