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ATP-Synthese im Mitochondrium: Einfach erklärt!

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28.11.2020

Biologie

ATP - die universelle Energiewährung der Zelle

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Stoffwechsel

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Adenosintriphosphat (atp)

ATP-Synthese im Mitochondrium: Einfach erklärt!

ATP ist der universelle Energieträger in Zellen. Es wird durch Zellatmung aus Glucose gewonnen und treibt lebenswichtige Prozesse an. Der ATP-ADP-Kreislauf ermöglicht die Energieübertragung in der Zelle. Wichtige Aspekte sind:

  • ATP-Synthese im Mitochondrium durch oxidative Phosphorylierung
  • Umwandlung von chemischer in andere Energieformen
  • Energetische Kopplung exergonischer und endergonischer Reaktionen
  • Phosphorylierung zur Aktivierung von Molekülen
  • Rolle von Elektronenüberträgern wie NAD+ und FAD
...

28.11.2020

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4 ATP-Die universelle Energiewährung der Zelle Die Energie des Universums ist konstant, sie kann weder erzeugt noch vernichtet werden - nur

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Die Energieumwandlung in der Zelle

Diese Seite erläutert das Prinzip der Energieerhaltung und -umwandlung in biologischen Systemen. Die Energie im Universum bleibt konstant, kann aber verschiedene Formen annehmen. In Zellen wird beispielsweise die chemische Energie der Nahrung in Bewegungsenergie umgewandelt.

Example: Die chemische Energie der Glucose wird bei der Muskelkontraktion in kinetische Energie umgesetzt.

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Die Zellatmung im Überblick

Diese Seite bietet eine schematische Darstellung der Zellatmung. Der Prozess beginnt mit der Glykolyse im Cytosol und setzt sich im Mitochondrium mit dem Citratzyklus und der Atmungskette fort. Insgesamt werden pro Glucosemolekül etwa 38 ATP-Moleküle produziert.

Highlight: Die ATP-Synthese im Mitochondrium erfolgt hauptsächlich durch oxidative Phosphorylierung in der Atmungskette.

Vocabulary: NADH und FADH₂ sind wichtige Elektronenüberträger in der Zellatmung.

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Summenformel der Zellatmung

Diese Seite zeigt die Gesamtgleichung der Zellatmung und den Aufbau eines ATP-Moleküls. Die Zellatmung wandelt Glucose und Sauerstoff in Kohlendioxid, Wasser und ATP um.

Definition: ATP (Adenosintriphosphat) besteht aus Adenin, Ribose und drei Phosphatgruppen.

Highlight: Die Gesamtbilanz der Zellatmung lautet: C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O → 6CO₂ + 12H₂O + 38 ATP

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ATP-Struktur und Energiefreisetzung

Diese Seite erklärt den Aufbau und die Funktion von ATP. ATP kann unter Wasseraufnahme eine Phosphatgruppe abspalten, wobei Energie freigesetzt wird. Diese exotherme Reaktion liefert 30,5 kJ/mol, die für endotherme Prozesse genutzt werden kann.

Highlight: Der ATP-ADP-Kreislauf ermöglicht die Energiespeicherung und -freisetzung in der Zelle.

Vocabulary: Exotherm bedeutet wärmeabgebend, endotherm wärmeaufnehmend.

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Energetische Kopplung im Stoffwechsel

Diese Seite veranschaulicht die energetische Kopplung von Reaktionen im Zellstoffwechsel. Exergonische (energieliefernde) Reaktionen, wie der Abbau von Nährstoffen, werden mit endergonischen (energieverbrauchenden) Reaktionen gekoppelt. ATP dient dabei als Energieüberträger.

Definition: Dissimilation ist der energieliefernde Abbau von Stoffen in Zellen. Mit Sauerstoff wird sie als Zellatmung bezeichnet.

Highlight: Die energetische Kopplung ermöglicht es der Zelle, Energie effizient zu nutzen und zu speichern.

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Exergonische und endergonische Reaktionen

Diese Seite erklärt den Unterschied zwischen exergonischen und endergonischen Reaktionen im Stoffwechsel. Exergonische Reaktionen geben Energie ab, während endergonische Reaktionen Energie benötigen. ATP spielt eine zentrale Rolle bei der Vermittlung zwischen diesen Reaktionstypen.

Vocabulary: Exergonisch bedeutet energieabgebend, endergonisch energieaufnehmend.

Highlight: Der ATP-ADP-Kreislauf verbindet exergonische und endergonische Reaktionen im Zellstoffwechsel.

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ATP ermöglicht Arbeit in der Zelle

Diese Seite beschreibt, wie ATP verschiedene Arten von Arbeit in der Zelle ermöglicht. Dazu gehören Muskelkontraktion, aktiver Transport und enzymatische Reaktionen. Die Übertragung einer Phosphatgruppe von ATP auf andere Moleküle (Phosphorylierung) macht diese reaktionsfreudiger.

Example: Bei der Muskelkontraktion wird die in ATP gespeicherte Energie in mechanische Arbeit umgewandelt.

Highlight: ATP-Biologie: ATP ist der universelle Energieträger für zelluläre Arbeit.

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Phosphorylierung und zelluläre Arbeit

Diese Seite zeigt schematisch, wie ATP durch Phosphorylierung verschiedene Arten von Arbeit in der Zelle ermöglicht. Dazu gehören Transportarbeit (z.B. aktiver Transport von Substanzen), mechanische Arbeit (z.B. Bewegung von Motorproteinen) und chemische Arbeit (z.B. Aktivierung von Enzymen).

Highlight: Die Phosphorylierung durch ATP ist ein zentraler Mechanismus zur Energieübertragung in der Zelle.

Example: Membranproteine werden durch ATP-abhängige Phosphorylierung aktiviert, um den aktiven Transport von Substanzen zu ermöglichen.

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Elektronenüberträger in der Zellatmung

Diese Seite erwähnt wichtige Elektronenüberträger in der Zellatmung: NAD+, NADP+ und FAD. Diese Moleküle spielen eine entscheidende Rolle bei der Übertragung von Elektronen in der Atmungskette.

Vocabulary: NAD+ (Nicotinamidadenindinukleotid), NADP+ (Nicotinamidadenindinukleotidphosphat) und FAD (Flavinadenindinukleotid) sind wichtige Coenzyme im Energiestoffwechsel.

Highlight: Elektronenüberträger sind essentiell für die ATP-Synthese im Mitochondrium.

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Quellen

Diese Seite listet die verwendeten Quellen für Abbildungen und Informationen auf. Sie umfasst Bildungs-ABs aus Baden-Württemberg sowie verschiedene Webseiten zu Zellbiologie, energetischer Kopplung und ATP.

Highlight: Die Informationen basieren auf zuverlässigen wissenschaftlichen und pädagogischen Quellen.

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  • ATP-Synthese im Mitochondrium durch oxidative Phosphorylierung
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Example: Die chemische Energie der Glucose wird bei der Muskelkontraktion in kinetische Energie umgesetzt.

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Die Zellatmung im Überblick

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Elektronenüberträger in der Zellatmung

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Quellen

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