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Die Zellatmung läuft schrittweise ab

Die Zellatmung läuft schrittweise ab

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Aylin

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Biologie

 

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Die Zellatmung läuft schrittweise ab

 Aufgabe 1:
ATP ist ein wichtiger Energieträger der Lebewesen.
Das ATP Molekül besteht aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und drei Pho

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Aufgabe 1: ATP ist ein wichtiger Energieträger der Lebewesen. Das ATP Molekül besteht aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und drei Phosphoratomen, die Phosphate bilden. Die Energie ist in den chemischen Bindungen des Moleküls gespeichert und wird freigesetzt, wenn eine Bindung aufgebrochen wird und Adenosindiphosphat (ADP) entsteht. Diese Energie kann zum Beispiel als Wärme abgegeben werden. So wird zum Beispiel beim Zittern vor Kälte die Hydrolyse des ATP während der Muskelkontraktion genutzt, um Wärme zu erzeugen und den Körper warm zu halten. Noch ein Beispiel wäre die Natrium-Kalium -Pumpe, wobei ATP Energie für den Transport von Natrium und Kalium durch ein in der Zellmembran verankertes Protein bereitstellt. Aufgabe 2: Glukose + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi 2 Pyruvat + 2 ATP + 2 NADH+H* → 2 ATP +2 NADH+H* 2 Pyruvat +2 NAD + 2 CoA → 2 Acetyl-CoA + 2 CO₂ + 2 NADH+H* 2 NADH+H* + 2 Acetyl-CoA + 6 NAD* + 2 FAD + 2 GDP + 2 P; → 4 CO2 + 6 NADH+H* + 2 FADH₂ + 2 GTP → 6 NADH+H, 2 FADH₂ +2 GTP 4 ATP (Glykolyse und GTP aus Citratzyklus) 30 ATP (aus allen entstandenen NADH+H*) 4 ATP (aus allen entstandenen FADH₂) Summe: 38 ATP Aufgabe 3: Die Zellatmung ist eine gesteuerte Knallgasreaktion, da die, bei einer normalen Knallgasreaktion, freiwerdenende Energie durch...

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die Elektronentransportkette auf viele Teilschritte aufgeteilt wird. Wichtig zu erwähnen ist, dass die chemische Energie des Körpers nicht direkt aus der Knallgasreaktion resultieren, sondern aus dem durch die Elektronen entstandenen Spannungsgefälle an der Mitochondrienmembran. Bei einer Knallgasreaktion reagieren Wasserstoff und Sauerstoff, explosionsartig und unter Freisetzung von viel Energie, zu Wasser. In der Atmungskette darf die Reaktionsenergie jedoch nicht aufeinmal freigesetzt, sondern muss stufenweise abgegeben werden, um den Aufbau von ATP zu ermöglichen. Dazu wird der Wasserstoff von NADH + H* und FADH₂ an Redoxsysteme abgegeben. Diese Redoxsysteme sind in der inneren Mitochondrienmembran nebeneinander angeordnet (Atmungskette). Sie wirken entweder Wasserstoff übertragend oder geben nur Elektronen weiter. Das letzte Redoxsystem überträgt Elektronen auf Sauerstoffmoleküle, die dadurch zu Oxidionen werden, welche mit Wasserstoffionen, die von einem der Wasserstoff übertragenden Redoxsysteme abgegeben wurden, zu Wasser reagieren, was formal der Knallgasreaktion entspricht. C6H12O6 0₂ Aufgabe 4: Pumpe ATP Glykolyse NADH + H+ NAD+ Protonen- diffusion Endoxidation (Atmungskette) Turbine NADH + H+ FADH₂ -> Citratzyklus ATP NAD FAD ATP Quelle: Markl Biologie - Arbeitsbuch Oberstufe, 1. Auflage 2010, Ernst Klett Verlag GmbH, Seite 44 CO₂ H₂O Behälter Die Verbindung zwischen Transportvorgängen an Biomembranen (hier Protonen) und Stoffwechselprozessen (hier ATP-Synthese) bezeichnet man als Chemiosmose. Die Redoxsysteme der Atmungskette geben Wasserstoffionen in den Intermembranraum (linker Behälter) ab, was in der Skizze als Pumpe dargestellt ist. Da die Mitochondrienmembran (schraffierte Fläche) als Barriere wirkt, sind die Protonen quasi im Intermembranraum „gefangen". Dort entsteht ein Überschuss an positiven Ladungen. Sie können nur durch ein Kanalprotein – die ATP-Synthase - zurück in die Mitochondrienmatrix gelangen, um den Konzentrations- und Ladungsunterschied auszugleichen. Bei der Diffusion der Protonen entsteht ein Rückstau, welcher verwendet wird um die Turbine zur Rotation zu bringen, wodurch Energie gewonnen wird. Die Turbine ist in diesem Fall die ATP-Synthase, welche die Diffusion der Protonen mit der Synthese von ATP aus ADP und Phosphat koppelt.

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So ein schöner Lernzettel 😍😍 super nützlich und hilfreich!

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Aufgabe 1: ATP ist ein wichtiger Energieträger der Lebewesen. Das ATP Molekül besteht aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und drei Phosphoratomen, die Phosphate bilden. Die Energie ist in den chemischen Bindungen des Moleküls gespeichert und wird freigesetzt, wenn eine Bindung aufgebrochen wird und Adenosindiphosphat (ADP) entsteht. Diese Energie kann zum Beispiel als Wärme abgegeben werden. So wird zum Beispiel beim Zittern vor Kälte die Hydrolyse des ATP während der Muskelkontraktion genutzt, um Wärme zu erzeugen und den Körper warm zu halten. Noch ein Beispiel wäre die Natrium-Kalium -Pumpe, wobei ATP Energie für den Transport von Natrium und Kalium durch ein in der Zellmembran verankertes Protein bereitstellt. Aufgabe 2: Glukose + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi 2 Pyruvat + 2 ATP + 2 NADH+H* → 2 ATP +2 NADH+H* 2 Pyruvat +2 NAD + 2 CoA → 2 Acetyl-CoA + 2 CO₂ + 2 NADH+H* 2 NADH+H* + 2 Acetyl-CoA + 6 NAD* + 2 FAD + 2 GDP + 2 P; → 4 CO2 + 6 NADH+H* + 2 FADH₂ + 2 GTP → 6 NADH+H, 2 FADH₂ +2 GTP 4 ATP (Glykolyse und GTP aus Citratzyklus) 30 ATP (aus allen entstandenen NADH+H*) 4 ATP (aus allen entstandenen FADH₂) Summe: 38 ATP Aufgabe 3: Die Zellatmung ist eine gesteuerte Knallgasreaktion, da die, bei einer normalen Knallgasreaktion, freiwerdenende Energie durch...

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die Elektronentransportkette auf viele Teilschritte aufgeteilt wird. Wichtig zu erwähnen ist, dass die chemische Energie des Körpers nicht direkt aus der Knallgasreaktion resultieren, sondern aus dem durch die Elektronen entstandenen Spannungsgefälle an der Mitochondrienmembran. Bei einer Knallgasreaktion reagieren Wasserstoff und Sauerstoff, explosionsartig und unter Freisetzung von viel Energie, zu Wasser. In der Atmungskette darf die Reaktionsenergie jedoch nicht aufeinmal freigesetzt, sondern muss stufenweise abgegeben werden, um den Aufbau von ATP zu ermöglichen. Dazu wird der Wasserstoff von NADH + H* und FADH₂ an Redoxsysteme abgegeben. Diese Redoxsysteme sind in der inneren Mitochondrienmembran nebeneinander angeordnet (Atmungskette). Sie wirken entweder Wasserstoff übertragend oder geben nur Elektronen weiter. Das letzte Redoxsystem überträgt Elektronen auf Sauerstoffmoleküle, die dadurch zu Oxidionen werden, welche mit Wasserstoffionen, die von einem der Wasserstoff übertragenden Redoxsysteme abgegeben wurden, zu Wasser reagieren, was formal der Knallgasreaktion entspricht. C6H12O6 0₂ Aufgabe 4: Pumpe ATP Glykolyse NADH + H+ NAD+ Protonen- diffusion Endoxidation (Atmungskette) Turbine NADH + H+ FADH₂ -> Citratzyklus ATP NAD FAD ATP Quelle: Markl Biologie - Arbeitsbuch Oberstufe, 1. Auflage 2010, Ernst Klett Verlag GmbH, Seite 44 CO₂ H₂O Behälter Die Verbindung zwischen Transportvorgängen an Biomembranen (hier Protonen) und Stoffwechselprozessen (hier ATP-Synthese) bezeichnet man als Chemiosmose. Die Redoxsysteme der Atmungskette geben Wasserstoffionen in den Intermembranraum (linker Behälter) ab, was in der Skizze als Pumpe dargestellt ist. Da die Mitochondrienmembran (schraffierte Fläche) als Barriere wirkt, sind die Protonen quasi im Intermembranraum „gefangen". Dort entsteht ein Überschuss an positiven Ladungen. Sie können nur durch ein Kanalprotein – die ATP-Synthase - zurück in die Mitochondrienmatrix gelangen, um den Konzentrations- und Ladungsunterschied auszugleichen. Bei der Diffusion der Protonen entsteht ein Rückstau, welcher verwendet wird um die Turbine zur Rotation zu bringen, wodurch Energie gewonnen wird. Die Turbine ist in diesem Fall die ATP-Synthase, welche die Diffusion der Protonen mit der Synthese von ATP aus ADP und Phosphat koppelt.