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10. Dez. 2025
•
gymnasiumNRW
@gymnasiumnrw
Die Zellatmung ist der wichtigste Prozess, um aus deinem Essen... Mehr anzeigen
Der Stoffwechsel beginnt beim Essen und endet beim Schwitzen – so einfach lässt sich dieser komplexe Prozess zusammenfassen. Alles läuft in den Mitochondrien ab, den Kraftwerken deiner Zellen.
Aus einem Glucose-Molekül entstehen durch drei Hauptschritte insgesamt 38 ATP-Moleküle. Die Glykolyse findet im Cytoplasma statt, während Pyruvatoxidation und Citratzyklus in der Matrix ablaufen. Die Atmungskette arbeitet an der inneren Membran.
Redoxreaktionen sind das Herzstück des Ganzen: Bei der Oxidation werden Elektronen abgegeben, bei der Reduktion aufgenommen. Die energetische Kopplung sorgt dafür, dass energieverbrauchende und energieliefernde Reaktionen perfekt zusammenarbeiten.
💡 Merktipp: Denk an die Mitochondrien wie an eine Fabrik mit verschiedenen Abteilungen – jede hat ihre spezielle Aufgabe bei der ATP-Produktion!
Die Energiebilanz der Zellatmung ist beeindruckend: Aus einem einzigen Glucose-Molekül entstehen 38 ATP-Moleküle! Die Glykolyse liefert 2 ATP, die Pyruvatoxidation bringt weitere 2 ATP, und die Atmungskette produziert satte 34 ATP.
Das Mitochondrium ist perfekt für diese Aufgabe konstruiert. Die äußere Membran ist durchlässig, die innere Membran dagegen sehr selektiv. Der Intermembranraum zwischen beiden Membranen spielt eine entscheidende Rolle bei der ATP-Synthese.
In der Matrix laufen Pyruvatoxidation und Citratzyklus ab, während die Atmungskette an der inneren Membran arbeitet. Diese Struktur ermöglicht die effiziente Energiegewinnung.
💡 Wichtig: Die 38 ATP sind das theoretische Maximum – in der Realität sind es meist etwas weniger, aber immer noch eine gewaltige Energiemenge!
Die Glykolyse ist der erste Schritt der Energiegewinnung und läuft im Cytoplasma ab. Dabei wird Glucose in acht Schritten zu zwei Pyruvat-Molekülen abgebaut – ein cleverer Prozess, der zunächst Energie investiert, um später mehr zu gewinnen.
Am Anfang werden zwei ATP verbraucht, um Glucose zu aktivieren und sie in der Zelle zu halten. Das entstehende Glucose-6-phosphat sorgt dafür, dass kontinuierlich neue Glucose in die Zelle nachströmt.
Ab Glycerinaldehyd-3-phosphat läuft der Reaktionsweg doppelt ab, weil aus einem Glucose-Molekül zwei C3-Körper entstehen. Das Endergebnis: 4 ATP werden produziert, 2 ATP verbraucht – Nettogewinn: 2 ATP und 2 NADH+H+.
💡 Eselsbrücke: Die Glykolyse ist wie eine Investition – erst gibst du 2 ATP aus, um später 4 ATP zu bekommen!
Die Pyruvatoxidation ist der Übergang zwischen Glykolyse und Citratzyklus. Pyruvat wird oxidiert, CO₂ abgespalten und der verbleibende C₂-Körper mit Coenzym A zu Acetyl-CoA verbunden – der aktivierten Essigsäure.
Der Citratzyklus ist ein perfekt organisierter Kreislauf: Acetyl-CoA verbindet sich mit Oxalessigsäure zu Zitronensäure. Diese wird schrittweise abgebaut, wobei CO₂ entsteht, das du später ausatmest.
Pro Durchlauf entstehen 3 NADH+H+, 1 FADH₂ und 1 ATP (über GTP). Das Geniale: Die Oxalessigsäure wird am Ende regeneriert und kann den Zyklus von neuem starten.
💡 Merkhilfe: Der Citratzyklus ist wie ein Recycling-System – die Ausgangssubstanz wird immer wieder verwendet!
Die Atmungskette ist der effizienteste Teil der Zellatmung und findet an der inneren Mitochondrienmembran statt. NADH+H+ und FADH₂ geben ihre Elektronen an Proteinkomplexe ab, die sie wie in einer Kette weiterreichen.
Bei jedem Elektronentransport werden H⁺-Ionen in den Intermembranraum gepumpt – gegen das Konzentrationsgefälle. Das kostet Energie, aber genau das ist der Trick: Es entsteht ein Protonengradient.
Die ATP-Synthase nutzt diesen Gradienten: H⁺-Ionen strömen zurück in die Matrix und treiben dabei die ATP-Produktion an. Am Ende werden die Elektronen von Sauerstoff aufgenommen – deshalb brauchst du zum Atmen O₂!
💡 Vergleich: Die Atmungskette funktioniert wie ein Wasserkraftwerk – der Protonengradient ist der Stausee, die ATP-Synthase die Turbine!
Die ATP-Synthase ist ein faszinierendes Membranprotein, das wie eine winzige Turbine funktioniert. Sie besteht aus zwei Hauptteilen: F₀ (in der Membran) und F₁ (auf der Membran mit den katalytischen Zentren).
Der Protonengradient treibt H⁺-Ionen durch den Kanal in der F₀-Untereinheit. Diese Bewegung versetzt die gesamte Struktur in Rotation – wie bei einem Wasserrad.
Die Rotation bewirkt Strukturänderungen in den katalytischen Zentren, wodurch ADP und Phosphat zu ATP reagieren. Dieser Prozess heißt Chemiosmose – die Umwandlung von Bewegungsenergie in chemische Energie.
💡 Faszinierend: Die ATP-Synthase dreht sich etwa 100 Mal pro Sekunde und produziert dabei kontinuierlich ATP – ein echter Hochleistungsmotor!
Beim Sport nutzt dein Körper drei verschiedene Energiesysteme, je nach Intensität und Dauer der Belastung. Jedes System hat seine Vor- und Nachteile.
Kreatinphosphat liefert sofortige Energie für explosive Bewegungen. Der Vorrat ist aber winzig (25 µmol pro g Muskel) und nach wenigen Sekunden aufgebraucht. Perfekt für Sprints oder Gewichtheben.
Die anaerobe Glykolyse springt bei intensiver Belastung ein: Glucose wird zu Lactat abgebaut, was den Muskelkater verursacht. Du bekommst schnell Energie, aber nur 2-3 ATP pro Glucose-Molekül.
Für Ausdauerleistung läuft die vollständige Zellatmung ab: 32 ATP pro Glucose, aber dafür brauchst du viel Sauerstoff. Deshalb atmest du bei langen Läufen so schwer!
💡 Sporttipp: Je länger die Belastung, desto wichtiger wird die aerobe Energiegewinnung – deshalb ist Ausdauertraining so effektiv!
Unser KI-Begleiter ist speziell auf die Bedürfnisse von Schülern zugeschnitten. Basierend auf den Millionen von Inhalten, die wir auf der Plattform haben, können wir den Schülern wirklich sinnvolle und relevante Antworten geben. Aber es geht nicht nur um Antworten, sondern der Begleiter führt die Schüler auch durch ihre täglichen Lernherausforderungen, mit personalisierten Lernplänen, Quizfragen oder Inhalten im Chat und einer 100% Personalisierung basierend auf den Fähigkeiten und Entwicklungen der Schüler.
Du kannst dir die App im Google Play Store und im Apple App Store herunterladen.
Ja, du hast kostenlosen Zugriff auf Inhalte in der App und auf unseren KI-Begleiter. Zum Freischalten bestimmter Features in der App kannst du Knowunity Pro erwerben.
App Store
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
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
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Samantha Klich
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Timo S
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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
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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
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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
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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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gymnasiumNRW
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Die Zellatmung ist der wichtigste Prozess, um aus deinem Essen Energie zu gewinnen – von der Nahrungsaufnahme bis zum Schwitzen läuft alles über diesen Mechanismus ab. Dabei wird Glucose in den Mitochondrien durch drei Hauptschritte in ATP umgewandelt, das deine... Mehr anzeigen
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Der Stoffwechsel beginnt beim Essen und endet beim Schwitzen – so einfach lässt sich dieser komplexe Prozess zusammenfassen. Alles läuft in den Mitochondrien ab, den Kraftwerken deiner Zellen.
Aus einem Glucose-Molekül entstehen durch drei Hauptschritte insgesamt 38 ATP-Moleküle. Die Glykolyse findet im Cytoplasma statt, während Pyruvatoxidation und Citratzyklus in der Matrix ablaufen. Die Atmungskette arbeitet an der inneren Membran.
Redoxreaktionen sind das Herzstück des Ganzen: Bei der Oxidation werden Elektronen abgegeben, bei der Reduktion aufgenommen. Die energetische Kopplung sorgt dafür, dass energieverbrauchende und energieliefernde Reaktionen perfekt zusammenarbeiten.
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Die Energiebilanz der Zellatmung ist beeindruckend: Aus einem einzigen Glucose-Molekül entstehen 38 ATP-Moleküle! Die Glykolyse liefert 2 ATP, die Pyruvatoxidation bringt weitere 2 ATP, und die Atmungskette produziert satte 34 ATP.
Das Mitochondrium ist perfekt für diese Aufgabe konstruiert. Die äußere Membran ist durchlässig, die innere Membran dagegen sehr selektiv. Der Intermembranraum zwischen beiden Membranen spielt eine entscheidende Rolle bei der ATP-Synthese.
In der Matrix laufen Pyruvatoxidation und Citratzyklus ab, während die Atmungskette an der inneren Membran arbeitet. Diese Struktur ermöglicht die effiziente Energiegewinnung.
💡 Wichtig: Die 38 ATP sind das theoretische Maximum – in der Realität sind es meist etwas weniger, aber immer noch eine gewaltige Energiemenge!
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Am Anfang werden zwei ATP verbraucht, um Glucose zu aktivieren und sie in der Zelle zu halten. Das entstehende Glucose-6-phosphat sorgt dafür, dass kontinuierlich neue Glucose in die Zelle nachströmt.
Ab Glycerinaldehyd-3-phosphat läuft der Reaktionsweg doppelt ab, weil aus einem Glucose-Molekül zwei C3-Körper entstehen. Das Endergebnis: 4 ATP werden produziert, 2 ATP verbraucht – Nettogewinn: 2 ATP und 2 NADH+H+.
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Die Pyruvatoxidation ist der Übergang zwischen Glykolyse und Citratzyklus. Pyruvat wird oxidiert, CO₂ abgespalten und der verbleibende C₂-Körper mit Coenzym A zu Acetyl-CoA verbunden – der aktivierten Essigsäure.
Der Citratzyklus ist ein perfekt organisierter Kreislauf: Acetyl-CoA verbindet sich mit Oxalessigsäure zu Zitronensäure. Diese wird schrittweise abgebaut, wobei CO₂ entsteht, das du später ausatmest.
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Bei jedem Elektronentransport werden H⁺-Ionen in den Intermembranraum gepumpt – gegen das Konzentrationsgefälle. Das kostet Energie, aber genau das ist der Trick: Es entsteht ein Protonengradient.
Die ATP-Synthase nutzt diesen Gradienten: H⁺-Ionen strömen zurück in die Matrix und treiben dabei die ATP-Produktion an. Am Ende werden die Elektronen von Sauerstoff aufgenommen – deshalb brauchst du zum Atmen O₂!
💡 Vergleich: Die Atmungskette funktioniert wie ein Wasserkraftwerk – der Protonengradient ist der Stausee, die ATP-Synthase die Turbine!
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Die ATP-Synthase ist ein faszinierendes Membranprotein, das wie eine winzige Turbine funktioniert. Sie besteht aus zwei Hauptteilen: F₀ (in der Membran) und F₁ (auf der Membran mit den katalytischen Zentren).
Der Protonengradient treibt H⁺-Ionen durch den Kanal in der F₀-Untereinheit. Diese Bewegung versetzt die gesamte Struktur in Rotation – wie bei einem Wasserrad.
Die Rotation bewirkt Strukturänderungen in den katalytischen Zentren, wodurch ADP und Phosphat zu ATP reagieren. Dieser Prozess heißt Chemiosmose – die Umwandlung von Bewegungsenergie in chemische Energie.
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Beim Sport nutzt dein Körper drei verschiedene Energiesysteme, je nach Intensität und Dauer der Belastung. Jedes System hat seine Vor- und Nachteile.
Kreatinphosphat liefert sofortige Energie für explosive Bewegungen. Der Vorrat ist aber winzig (25 µmol pro g Muskel) und nach wenigen Sekunden aufgebraucht. Perfekt für Sprints oder Gewichtheben.
Die anaerobe Glykolyse springt bei intensiver Belastung ein: Glucose wird zu Lactat abgebaut, was den Muskelkater verursacht. Du bekommst schnell Energie, aber nur 2-3 ATP pro Glucose-Molekül.
Für Ausdauerleistung läuft die vollständige Zellatmung ab: 32 ATP pro Glucose, aber dafür brauchst du viel Sauerstoff. Deshalb atmest du bei langen Läufen so schwer!
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Diese Zusammenfassung behandelt die zentralen Aspekte der Sportbiologie, einschließlich der Enzymatik, der Zellatmung, des Energiestoffwechsels, der Muskelkontraktion und der Blutzuckerregulation. Erfahren Sie mehr über die Atmungskette, den Citratzyklus, die Rolle von ATP und die Mechanismen der anaeroben Gärung. Ideal für das Biologie-Abitur.
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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
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
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Samantha Klich
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Anna
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Julia S
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