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Biologie

Stoffwechsel

Zellatmung

Glykolyse

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30. Mai 2021

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Zellatmung einfach erklärt - Glykolyse, Citratzyklus und mehr

D

D

@dddddddddd123

Die Zellatmung einfach erklärtist ein fundamentaler biologischer Prozess der... Mehr anzeigen

Dissimilationsprozesse Aufbau eines Mitochondriums AVURD mtDNA äußere Membran Intermembranraum innere Membran Glykolyse Matrix Ribosomen Abi

Bilanz der Glykolyse und Übergang zum Citratzyklus

Die Gesamtbilanz der Glykolyse zeigt, dass nur ein kleiner Teil der in Glucose gespeicherten Energie direkt genutzt wird:

Pro Molekül Glucose entstehen:

  • Zwei Moleküle NADH + H⁺
  • Zwei Moleküle ATP durch Substratkettenphosphorylierung

Highlight: Der Großteil der Energie ist noch im Pyruvat enthalten und wird in den folgenden Schritten der Zellatmung genutzt.

Oxidative Decarboxylierung

Unter aeroben Bedingungen wird Pyruvat in die Mitochondrien transportiert, wo es in der Matrix weiter abgebaut wird:

  1. Abspaltung eines CO₂-Moleküls vom Pyruvat
  2. Reaktion mit Coenzym A zu Acetyl-CoA aktivierteEssigsa¨ureaktivierte Essigsäure
  3. Übertragung von Wasserstoff auf NAD⁺, Bildung von NADH + H⁺

Vocabulary: Oxidative Decarboxylierung - Abspaltung von CO₂ unter gleichzeitiger Oxidation

Pro Glucose-Molekül entstehen hier zwei weitere NADH + H⁺.

Der Citratzyklus - zentraler Stoffwechselweg

Der Citratzyklus, auch Krebs-Zyklus genannt, findet in der Mitochondrienmatrix statt und ist ein zyklischer Prozess, bei dem pro Durchgang zwei Kohlenstoffatome zu CO₂ oxidiert werden.

Ablauf des Citratzyklus:

  1. Einschleusung der Acetylgruppe von Acetyl-CoA
  2. Bildung von Citrat C6−Moleku¨lC6-Molekül
  3. Schrittweise Oxidation und Decarboxylierung
  4. Regeneration des Ausgangsmoleküls Oxalacetat

Example: Das bei der Oxidation entstehende CO₂ diffundiert aus den Zellen, gelangt über das Blut in die Lunge und wird ausgeatmet.

Hauptgewinn des Citratzyklus sind Reduktionsäquivalente in Form von NADH + H⁺ und FADH₂, die in der Atmungskette zur ATP-Produktion genutzt werden.

Dissimilationsprozesse Aufbau eines Mitochondriums AVURD mtDNA äußere Membran Intermembranraum innere Membran Glykolyse Matrix Ribosomen Abi

Bilanz des Citratzyklus und die Atmungskette

Energieausbeute des Citratzyklus

Pro Molekül Acetyl-CoA entstehen im Citratzyklus:

  • 1 Molekül GTP a¨quivalentzuATPäquivalent zu ATP
  • 3 Moleküle NADH + H⁺
  • 1 Molekül FADH₂

Highlight: Da pro Glucose-Molekül zwei Acetyl-CoA in den Citratzyklus eingeschleust werden, muss diese Bilanz verdoppelt werden.

Die Atmungskette - finale ATP-Produktion

Die Atmungskette ist der letzte Schritt der Zellatmung und findet an der inneren Mitochondrienmembran statt. Hier wird die in den Reduktionsäquivalenten NADH + H⁺ und FADH₂ gespeicherte Energie zur ATP-Synthese genutzt.

Ablauf der Atmungskette:

  1. Trennung von Elektronen und Protonen aus NADH + H⁺ und FADH₂
  2. Elektronentransport über eine Kette von Enzymkomplexen
  3. Gekoppelter Protonentransport aus der Matrix in den Intermembranraum
  4. Aufbau eines Protonengradienten
  5. ATP-Synthese durch ATP-Synthase, angetrieben durch den Protonengradienten

Vocabulary: Oxidative Phosphorylierung - ATP-Bildung durch Kopplung von Elektronentransport und Protonengradient

Die Atmungskette ist hocheffizient und produziert den Großteil des in der Zellatmung gewonnenen ATPs.

Definition: Die Zellatmung ist ein mehrstufiger Prozess des Energiestoffwechsels, bei dem Nährstoffe wie Glucose unter Sauerstoffverbrauch zu CO₂ und H₂O abgebaut und dabei große Mengen ATP gewonnen werden.

Die Gesamtbilanz der Zellatmung zeigt, dass theoretisch bis zu 38 ATP-Moleküle pro Glucose-Molekül entstehen können, in der Praxis sind es aufgrund von Verlusten etwa 30-32 ATP.

Dissimilationsprozesse Aufbau eines Mitochondriums AVURD mtDNA äußere Membran Intermembranraum innere Membran Glykolyse Matrix Ribosomen Abi

Citratzyklus und Atmungskette

Der Citratzyklus einfach erklärt ist ein zyklischer Prozess in der Mitochondrienmatrix.

Definition: Die oxidative Decarboxylierung verbindet die Glykolyse mit dem Citratzyklus durch Umwandlung von Pyruvat zu Acetyl-CoA.

Die Citratzyklus Bilanz pro Glucose-Molekül ergibt:

  • 6 NADH+H⁺
  • 2 FADH₂
  • 2 GTP/ATP

Highlight: Die Atmungskette ist der finale Schritt der Glykolyse Citratzyklus Atmungskette und erzeugt den Großteil des ATP.

Dissimilationsprozesse Aufbau eines Mitochondriums AVURD mtDNA äußere Membran Intermembranraum innere Membran Glykolyse Matrix Ribosomen Abi

Aufbau und Funktion der Mitochondrien

Mitochondrien sind die Organellen der Zellatmung, in denen der Großteil der zellulären Energie in Form von ATP produziert wird. Sie besitzen eine charakteristische Struktur, die optimal für ihre Funktion angepasst ist.

Definition: Mitochondrien sind die "Kraftwerke der Zelle", in denen durch oxidativen Abbau von Nährstoffen Energie in Form von ATP gewonnen wird.

Mitochondrien sind von zwei Membranen umgeben:

  • Die äußere Membran ist glatt
  • Die innere Membran weist zahlreiche Einfaltungen auf, die sogenannten Cristae

Diese Struktur unterteilt das Mitochondrium in zwei Bereiche:

  1. Den Intermembranraum zwischen äußerer und innerer Membran
  2. Die Matrix im Inneren, umschlossen von der inneren Membran

Highlight: In der Matrix befinden sich Ribosomen, mitochondriale DNA und zahlreiche Enzyme des Kohlenhydrat- und Lipidstoffwechsels.

Zellen mit hoher Stoffwechselaktivität, wie beispielsweise Leberzellen, besitzen besonders viele Mitochondrien - über 1000 pro Zelle.

Die Glykolyse - erster Schritt der Zellatmung

Die Glykolyse ist der wichtigste Abbauweg für Kohlenhydrate im Stoffwechsel und findet im Cytoplasma statt.

Vocabulary: Glykolyse - Abbau von Glucose zu Pyruvat unter Energiegewinnung

Ablauf der Glykolyse:

  1. Glucose C6C6 wird in zwei Triose-Moleküle C3C3 umgewandelt
  2. Endprodukt ist Brenztraubensäure bzw. deren Anion Pyruvat
  3. Es werden geringe Mengen ATP und NADH + H⁺ gebildet

Wichtige Schritte:

  • Aktivierung der Glucose durch Phosphorylierung
  • Umwandlung in Fructose-1,6-bisphosphat unter ATP-Verbrauch
  • Spaltung in zwei Triosephosphate
  • Oxidation von Glycerinaldehyd-3-phosphat zu 1,3-Bisphosphoglycerat
  • Bildung von ATP durch Substratkettenphosphorylierung

Example: Die Phosphorylierung der Glucose zu Glucose-6-phosphat verhindert, dass diese die Zellmembran wieder passieren kann.



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App Store

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Google Play

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

Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

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

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

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

Android user

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

iOS user

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

iOS user

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Stefan S

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Stoffwechsel

Zellatmung

Glykolyse

 

Biologie

•

4.970

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30. Mai 2021

•

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Zellatmung einfach erklärt - Glykolyse, Citratzyklus und mehr

D

D

@dddddddddd123

Die Zellatmung einfach erklärt ist ein fundamentaler biologischer Prozess der Energiegewinnung in Zellen. Die Dissimilationsprozesse umfassen die Glykolyse, den Citratzyklus und die Atmungskette.

• Die Glykolyse findet im Cytoplasma statt und wandelt Glucose in Pyruvat um
• Der Citratzyklus... Mehr anzeigen

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Bilanz der Glykolyse und Übergang zum Citratzyklus

Die Gesamtbilanz der Glykolyse zeigt, dass nur ein kleiner Teil der in Glucose gespeicherten Energie direkt genutzt wird:

Pro Molekül Glucose entstehen:

  • Zwei Moleküle NADH + H⁺
  • Zwei Moleküle ATP durch Substratkettenphosphorylierung

Highlight: Der Großteil der Energie ist noch im Pyruvat enthalten und wird in den folgenden Schritten der Zellatmung genutzt.

Oxidative Decarboxylierung

Unter aeroben Bedingungen wird Pyruvat in die Mitochondrien transportiert, wo es in der Matrix weiter abgebaut wird:

  1. Abspaltung eines CO₂-Moleküls vom Pyruvat
  2. Reaktion mit Coenzym A zu Acetyl-CoA aktivierteEssigsa¨ureaktivierte Essigsäure
  3. Übertragung von Wasserstoff auf NAD⁺, Bildung von NADH + H⁺

Vocabulary: Oxidative Decarboxylierung - Abspaltung von CO₂ unter gleichzeitiger Oxidation

Pro Glucose-Molekül entstehen hier zwei weitere NADH + H⁺.

Der Citratzyklus - zentraler Stoffwechselweg

Der Citratzyklus, auch Krebs-Zyklus genannt, findet in der Mitochondrienmatrix statt und ist ein zyklischer Prozess, bei dem pro Durchgang zwei Kohlenstoffatome zu CO₂ oxidiert werden.

Ablauf des Citratzyklus:

  1. Einschleusung der Acetylgruppe von Acetyl-CoA
  2. Bildung von Citrat C6−Moleku¨lC6-Molekül
  3. Schrittweise Oxidation und Decarboxylierung
  4. Regeneration des Ausgangsmoleküls Oxalacetat

Example: Das bei der Oxidation entstehende CO₂ diffundiert aus den Zellen, gelangt über das Blut in die Lunge und wird ausgeatmet.

Hauptgewinn des Citratzyklus sind Reduktionsäquivalente in Form von NADH + H⁺ und FADH₂, die in der Atmungskette zur ATP-Produktion genutzt werden.

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Energieausbeute des Citratzyklus

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  • 1 Molekül GTP a¨quivalentzuATPäquivalent zu ATP
  • 3 Moleküle NADH + H⁺
  • 1 Molekül FADH₂

Highlight: Da pro Glucose-Molekül zwei Acetyl-CoA in den Citratzyklus eingeschleust werden, muss diese Bilanz verdoppelt werden.

Die Atmungskette - finale ATP-Produktion

Die Atmungskette ist der letzte Schritt der Zellatmung und findet an der inneren Mitochondrienmembran statt. Hier wird die in den Reduktionsäquivalenten NADH + H⁺ und FADH₂ gespeicherte Energie zur ATP-Synthese genutzt.

Ablauf der Atmungskette:

  1. Trennung von Elektronen und Protonen aus NADH + H⁺ und FADH₂
  2. Elektronentransport über eine Kette von Enzymkomplexen
  3. Gekoppelter Protonentransport aus der Matrix in den Intermembranraum
  4. Aufbau eines Protonengradienten
  5. ATP-Synthese durch ATP-Synthase, angetrieben durch den Protonengradienten

Vocabulary: Oxidative Phosphorylierung - ATP-Bildung durch Kopplung von Elektronentransport und Protonengradient

Die Atmungskette ist hocheffizient und produziert den Großteil des in der Zellatmung gewonnenen ATPs.

Definition: Die Zellatmung ist ein mehrstufiger Prozess des Energiestoffwechsels, bei dem Nährstoffe wie Glucose unter Sauerstoffverbrauch zu CO₂ und H₂O abgebaut und dabei große Mengen ATP gewonnen werden.

Die Gesamtbilanz der Zellatmung zeigt, dass theoretisch bis zu 38 ATP-Moleküle pro Glucose-Molekül entstehen können, in der Praxis sind es aufgrund von Verlusten etwa 30-32 ATP.

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Citratzyklus und Atmungskette

Der Citratzyklus einfach erklärt ist ein zyklischer Prozess in der Mitochondrienmatrix.

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Die Citratzyklus Bilanz pro Glucose-Molekül ergibt:

  • 6 NADH+H⁺
  • 2 FADH₂
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Highlight: Die Atmungskette ist der finale Schritt der Glykolyse Citratzyklus Atmungskette und erzeugt den Großteil des ATP.

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Aufbau und Funktion der Mitochondrien

Mitochondrien sind die Organellen der Zellatmung, in denen der Großteil der zellulären Energie in Form von ATP produziert wird. Sie besitzen eine charakteristische Struktur, die optimal für ihre Funktion angepasst ist.

Definition: Mitochondrien sind die "Kraftwerke der Zelle", in denen durch oxidativen Abbau von Nährstoffen Energie in Form von ATP gewonnen wird.

Mitochondrien sind von zwei Membranen umgeben:

  • Die äußere Membran ist glatt
  • Die innere Membran weist zahlreiche Einfaltungen auf, die sogenannten Cristae

Diese Struktur unterteilt das Mitochondrium in zwei Bereiche:

  1. Den Intermembranraum zwischen äußerer und innerer Membran
  2. Die Matrix im Inneren, umschlossen von der inneren Membran

Highlight: In der Matrix befinden sich Ribosomen, mitochondriale DNA und zahlreiche Enzyme des Kohlenhydrat- und Lipidstoffwechsels.

Zellen mit hoher Stoffwechselaktivität, wie beispielsweise Leberzellen, besitzen besonders viele Mitochondrien - über 1000 pro Zelle.

Die Glykolyse - erster Schritt der Zellatmung

Die Glykolyse ist der wichtigste Abbauweg für Kohlenhydrate im Stoffwechsel und findet im Cytoplasma statt.

Vocabulary: Glykolyse - Abbau von Glucose zu Pyruvat unter Energiegewinnung

Ablauf der Glykolyse:

  1. Glucose C6C6 wird in zwei Triose-Moleküle C3C3 umgewandelt
  2. Endprodukt ist Brenztraubensäure bzw. deren Anion Pyruvat
  3. Es werden geringe Mengen ATP und NADH + H⁺ gebildet

Wichtige Schritte:

  • Aktivierung der Glucose durch Phosphorylierung
  • Umwandlung in Fructose-1,6-bisphosphat unter ATP-Verbrauch
  • Spaltung in zwei Triosephosphate
  • Oxidation von Glycerinaldehyd-3-phosphat zu 1,3-Bisphosphoglycerat
  • Bildung von ATP durch Substratkettenphosphorylierung

Example: Die Phosphorylierung der Glucose zu Glucose-6-phosphat verhindert, dass diese die Zellmembran wieder passieren kann.

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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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Anna

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Jana V

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Lena M

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Timo S

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Sudenaz Ocak

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Julia S

Android user

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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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