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Glykolyse und Citratzyklus einfach erklärt - Ablauf, Bilanz und Reaktionsgleichungen

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Glykolyse und Citratzyklus einfach erklärt - Ablauf, Bilanz und Reaktionsgleichungen

Annalena

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Die Glykolyse einfach erklärt: Ein zentraler Prozess des Glucoseabbaus zur Energiegewinnung in Zellen. Sie findet im Zytoplasma statt und besteht aus zwei Phasen: Energieinvestition und Energiegewinnung. Der Citratzyklus folgt als zweiter Schritt des Glucoseabbaus in den Mitochondrien und dient der weiteren Energiegewinnung durch oxidativen Abbau.

Glykolyse Ablauf: Spaltung von Glucose in zwei Pyruvat-Moleküle
Citratzyklus: Kreislauf biochemischer Reaktionen zur Energiegewinnung
Wo findet die Glykolyse statt: Im Zytoplasma der Zelle
Glykolyse Bilanz: 2 ATP-Moleküle pro Glucose-Molekül

6.2.2021

958

BIO MSS11.2
Glykolyse
Warum Glucose (Einfachzucker) ?
Glucose ist metastabil (reaktionsträge), d.h. es reagiert nicht aus sich selbst,
bezie

Glykolyse und ihre Bedeutung

Die Glykolyse einfach erklärt ist ein fundamentaler Prozess im Zellstoffwechsel. Sie stellt den ersten Schritt beim Abbau von Glucose dar, bei dem Energie gewonnen wird. Dieser Vorgang findet im Cytoplasma der Zelle statt und ist von zentraler Bedeutung für den Energiehaushalt des Organismus.

Definition: Glykolyse ist der zentrale Prozess beim Abbau von Glucose, bei dem Energie gewonnen wird.

Der Glykolyse Ablauf lässt sich in zwei Hauptabschnitte unterteilen:

Energieinvestitionsphase: Hier werden 2 ATP-Moleküle verbraucht, um Glucose zu aktivieren. Dies geschieht durch Phosphorylierung, wobei jeweils eine Phosphatgruppe an das Glucose-Molekül abgegeben wird.

Highlight: Die langsame Aktivierung der Glucose durch Hinzufügen von Phosphatgruppen ermöglicht eine kontrollierte Energiefreisetzung.

Energiegewinnungsphase: In diesem Abschnitt wird der C6-Körper in zwei C3-Körper gespalten. Durch Oxidationen werden Elektronen auf den Elektronenüberträger NAD+ übertragen, wodurch NADH gewonnen wird.

Vocabulary: NAD+ (Nicotinamidadenindinukleotid) ist ein wichtiger Elektronenüberträger in der Zelle.

Die Glykolyse Bilanz ergibt insgesamt 2 ATP-Moleküle pro Glucose-Molekül, da von den 4 produzierten ATP-Molekülen 2 in der Anfangsphase verbraucht wurden.

Example: Die Gesamtgleichung der Glykolyse lautet: Glucose + 2ATP + 2NAD+ → 2Pyruvat + 4ATP + 2NADH + 4H+

Wo findet die Glykolyse statt? Sie läuft vollständig im Cytoplasma der Zelle ab, im Gegensatz zu späteren Schritten des Energiestoffwechsels, die in den Mitochondrien stattfinden.

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Citratzyklus und oxidative Decarboxylierung

Der Citratzyklus, auch als Krebs-Zyklus bekannt, ist der zweite wichtige Schritt beim Glucoseabbau. Er spielt eine entscheidende Rolle im Stoffwechsel aerober Zellen und dient dem oxidativen Abbau organischer Stoffe zur Energiegewinnung.

Definition: Der Citratzyklus ist ein Kreislauf biochemischer Reaktionen, der eine zentrale Rolle im aeroben Stoffwechsel spielt.

Der Citratzyklus findet in der Matrix der Mitochondrien statt. Bevor der eigentliche Zyklus beginnt, durchläuft das aus der Glykolyse stammende Pyruvat einen Prozess namens oxidative Decarboxylierung:

Pyruvat wird zu Acetat decarboxyliert, wobei CO₂ abgespalten wird.
Elektronen und Protonen werden auf NAD+ übertragen, wodurch NADH+H+ entsteht.
Der Acetylrest wird an Coenzym A gebunden, wodurch Acetyl-CoA entsteht.

Der eigentliche Citratzyklus umfasst folgende Hauptschritte:

Bildung von Citrat durch Verbindung des C2-Körpers (aktivierte Essigsäure) mit einem C4-Körper.
Zweimalige Abspaltung von CO2, wobei Elektronen und Protonen übertragen werden (NADH+H+ Bildung).
Abspaltung des Coenzyms und Phosphorylierung von GDP zu GTP.
Gewinnung von FADH2 durch Wasserübertragung.
Umwandlung des Substrats in Oxalacetat durch weitere Elektronen- und Protonenübertragungen.

Highlight: Die Hauptziele des Citratzyklus sind die Umwandlung der C-Atome des Acetyl-CoA in CO2 und die Übertragung der H-Atome auf Coenzyme zur Energiegewinnung.

Die Bilanz oxidative Decarboxylierung und Citratzyklus ist entscheidend für die Gesamtenergieausbeute der Zellatmung. Durch die effiziente Nutzung der Substrate und die Produktion von Reduktionsäquivalenten (NADH, FADH2) wird die Grundlage für die anschließende Atmungskette gelegt.

Vocabulary: Reduktionsäquivalente sind Moleküle, die Elektronen für die Atmungskette bereitstellen.

Der Citratzyklus ist ein Beispiel für die komplexe und effiziente Energiegewinnung in aeroben Organismen und verdeutlicht die Bedeutung des Glukosestoffwechsels einfach erklärt für das Verständnis zellulärer Energieproduktion.

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Definition: Glykolyse ist der zentrale Prozess beim Abbau von Glucose, bei dem Energie gewonnen wird.

Der Glykolyse Ablauf lässt sich in zwei Hauptabschnitte unterteilen:

Energieinvestitionsphase: Hier werden 2 ATP-Moleküle verbraucht, um Glucose zu aktivieren. Dies geschieht durch Phosphorylierung, wobei jeweils eine Phosphatgruppe an das Glucose-Molekül abgegeben wird.

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