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Marie Ontl
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BIOLOGIE Marie Ontl Stoff für die 1.Klausur (11/1) 1)Strukturelle und energetische Grundlagen des Lebens 3.Energiefreisetzung durch Stoffabbau (=Zellatmung) 3. Energiefreisetzung durch Stoffabbau Grundprinzipien der Energiefreisetzung durch Stoffabbau 6 Übersicht über die Abbauprozesse a) Anaerobe Gärung b) Aerobe Zellatmung 3.1 Äußere Atmung und Zellatmung Zellatmung: Matrix- granulum ■ Oxidation von Glucose/Fetten/Proteinen (=energiereiche organische Stoffe) in den Zellen ➜ C6H12O6 + 6 O2 + 6 H₂O --- 6 CO2 + 12 H₂O Äußere Atmung: Aufnahme von O2 durch Atemorgane (Gasaustausch zwischen Luft und Blut) Transport zum Ort des Verbrauches über Diffusion und/oder Transportsysteme (z.B Blutkreislauf) 3.2 Ort der Zellatmung: Mitochondrium ■ Stufenweise Dissimilation von Glucose zu CO2 und H₂O Durch die freigesetzte Energie wird ATP gewonnen Ribosome Matrix DIA äußere Membran innere Membran Einstülpun (Cristae rubui) -Prinzip der Oberflächenvergrößerung Überblick über die Vorgänge der Zellatmung: Glucose Energiearme Produkte → Man braucht Kompartimentierung 3.3 Die Glykolyse Stoffwechselschritt oxidativer Abbau Aktivierung und Spaltung der Glucose in C3-Körper Oxidation der C3 -Körper zu Brenztraubensäure Bilanz 2 1. Glykolyse - im Cytoplasma 2. Oxidative Decarboxylierung - in der Matrix der MD 3. Citratzyklus - in der Matrix der Mitochondrien 4. Atmungskette - Membran der Mitochondrien ■ ■ Energieäquivalente (mol) + Bildung + 2 NADH/H+ + 2 NADH/H+ (pro mol Glucose) Energieäquivalente (mol) - Verbrauch -2 ATP Bruttogleichung: C6H12O6 + 2 NAD + 2 ADP + P -- 2 C3H4O3 + 2 NADH/H+ + 2 ATP Wirkungsgrad der Glykolyse: + 4 ATP + 2 ATP (pro mol Glucose) ■ Pro mol Glucose: 2 ATP Spaltung von 1 mol ATP setzt 29 kJ frei → Den Zellen stehen 58kJ zur Verfügung Dieser Wert wird vergleichbar mit der Energie, die...
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bei vollständiger Verbrennung von 1 mol Glucose freigesetzt wird: → Wirkungsgrad der Glykolyse pro mol = 2*30kJ / 2875kJ = 2% → Zu wenig !!! Energiefreisetzung durch Stoffabbau: Glykolyse 1. Abschnitt: Spaltung des 66-котре in twen Cz-körper 2. Abschnitt: Oxidation der C3-kord und Gewinn von ATP Glykolyse: Glucose wird im Cytoplasma zu Pyruvat abgebaut Glykolyse im Cytoplasma D Glycerinaldehyd-3-phosphat Pyruvat NADH H 13-Bisphosphoglycerat Coo 2 ADP ATP ATP ADP Arbeitsaufträge 1. Lies den Text auf Seite 50 und nenne die Bruttogleichung der Glykolyse. 2. Ordne die Textbausteine in der richtigen Reihenfolge an. 3 Leite anhand der Abbildung ab, wie hoch der Nettogewinn an ATP und NADH/ H ist. pro Cz-Körper zweimal 4. Das Enzym Phosphofructokinase wird durch höhere ATP- Konzentrationen allosterisch, d.h. nicht-kompetitiv gehemmt. Begründe den Vorteil dieser Hemmung. andere Bindi → kann binder, aber nicht lange jetzt ut den 0000 Glucose-6-phosphat ATP Glucose Fructose-6-phosphat ADP Fructose-1,6-bisphosphat E B ← G OH OH OH OH H- HO HOH H Strukturformel Glucose Glycerinaldehyd-3-phosphat NAOH +HT 13-Bisphosphoglycerat Pyruvat 2 ADP 2 ATP H.O. " Phase der Energieinvestition: Energieinvestition: 2 ATP - Aldehy- gruppe Phase der Energiegewinnung: & ATP CH-C- 2 NADH -Carbonsäure- gruppe 11_1 Strukturformel Pyruvat 3) A Glucose-6-Phosphat wird zu Fructose-6-Phosphat isomerisiert. B Dieses wird anschließend zu 1,3-Bisphosphoglycerat oxidiert, wobei der abgespaltene Wasserstoff an das Cosubstrat NAD gebunden wird. Um die Glucose ausreichend reaktionsfreudig zu machen (= chemisch zu aktivieren), wird sie phosphoryliert. D Dieses reagiert unter erneutem ATP-Verbrauch zu Fructose-1,6-biphosphat. Diese Reaktion wird durch das Enzym Phosphofructokinase katalysiert. E Fructose-1,6-biphosphat wird zu zwei C3-Körpern gespalten: Glycerinaldehyd-3-phosphat. F'Ein Phosphatrest wird auf die Glucose übertragen, wobei ATP verbraucht wird. Es entsteht das energiereichere Glucose-6-Phosphat. Diese Reaktion wird durch das Enzym Hexokinase katalysiert. G Nach anschließender Wasserabspaltung und unter nochmaligem ATP-Gewinn entsteht Pyruvat (Brenztraubensäure). 3.4 Die oxidative Decarboxylierung Ort: MAtrx der Mitochondrien Abspaltung von CO2 vom Pyruvat → C₂ Körper Bildung von 1 NADH/H+ pro Molekül Pyruvat Bindung des Coenzyms A an den C2 Körper → Aktivierte Essigsäure/Acetyl-CoA entsteht ■ 3.5 Der Zitronensäurezyklus = Citratzyklus, Tricarbonsäurezyklus, Krebszyklus Abbau der aktivierten Essigsäure (Acetyl-CoA) zu Kohlenstoffdioxid Zelle gewinnt dabei ATP und Wasserstoffe übertragende Reduktionsäquivalente (NADH/H+, FADH₂) 1 mol Glucose (=2 Moleküle Brenztraubensäure) 3 ● ● 6 Moleküle CO2 2 Moleküle ATP 8 NADH/H+ 2 FADH/H+ Der Zitronensäurezyklus/Citratzyklus/Krebs-Zyklus Matrix -0OC-C-CH₂-COO™ OC-CH-CH -CH₂-COO™ OH -0xx-=-²-200 H₂O OOC-CH₂-CH₂-COO™ Pyruvatoxidation Citratryklus MAD PAD PADH MADHAH 1) Brenztrauben dure (Pyruvat) 2) Essigsäure (Acetyl-CoA) 3) Zitronen säve 4) a-tetoglutarsäure Bernsteinsäure -COA FADH₂ FAD ATP Brent raubersäure Citratzyklus CoA-SH (Coenzym A) CoA-SH CO S-COA CoA-SH WAD MADH+ # PAD РАВНИН APP IP aktivite HC-C-S-COA Essigra UR Zitronensäure Strukturformel -S-CoA 11_1 Isocitrat Co COA-SH COO™ OOC-CH₂-C-CH-COO OH COO OOC-CH₂-C-CH₂-COO H OH OOC-CH₂-C --Coo "OOC – CH, CH-C-S-Coi Quelle: Markl Biologie Oberstufe, O Emst Klett Verlag GmbH, Stuttgart 2011 6) Bernsteinfave 7) Fumapävie 8) Apfelsaure a) alessigsäure
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