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Zellatmung
12.4.2021
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Die Zellatmung ist ein Stoffwechselprozess, mit dem Ziel, möglichst viel Energie in Form von ATP zu gewinnen. Hitochondrium Glucose + Sauerstoff mm Energie (ATP) wasser+ Kohlenstoffdioxid Unsere Nahrung enthält Kohlenhydrate. Pyruvat Ablauf Zellatmung Clykolyse • im Cytoplasma • C6-Körper Glucose Doch wie kommt man an den Ausgangsstoff ,,Clucose“? 32-38 ATP-Moleküle C3-Körper Transport in Mitochondrien Die Zellatmung Glucose-Moleküle sind nun bereit gespalten bzw. oxidiert zu werden. Pyruvat +2 ATP +2 NADH+ Oxidation eines Glucosemoleküls: Glucose + Sauerstoff (02) Kohlenstoffdioxid (CO2) + Wasser (H20) oxidative ATP Phospholisierung Freisetzung Energie Spaltung durch Amylase speichern in Form von ATP Citratzyklus • im Matrixraum des Mitochondriums C6-Körper 1 FADH2 Entstehung Einfachzucker, Glucose Coenzym ADP (P. C4-Körper J. 1 3 NADH. Übertragung Phosphorgruppe +1 ATP Energie wird frei Atmungskette • in der Mitochondrienmembran Elektronen Lernzettel von Alina, Helen, Ronja NADH H₂O FADH2 02 Protonen Übertragung 1. Glykolyse Teilprozess, in dem Glucose (C6-Körper) in Pyruvat (C3-Körper) umgewandelt wird. Ablauf: ATP 1. Aktivierung Glucosemolekül durch Spaltung ATP in ADP durch Übertragung frei werdender Phosphatgruppen ATP mit 2. Phosphatgruppe (aus Cytoplasma) beladen zwei reaktionsfähige C3-Körper C COD 4. Entstehung ATP und Pyruvat ATP CO ATP ADP zam ADP ATP So ATP Ort: Cytoplasma der Zelle nicht-reaktionsfähiger wird in reaktionsfähigen C3-Körper umgelagert Cop Freisetzung Energie → Speicherung in Form von ATP. Phosphatgruppen Gewinn pro C3-Körper: 2x ATP, 1x NADH+ Pyruvate gleichzeitig werden sie oxidiert Übertragung Elektronen übertragen 3. Abspaltung Phosphatgruppen Glucose nur einer ist reaktions- fähig COD NAD+ NAD+ 90 Elektronenaktzeptoren Energieinvestition: • 2 ATP-Moleküle Energiegewinnung: •4 ATP-Moleküle • 2 NADH+ Moleküle aktiviertes/phosphyliertes Glucosemolekül Entstehung Übertragung ADP ADP ℗ 2. Spaltung in C3-Körper NADH+ -Zwischenschritt - Hauptpfad ADP NADH+ Elektronencarrier ADP Citratzyklus H20 Teilprozess, in dem Pyruvat (bzw. Acetyl- COA) in NADH+, FADH2, GTP umgewandelt wird. (C) CO Pyruvat C4-Molekül (Malat) Ablauf: Der Citratzyklus findet pro Glucosemolekül zweimal statt (da jeweils zwei Pyruvate entstehen). 1. Transport in Mitochondrium 00 OC unter aeroben Bedingungen CO C4-Molekül (Oxalacetat) Oxidation NAD Umlagerung Bindungen durch H20 C4-Molekül (Fumarat) Oxidation C4-Molekül (Succinat) CO @O FADH₂ NADH Mitochondrium OO 2. Einschleusung Acetyl-CoA in Citratzyklus ↓ CO FAD Ort: Matrixraum des Mitochondriums für Reaktion bereit bestehend aus 8 Einzelreaktionen, die von Enzymen katalysiert werden H20 Co C2-Körper (Acetyl-CoA) Pyruvat in Matrix oxidativ decarboxylierti Co GDP (CTP) →→ OO OO C4-Körper (Oxalacetat) • frei werdende Energie wird in NADH+, FADH2 gespeichert • Gewinn pro C2-Körper: - 3 NADH+ Moleküle -...
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Alternativer Bildtext:
1 FADH2 Molekül -1 ATP Molekül AIP Abspaltung COA NAD Abspaltung CO2-Molekül Entstehung Succinyl-CoA Energieinvestition: • NAD+, FAD • GDP Energiegewinnung: • 6 NADH+ Moleküle • 2 FADH2 Moleküle • 2 GTP-Moleküle +2 NADH+ Moleküle aus oxidativer Decarboxylierung der Pyruvate NADH NADH C6-Körper (Citrat) CO oor Acetyl-CoA (aktiv. Essigsäure) COA CO₂) NAD Abspaltung einer Form von Kohlenstoffdioxid, verbliebene Molekül wird oxidiert (Abgabe Elektronen). C6-Körper (Isocitrat) NADH NAD CS-Molekül (a-ketoglutarat) Umlagerung durch Aconitase - Zwischenschritt -Hauptpfad + COA + NAD+ 00 oxidative Decarboxylierung oxidative Decarboxylierung Abspaltung C02 Abspaltung C02 Atmungskette Teilprozess, in dem Energie aus NADH+ und FADH2 in ATP überführt wird und so sehr viel Energie gewonnen wird. Ablauf: Matrix Die Atmungskette findet nur statt, wenn Sauerstoff vorhanden ist. 1. Transport in innere Mitochondrienmembran FADH2 3. Abgabe Elektronen FADH2 FADH₂ auf FAD+ NADH+ Proteinkomplex Nr. 2 gleichzeitig Reduzierung zu H₂O FADH₂ Übertragung H-, Bektronen Protonenpumpen pumpen H+ Ione aus Matrix in den Intermembranraum NADH+, FADH2 Abgabe Elektronen - Transport auf Elektronentransportketten zu 02 Freisetzung Energie 0₂ Ort: innere Mitochondrienmembran Mitochon- drienmembran Innere Mitochondrienmembran Protonenpumpen pumpen H+ Ione aus Matrix in den Intermembranraum 3. Transport Elektronen durch mobilen E-Transporter 6. ATP-Sythase auf Energiekomplex Nr. 4 Intermembranraum Innere Mitochondrienmembran NADH Elektronencarrier Intermembranraum Matrix NADH (H+) auf 4. Transport Elektronen durch mobilen E-Transporter Energieinvestition: • 10 NADH+ Moleküle • 2 FADH2 Moleküle Energiegewinnung: • 28 ATP-Moleküle • 10 NAD+ Moleküle • 2 FAD-Moleküle Freisetzung Energie -Zwischenschritt -Hauptpfad ATPase NAD Energiekomplex Nr. 3 2. Abgabe Elektronen NADH+ auf Proteinkomplex Nr.1 Freisetzung Energie Protonenpumpen pumpen H+ Ione aus Matrix in den Intermembranraum Nutzung Energie Membranpotenzial Rückfluss H+ in Matrix Synthese + in ATP