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ATP-Synthese im Mitochondrium – Einfach Erklärt für Kinder

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24.11.2021

Biologie

ATP-Synthese und Atmungskette

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Adenosintriphosphat (atp)

ATP-Synthese im Mitochondrium – Einfach Erklärt für Kinder

Die ATP-Synthese im Mitochondrium ist ein komplexer Prozess der Zellatmung, bei dem Energie aus Nährstoffen in ATP umgewandelt wird. Die Atmungskette in der inneren Mitochondrienmembran spielt dabei eine zentrale Rolle. Durch den Elektronentransport und Protonenpumpen entsteht ein Protonengradient, der von der ATP-Synthase zur ATP-Produktion genutzt wird. Insgesamt werden pro Glucose-Molekül 38 ATP gebildet.

• Die Atmungskette besteht aus vier Proteinkomplexen in der inneren Mitochondrienmembran.
• Elektronen werden stufenweise übertragen und erzeugen einen Protonengradienten.
• Die protonenmotorische Kraft treibt die ATP-Synthase zur ATP-Bildung an.
• Der gesamte Prozess der Zellatmung liefert 38 ATP-Moleküle pro Glucose.

...

24.11.2021

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S.72 ATP-Synthese im Mitochondrium (1) Atmungskette in der Glykolyse, der oxidativen Decarboxylierung und im Citratzyklus wird das Kohlensto

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ATP-Synthese im Mitochondrium (2): Protonengradient und ATP-Synthase

Der Elektronentransport in der Atmungskette führt dazu, dass die Proteinkomplexe I, III und IV Protonen aus der Mitochondrienmatrix in den Intermembranraum pumpen. Gleichzeitig wird die Protonenkonzentration in der Matrix durch die Wassersynthese verringert. Dies führt zu einem Konzentrationsunterschied an Protonen, der bis zu zwei pH-Einheiten betragen kann.

Definition: Protonenmotorische Kraft - Die Kombination aus Konzentrationsgradient und Ladungsgradient der Protonen, die die Zelle zur ATP-Bildung nutzt.

Die ATP-Synthase, ein spezielles Tunnelprotein in der inneren Mitochondrienmembran, ermöglicht den Protonen die Rückdiffusion in die Matrix. Dieser energiefreisetzende Protonenfluss wird für die ATP-Bildung genutzt. Die Kopplung der Redoxreaktionen in der Atmungskette mit der ATP-Synthese wird als Chemiosmose bezeichnet.

Example: Die ATP-Synthase funktioniert wie ein molekularer Motor, der durch den Protonenfluss angetrieben wird und dabei ATP produziert.

Die ATP-Synthase hat zwei Hauptaufgaben:

  1. Die Rückdiffusion der Protonen in die Mitochondrienmatrix zu ermöglichen.
  2. Die Energie des Konzentrationsgradienten zur Synthese von ATP aus ADP und Phosphat zu nutzen.
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Gesamtbilanz der Zellatmung und ATP-Produktion

Die Zellatmung ist ein hocheffizienter Prozess zur Energiegewinnung. Für die gesamte Atmungskette ergibt sich ein Nettogewinn von 34 Molekülen ATP. Zusammen mit den ATP-Molekülen, die in früheren Schritten der Zellatmung gebildet werden, beläuft sich die Gesamtbilanz auf 38 ATP-Moleküle pro Glucose-Molekül.

Highlight: Die effiziente Energieumwandlung in der Zellatmung ermöglicht es Organismen, maximal Energie aus Nährstoffen zu gewinnen.

Es ist wichtig zu beachten, dass die ATP-Bildung eine reversible Reaktion ist. Um zu verhindern, dass ATP wieder zu ADP und Phosphat zerfällt, wird es direkt nach der Synthese im Mitochondrium zum Ort seines Verbrauchs transportiert.

Quote: "Für die gesamte Atmungskette ergibt sich ein Nettogewinn von 34 Molekülen ATP."

Die Gesamtbilanz der Zellatmung lässt sich wie folgt zusammenfassen:

  • Glykolyse: 2 ATP
  • Oxidative Decarboxylierung: 2 ATP
  • Citratzyklus: 2 ATP
  • Atmungskette: 34 ATP
  • Gesamtbilanz: 38 ATP pro Molekül Glucose

Diese effiziente Energieproduktion verdeutlicht die Bedeutung der ATP-Synthese im Mitochondrium für die Energieversorgung der Zelle und des gesamten Organismus.

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Biologie

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Adenosintriphosphat (atp)

 

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5.195

•

24. Nov. 2021

•

3 Seiten

ATP-Synthese im Mitochondrium – Einfach Erklärt für Kinder

L

Lea

@lea.1302

Die ATP-Synthese im Mitochondriumist ein komplexer Prozess der Zellatmung, bei dem Energie aus Nährstoffen in ATP umgewandelt wird. Die Atmungskette in der inneren Mitochondrienmembran spielt dabei eine zentrale Rolle. Durch den Elektronentransport und Protonenpumpen entsteht ein Protonengradient, der von... Mehr anzeigen

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ATP-Synthese im Mitochondrium (2): Protonengradient und ATP-Synthase

Der Elektronentransport in der Atmungskette führt dazu, dass die Proteinkomplexe I, III und IV Protonen aus der Mitochondrienmatrix in den Intermembranraum pumpen. Gleichzeitig wird die Protonenkonzentration in der Matrix durch die Wassersynthese verringert. Dies führt zu einem Konzentrationsunterschied an Protonen, der bis zu zwei pH-Einheiten betragen kann.

Definition: Protonenmotorische Kraft - Die Kombination aus Konzentrationsgradient und Ladungsgradient der Protonen, die die Zelle zur ATP-Bildung nutzt.

Die ATP-Synthase, ein spezielles Tunnelprotein in der inneren Mitochondrienmembran, ermöglicht den Protonen die Rückdiffusion in die Matrix. Dieser energiefreisetzende Protonenfluss wird für die ATP-Bildung genutzt. Die Kopplung der Redoxreaktionen in der Atmungskette mit der ATP-Synthese wird als Chemiosmose bezeichnet.

Example: Die ATP-Synthase funktioniert wie ein molekularer Motor, der durch den Protonenfluss angetrieben wird und dabei ATP produziert.

Die ATP-Synthase hat zwei Hauptaufgaben:

  1. Die Rückdiffusion der Protonen in die Mitochondrienmatrix zu ermöglichen.
  2. Die Energie des Konzentrationsgradienten zur Synthese von ATP aus ADP und Phosphat zu nutzen.
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Gesamtbilanz der Zellatmung und ATP-Produktion

Die Zellatmung ist ein hocheffizienter Prozess zur Energiegewinnung. Für die gesamte Atmungskette ergibt sich ein Nettogewinn von 34 Molekülen ATP. Zusammen mit den ATP-Molekülen, die in früheren Schritten der Zellatmung gebildet werden, beläuft sich die Gesamtbilanz auf 38 ATP-Moleküle pro Glucose-Molekül.

Highlight: Die effiziente Energieumwandlung in der Zellatmung ermöglicht es Organismen, maximal Energie aus Nährstoffen zu gewinnen.

Es ist wichtig zu beachten, dass die ATP-Bildung eine reversible Reaktion ist. Um zu verhindern, dass ATP wieder zu ADP und Phosphat zerfällt, wird es direkt nach der Synthese im Mitochondrium zum Ort seines Verbrauchs transportiert.

Quote: "Für die gesamte Atmungskette ergibt sich ein Nettogewinn von 34 Molekülen ATP."

Die Gesamtbilanz der Zellatmung lässt sich wie folgt zusammenfassen:

  • Glykolyse: 2 ATP
  • Oxidative Decarboxylierung: 2 ATP
  • Citratzyklus: 2 ATP
  • Atmungskette: 34 ATP
  • Gesamtbilanz: 38 ATP pro Molekül Glucose

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ATP-Synthese im Mitochondrium (1): Atmungskette

Die ATP-Synthese im Mitochondrium beginnt mit dem Abbau von Glucose in der Glykolyse, der oxidativen Decarboxylierung und dem Citratzyklus. Dabei entstehen Reduktionsäquivalente wie NADH+H+ und FADH2, die Wasserstoffatome für die Atmungskette bereitstellen. Die Atmungskette findet in der inneren Mitochondrienmembran statt und ist für die Energiefreisetzung und ATP-Speicherung verantwortlich.

Für die ATP-Bildung sind zwei wichtige Bedingungen notwendig:

  1. Die innere Mitochondrienmembran enthält vier große Proteinkomplexe mit spezifischen Redoxsystemen für den Elektronentransport.
  2. Es gibt zwei getrennte Reaktionsräume: den Intermembranraum und die Mitochondrienmatrix.

Highlight: Die stufenweise Übertragung der Elektronen in der Atmungskette macht die Reaktion kontrollierbar und verhindert eine explosive Freisetzung von Energie.

Die Elektronen werden von Proteinkomplex zu Proteinkomplex weitergegeben, wobei die Redoxpaare energieärmer werden und positivere Redoxpotenziale aufweisen. Am Ende der Atmungskette werden die Elektronen auf Sauerstoffatome übertragen, die dann mit Protonen zu Wasser reagieren.

Vocabulary: Redoxpotenzial - Ein Maß für die Fähigkeit einer chemischen Spezies, Elektronen aufzunehmen oder abzugeben.

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

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Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

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Sudenaz Ocak

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Greenlight Bonnie

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Julia S

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Marcus B

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Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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