Mitochondrien und Zellatmung: Energiegewinnung in der Zelle
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206
1
Anouk Arnold
16.5.2023
Biologie
Aufbau Mitochondrium, Zellatmung, Gärung
6.039
•
16. Mai 2023
•
Anouk Arnold
@anoukarn
Mitochondrien und Zellatmung: Energiegewinnung in der Zelle
Die Mitochondrien, oft... Mehr anzeigen
Die Glykolyse ist der erste Teilschritt der Zellatmung und findet im Cytosol der Zelle statt. Dieser Prozess ist ein Beispiel dafür, wie Mitochondrien einfach erklärt werden können, obwohl er außerhalb der Mitochondrien stattfindet.
Der Vorgang der Glykolyse lässt sich in zwei Phasen unterteilen:
Energieinvestitionsphase: Hier werden 2 ATP-Moleküle benötigt, um Glucose über Fructose-1,6-Bisphosphat in zwei GAP-Moleküle (Glycerinaldehyd-3-Phosphat) umzuwandeln und zu spalten.
Energiefreisetzungsphase: GAP wird oxidiert, wobei NAD+ zu NADH+H+ reduziert wird. Es entstehen 2 Pyruvat-Moleküle, 2 NADH+H+ und 4 ATP. Da in der Investitionsphase 2 ATP verbraucht wurden, beträgt der Nettogewinn 2 ATP.
Example: Bei der Glykolyse wird ein Glucose-Molekül (C6-Körper) in zwei Pyruvat-Moleküle (C3-Körper) umgewandelt.
Die Gesamtgleichung der Glykolyse lautet:
Glucose + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi → 2 Pyruvat + 2NADH+H+ + 2 ATP + 2H₂O
Highlight: Die Glykolyse ist der einzige Schritt der Zellatmung, der ohne Sauerstoff ablaufen kann und daher auch für anaerobe Organismen wichtig ist.
Die oxidative Decarboxylierung ist ein entscheidender Schritt in der Zellatmung, der die Glykolyse mit dem Citratzyklus verbindet. Dieser Prozess findet in der Mitochondrienmatrix statt und kann als Teil der Mitochondrien Funktion betrachtet werden.
Definition: Oxidative Decarboxylierung ist der Prozess, bei dem Pyruvat oxidiert und decarboxyliert wird, um Acetyl-CoA zu bilden.
Der Vorgang der oxidativen Decarboxylierung einfach erklärt:
Die oxidative Decarboxylierung Reaktionsgleichung lautet:
2 Pyruvat + 2 NAD+ + 2 CoA → 2 Acetyl-CoA + 2CO₂ + 2NADH+H+
Highlight: Die oxidative Decarboxylierung ist der Verbindungsschritt zwischen der Glykolyse und dem Citratzyklus. Sie bereitet das Acetyl-CoA vor, den oxidative Decarboxylierung Ausgangsstoff für den Citratzyklus.
Die oxidative Decarboxylierung Bilanz zeigt, dass pro Glucose-Molekül zwei Acetyl-CoA-Moleküle entstehen, die in den Citratzyklus eingeschleust werden. Zudem werden zwei CO₂-Moleküle freigesetzt und zwei NAD+ zu NADH+H+ reduziert.
Vocabulary: Coenzym A (CoA) - Ein wichtiges Coenzym, das als Träger von Acylgruppen fungiert und eine zentrale Rolle im Stoffwechsel spielt.
Das oxidative Decarboxylierung Enzym, der Pyruvat-Dehydrogenase-Komplex, katalysiert diesen komplexen Prozess. Es handelt sich um einen großen Multienzymkomplex, der mehrere Cofaktoren benötigt, um die Reaktion effizient durchzuführen.
Der Citratzyklus, auch als Krebs-Zyklus oder Tricarbonsäurezyklus bekannt, ist ein zentraler Stoffwechselweg in der Mitochondrienmatrix. Er spielt eine Schlüsselrolle bei der Mitochondrien Funktion und der Energiegewinnung in der Zelle.
Definition: Der Citratzyklus ist eine zyklische Folge von Reaktionen, bei denen Acetyl-CoA vollständig zu CO₂ oxidiert wird, wobei Reduktionsäquivalente und ATP entstehen.
Citratzyklus einfach erklärt:
Die Citratzyklus Reaktionsgleichung für einen vollständigen Umlauf (ausgehend von zwei Acetyl-CoA-Molekülen) lautet:
2 Acetyl-CoA + 6NAD+ + 2ADP + 2Pi + 2FAD → 4CO₂ + 2ATP + 2FADH₂ + 6NADH+H+
Highlight: Der Citratzyklus ist nicht nur für die Energiegewinnung wichtig, sondern liefert auch Vorstufen für viele Biosynthesen.
Die Citratzyklus Bilanz zeigt, dass pro Glucose-Molekül:
Example: Ein Citratzyklus Merksatz könnte lauten: "Citrat kreist, CO₂ entweicht, Energie gedeiht" - dies fasst die Hauptfunktionen des Zyklus zusammen.
Die Citratzyklus Produkte (Reduktionsäquivalente) werden in der Atmungskette weiter verwertet, was die enge Verbindung zwischen Citratzyklus Atmungskette verdeutlicht. Die Citratzyklus Funktion geht jedoch über die reine Energiegewinnung hinaus, da er auch wichtige Zwischenprodukte für andere Stoffwechselwege liefert.
Die oxidative Phosphorylierung ist der letzte und ertragreichste Schritt der Zellatmung. Sie findet in der inneren Mitochondrienmembran und dem Intermembranraum statt und ist ein Kernaspekt der Mitochondrien Funktion.
Der Prozess der oxidativen Phosphorylierung umfasst zwei Hauptkomponenten:
Atmungskette: Eine Reihe von Enzymkomplexen in der inneren Mitochondrienmembran, die Elektronen von NADH und FADH₂ auf Sauerstoff übertragen.
ATP-Synthase: Ein Enzymkomplex, der die durch den Elektronentransport erzeugte Energie zur ATP-Produktion nutzt.
Ablauf der oxidativen Phosphorylierung:
Highlight: Die oxidative Phosphorylierung ist der effizienteste Teil der Zellatmung und produziert den Großteil des zellulären ATPs.
Die Gesamtgleichung der oxidativen Phosphorylierung lautet:
10 NADH + 2 FADH₂ + 34ADP + 34Pi + 6O₂ → 12H₂O + 10 NAD+ + 2FAD + 34ATP
Vocabulary: Protonengradient - Ein Konzentrationsgefälle von Protonen über eine Membran, das als treibende Kraft für die ATP-Synthese dient.
Die enge Kopplung zwischen Atmungskette und ATP-Synthese macht die oxidative Phosphorylierung zu einem hocheffizienten Prozess der Energiegewinnung. Sie verdeutlicht die zentrale Rolle der Mitochondrien als "Kraftwerke der Zelle" und zeigt, wie komplex die Energiegewinnung in Organismen organisiert ist.
Die Mitochondrien Funktion als "Kraftwerke der Zelle" ist eng mit ihrem komplexen Mitochondrien Aufbau verknüpft. Diese Organellen sind für die Energiegewinnung in der Zelle verantwortlich, indem sie Nährstoffe in ATP umwandeln.
Der Mitochondrien Aufbau besteht aus mehreren wichtigen Komponenten:
Äußere Membran: Sie dient dem Stoffaustausch und dem Schutz des Organells. Transmembranproteine in dieser Membran ermöglichen die Aufnahme und Abgabe von Stoffen.
Innere Membran: Diese liegt in Falten vor, was zu einer starken Oberflächenvergrößerung führt. Die innere Membran Mitochondrien Funktion ist besonders wichtig, da hier die Proteine und Enzyme für die Atmungskette lokalisiert sind.
Cristae: Dies sind die Einfaltungen der inneren Membran. Die Cristae Mitochondrien Funktion besteht darin, die Oberfläche für die Atmungskette zu vergrößern.
Matrix: In diesem innersten Bereich befindet sich die ringförmige mitochondriale DNA. Die Mitochondrien Matrix Funktion umfasst wichtige Stoffwechselprozesse wie den Citratzyklus.
ATP-Synthase: Dieses Enzym ist in der inneren Membran verankert und spielt eine Schlüsselrolle bei der ATP-Produktion.
Highlight: Die gefaltete innere Membran der Mitochondrien vergrößert die Oberfläche erheblich, was die Effizienz der Energieproduktion steigert.
Die Mitochondrien Zellatmung ist ein komplexer Prozess, bei dem durch die Oxidation organischer Stoffe Energie gewonnen wird. Dieser Vorgang ist eng mit der Fotosynthese verknüpft, die Glucose als Ausgangsstoff liefert.
Vocabulary: Zellatmung - Ein Stoffwechselvorgang, bei dem durch die Oxidation organischer Stoffe Energie in Form von ATP gewonnen wird.
Die Gesamtgleichung der Zellatmung lautet:
C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + Energie
Pro Glucose-Molekül werden dabei 38 ATP-Moleküle produziert, was die hohe Effizienz dieses Prozesses verdeutlicht.
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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
Android user
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.
Anna
iOS user
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Jana V
iOS user
Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!
Lena M
Android user
Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️
Timo S
iOS user
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Sudenaz Ocak
Android user
Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.
Greenlight Bonnie
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Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼
Julia S
Android user
Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!
Marcus B
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Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben
Sarah L
Android user
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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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.
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Sudenaz Ocak
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Anouk Arnold
@anoukarn
Mitochondrien und Zellatmung: Energiegewinnung in der Zelle
Die Mitochondrien, oft als "Kraftwerke der Zelle" bezeichnet, spielen eine zentrale Rolle bei der Mitochondrien Funktion der Energiegewinnung. Der komplexe Prozess der Zellatmung umfasst mehrere Schritte, darunter Glykolyse, oxidative Decarboxylierung, Citratzyklusund... Mehr anzeigen
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Die Glykolyse ist der erste Teilschritt der Zellatmung und findet im Cytosol der Zelle statt. Dieser Prozess ist ein Beispiel dafür, wie Mitochondrien einfach erklärt werden können, obwohl er außerhalb der Mitochondrien stattfindet.
Der Vorgang der Glykolyse lässt sich in zwei Phasen unterteilen:
Energieinvestitionsphase: Hier werden 2 ATP-Moleküle benötigt, um Glucose über Fructose-1,6-Bisphosphat in zwei GAP-Moleküle (Glycerinaldehyd-3-Phosphat) umzuwandeln und zu spalten.
Energiefreisetzungsphase: GAP wird oxidiert, wobei NAD+ zu NADH+H+ reduziert wird. Es entstehen 2 Pyruvat-Moleküle, 2 NADH+H+ und 4 ATP. Da in der Investitionsphase 2 ATP verbraucht wurden, beträgt der Nettogewinn 2 ATP.
Example: Bei der Glykolyse wird ein Glucose-Molekül (C6-Körper) in zwei Pyruvat-Moleküle (C3-Körper) umgewandelt.
Die Gesamtgleichung der Glykolyse lautet:
Glucose + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi → 2 Pyruvat + 2NADH+H+ + 2 ATP + 2H₂O
Highlight: Die Glykolyse ist der einzige Schritt der Zellatmung, der ohne Sauerstoff ablaufen kann und daher auch für anaerobe Organismen wichtig ist.
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Die oxidative Decarboxylierung ist ein entscheidender Schritt in der Zellatmung, der die Glykolyse mit dem Citratzyklus verbindet. Dieser Prozess findet in der Mitochondrienmatrix statt und kann als Teil der Mitochondrien Funktion betrachtet werden.
Definition: Oxidative Decarboxylierung ist der Prozess, bei dem Pyruvat oxidiert und decarboxyliert wird, um Acetyl-CoA zu bilden.
Der Vorgang der oxidativen Decarboxylierung einfach erklärt:
Die oxidative Decarboxylierung Reaktionsgleichung lautet:
2 Pyruvat + 2 NAD+ + 2 CoA → 2 Acetyl-CoA + 2CO₂ + 2NADH+H+
Highlight: Die oxidative Decarboxylierung ist der Verbindungsschritt zwischen der Glykolyse und dem Citratzyklus. Sie bereitet das Acetyl-CoA vor, den oxidative Decarboxylierung Ausgangsstoff für den Citratzyklus.
Die oxidative Decarboxylierung Bilanz zeigt, dass pro Glucose-Molekül zwei Acetyl-CoA-Moleküle entstehen, die in den Citratzyklus eingeschleust werden. Zudem werden zwei CO₂-Moleküle freigesetzt und zwei NAD+ zu NADH+H+ reduziert.
Vocabulary: Coenzym A (CoA) - Ein wichtiges Coenzym, das als Träger von Acylgruppen fungiert und eine zentrale Rolle im Stoffwechsel spielt.
Das oxidative Decarboxylierung Enzym, der Pyruvat-Dehydrogenase-Komplex, katalysiert diesen komplexen Prozess. Es handelt sich um einen großen Multienzymkomplex, der mehrere Cofaktoren benötigt, um die Reaktion effizient durchzuführen.
Der Citratzyklus, auch als Krebs-Zyklus oder Tricarbonsäurezyklus bekannt, ist ein zentraler Stoffwechselweg in der Mitochondrienmatrix. Er spielt eine Schlüsselrolle bei der Mitochondrien Funktion und der Energiegewinnung in der Zelle.
Definition: Der Citratzyklus ist eine zyklische Folge von Reaktionen, bei denen Acetyl-CoA vollständig zu CO₂ oxidiert wird, wobei Reduktionsäquivalente und ATP entstehen.
Citratzyklus einfach erklärt:
Die Citratzyklus Reaktionsgleichung für einen vollständigen Umlauf (ausgehend von zwei Acetyl-CoA-Molekülen) lautet:
2 Acetyl-CoA + 6NAD+ + 2ADP + 2Pi + 2FAD → 4CO₂ + 2ATP + 2FADH₂ + 6NADH+H+
Highlight: Der Citratzyklus ist nicht nur für die Energiegewinnung wichtig, sondern liefert auch Vorstufen für viele Biosynthesen.
Die Citratzyklus Bilanz zeigt, dass pro Glucose-Molekül:
Example: Ein Citratzyklus Merksatz könnte lauten: "Citrat kreist, CO₂ entweicht, Energie gedeiht" - dies fasst die Hauptfunktionen des Zyklus zusammen.
Die Citratzyklus Produkte (Reduktionsäquivalente) werden in der Atmungskette weiter verwertet, was die enge Verbindung zwischen Citratzyklus Atmungskette verdeutlicht. Die Citratzyklus Funktion geht jedoch über die reine Energiegewinnung hinaus, da er auch wichtige Zwischenprodukte für andere Stoffwechselwege liefert.
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Die oxidative Phosphorylierung ist der letzte und ertragreichste Schritt der Zellatmung. Sie findet in der inneren Mitochondrienmembran und dem Intermembranraum statt und ist ein Kernaspekt der Mitochondrien Funktion.
Der Prozess der oxidativen Phosphorylierung umfasst zwei Hauptkomponenten:
Atmungskette: Eine Reihe von Enzymkomplexen in der inneren Mitochondrienmembran, die Elektronen von NADH und FADH₂ auf Sauerstoff übertragen.
ATP-Synthase: Ein Enzymkomplex, der die durch den Elektronentransport erzeugte Energie zur ATP-Produktion nutzt.
Ablauf der oxidativen Phosphorylierung:
Highlight: Die oxidative Phosphorylierung ist der effizienteste Teil der Zellatmung und produziert den Großteil des zellulären ATPs.
Die Gesamtgleichung der oxidativen Phosphorylierung lautet:
10 NADH + 2 FADH₂ + 34ADP + 34Pi + 6O₂ → 12H₂O + 10 NAD+ + 2FAD + 34ATP
Vocabulary: Protonengradient - Ein Konzentrationsgefälle von Protonen über eine Membran, das als treibende Kraft für die ATP-Synthese dient.
Die enge Kopplung zwischen Atmungskette und ATP-Synthese macht die oxidative Phosphorylierung zu einem hocheffizienten Prozess der Energiegewinnung. Sie verdeutlicht die zentrale Rolle der Mitochondrien als "Kraftwerke der Zelle" und zeigt, wie komplex die Energiegewinnung in Organismen organisiert ist.
Die Mitochondrien Funktion als "Kraftwerke der Zelle" ist eng mit ihrem komplexen Mitochondrien Aufbau verknüpft. Diese Organellen sind für die Energiegewinnung in der Zelle verantwortlich, indem sie Nährstoffe in ATP umwandeln.
Der Mitochondrien Aufbau besteht aus mehreren wichtigen Komponenten:
Äußere Membran: Sie dient dem Stoffaustausch und dem Schutz des Organells. Transmembranproteine in dieser Membran ermöglichen die Aufnahme und Abgabe von Stoffen.
Innere Membran: Diese liegt in Falten vor, was zu einer starken Oberflächenvergrößerung führt. Die innere Membran Mitochondrien Funktion ist besonders wichtig, da hier die Proteine und Enzyme für die Atmungskette lokalisiert sind.
Cristae: Dies sind die Einfaltungen der inneren Membran. Die Cristae Mitochondrien Funktion besteht darin, die Oberfläche für die Atmungskette zu vergrößern.
Matrix: In diesem innersten Bereich befindet sich die ringförmige mitochondriale DNA. Die Mitochondrien Matrix Funktion umfasst wichtige Stoffwechselprozesse wie den Citratzyklus.
ATP-Synthase: Dieses Enzym ist in der inneren Membran verankert und spielt eine Schlüsselrolle bei der ATP-Produktion.
Highlight: Die gefaltete innere Membran der Mitochondrien vergrößert die Oberfläche erheblich, was die Effizienz der Energieproduktion steigert.
Die Mitochondrien Zellatmung ist ein komplexer Prozess, bei dem durch die Oxidation organischer Stoffe Energie gewonnen wird. Dieser Vorgang ist eng mit der Fotosynthese verknüpft, die Glucose als Ausgangsstoff liefert.
Vocabulary: Zellatmung - Ein Stoffwechselvorgang, bei dem durch die Oxidation organischer Stoffe Energie in Form von ATP gewonnen wird.
Die Gesamtgleichung der Zellatmung lautet:
C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + Energie
Pro Glucose-Molekül werden dabei 38 ATP-Moleküle produziert, was die hohe Effizienz dieses Prozesses verdeutlicht.
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Stefan 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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