Zellatmung (Glykolyse, Oxidative Decarboxylierung, Citratzyklus)

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Zellatmung (Glykolyse, Oxidative Decarboxylierung, Citratzyklus)

 1. ZELLATMUNG
1.1 DEFINITION UND BESCHREIBUNG DER ZELLATMUNG
findet in Mitochondrien statt
• Energie wird freigesetzt
Energie wird in Form

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Themen: Zellatmung; Glykolyse, Oxidative Decarboxylierung, Citratzyklus

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1. ZELLATMUNG 1.1 DEFINITION UND BESCHREIBUNG DER ZELLATMUNG findet in Mitochondrien statt • Energie wird freigesetzt Energie wird in Form von ATP gewonnen Adenosintriphosphat: enthält 3 Phosphatrest + 1 Zucker + 1 Adenin → ATP setzt Energie frei, indem ein Phosphat abgespalten wird, da Bindung zwischen 2. Und 3. Phosphat sehr energiereich ist → es entsteht Adenosindiphosphat (ADP): ADP + P + Energie 1.2 REAKTIONSGLEICHUNG DER ZELLATMUNG Glucose C6 H12 06 + + 1.3 1. Schritt: Glykolyse UBERBLICK DES ABLAUFS Sauerstoff в Ог - (6-Körper Glucose wird in 2 (3-Körper zerlegt - ATP wird gewonnen und H auf NAD+ übertragen NADH+H* und in Mitochondrien transportiert 2. Schritt: Oxidative Decarboxylierung - Abspaltung je eines Kohlenstoffdioxidmoleküls - (2-Körper entsteht (Acetyl-CoA) + NADH+H+ Teilschritt Glykolyse ox. Decarbo- xylierung Citratzyklus 3. Schritt: Citratzyklus - (2-Körper werden vollständig zu Kohlenstoffdioxid abgebaut - Trennung von C-Atomen und H-Atomen - H-Atome werden auf NAH / FAD übertragen - bei 1. und 2. wird wenig ATP gebildet - es entstehen Coenzyme NADH+H* und FADH2 Ausgangsstoff(e) Produkt(e) Glucose 2 Pyruvat 2 Acetyl-CoA 2 Oxalacetat 2 Pyruvat 2 Acetyl-CoA 2 CO₂ 4 CO₂ 2 Oxalacetat (Netto-)Bilanz ATP 2 ATP Wasser 6 H₂O 2 ATP + valente + Glucose ↓ Glykolyse ↓ Pryuvat (2-Körper Oxidative Decarboxylierung Anzahl gebildete Reduktionsäqui- HO-P Citratzyklus ↓ Kohlenstoffdioxid ↓ Atmungskette 2 NADH+H* 2 NADH+H+ 6 NADH+H* 2 FADH₂ OH Kohlenstoffdioxid 6 (0₂ Hofofofa OH HO- OH of OH OH OH Cytoplasma OH NH₂ Mitochondrienmatrix Mitochondrienmatrix N OH OH innere Mitochondrienmembran NH₂ N 2. GLYKOLYSE 2.1 ZUSAMMENFASSUNG DER GLYKOLYSE - kataboler (abbauender), Energie liefernder Stoffwechselweg - umfasst schrittweisen, enzymatischen Abbau des Einfachzuckers Glucose - Energie wird in Form von ATP und NADH+H* freigesetzt - kann unter anaeroben oder aeroben Bedingungen (mit oder ohne Luftsauerstoff) ablaufen - Ort: - Ausgangsstoff: Endprodukt: - Bilanz: Gleichung: C6H12 06 2 Pryuvat 2.2 H ABLAUF DER GLYKOLYSE H₂C-OH OH HO C H + 2 NAD+ + 2 ADP + 2...

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NADH+H* + 2 ATP H OH Glucose Phospho- glycerat-Kinase ADP → ATP Cytoplasma Glucose (C: H₁2 04) 2 Mol Pryuvat 2 ATP, 2 NADH+H* OH H-C-OH H-C-OMP H 1,3-Bisphospho- glyceraf H-C-OH H-C-OM H 3-Phospho- glycerat OH Hexokinas ATP → ADP + Zufuhr: H20, Pr Glycerinaldehyd- 3-Phosphat Dehydrogenase NAD+ → NADH+H+ Phosphoglycerat-. Mutase 2 P H HO H₂C-OP OH ↓ H H H OH Glucose-6-phosphat H H-Ċ-OH H-C-OMP H Glycerinaldehyd -3-Phosphat H C OH H-C-OMP H-C-OH H 2-Phospho- glycerat Enolase Abspaltung von H20 Unterteilung: Energie investitionsphase: Glucose bis Fructose-1,6-bisphosphat (Erinnerung: ATP energiereich, ADP energiearm) → 2 ATP werden verbraucht Energiegewinnungsphase: ab Teilung in 2 C3-Körper (Glycerinaldehyd-3- Phosphat) → 4 ATP werden gewonnen - 4 ATP werden gewonnen, 2 ATP werden abgespalten - 2 Mol Wasser kommen hinzu und werden wieder abgespalten Glucose-6- Phosphat isomerase || CH₂ wO H CH₂ CH₂ Oww P Phosphoenol- pryuvat H H OH Fructose-6-Phosphat OH HO HO H H₂C CHO H Fructose-1,6- bisphosphat OH Om P Phospho- fructokinase ATP → ADP Pryuvatkinase ADP ATP C=O H-C-H H Pryuvat 2.3 KURZFASSUNG DES ABLAUFS Während der Glykolyse entstehen aus 1 Mol Glucose - 2 Mol Pryuvat - 2 Mol NADH+ - 2 Mol ATP Da ab der Energie investitionsphase die Glykolyse zweimal abläuft ((3-Körper) Energie investitionsphase Übertragung einer Phosphatgruppe von ATP auf Glucose → Phosphylierung →Glucose-6-phosphat zu Fructose-6-phosphat umgelagert und mit 2 Phosphatgruppen phospholiert → Fructose-1,6- bisphosphat2 C3-Körper - hier werden 2 ATP verbraucht (ATP energiereich, ADP energiearm) 3. OXIDATIVE DECARBOXYLIERUNG - Ort: - Ausgangsstoff: - Endprodukt: - Bilanz: Gleichung: 2 Pryuvat In der Gesamtbilanz bleiben 2 ATP übrig, da in der Energie investitionsphase 2 ATP verbraucht werden, in der Energiegewinnungsphase später dann 4 ATP gewonnen werden Glucose + 2 ADP+ 2 Pi + 2 NAD+ →>> 2 Pryuvat + 2 ATP + 2 NADH+H* 3.1 ZUSAMMENFASSUNG DER OXIDATIVEN DECARBOXYLIERUNG - das in der Glykolyse entstandene Pryuvat wird über Transportprotein in die Mitrochondrienmatrix aufgenommen - exergonische (energiefreisetzende) Reaktion - Kohlenstoffdioxid wird abgespalten (= Decarboxylierung) - NAD+ wird zu NADH+H+ reduziert und C2-Rest wird oxidiert - CoA-SH (Coenzym A) bindet den C2-Körper, es entsteht Acetyl-CoA Energiegewinnungsphase Phosphatgruppe bindet am (durch Energie von NADH+H*) diese Phosphatgruppe, wird auf ADP übertragen, ATP wird gebildet → weitere Reaktion zu Pryuvat ATP entsteht erneut Mitochondrienmatrix 2 Pryuvat 2 Acetyl-CoA, 2 (02 2 NADH+H* Energie wird gewonnen (ADP → ATP) - hier werden 4 mol ATP gewonnen, da die Phase an beiden (3-Körpern abläuft 2 Acetyl-CoA + 2 C02 + 2 NADH+H* NAD* NADH+H* (0₂ Pryuvat (3-Körper CoA-SH Acetyl-CoA (2-Körper 4. CITRATZYKLUS 4.1 ZUSAMMENFASSUNG DES CITRATZYKLUS - Ort: Mitochondrienmatrix - Ausgangsstoff: - Endprodukt: - Bilanz: 2 Acetoyl-CoA bzw. Oxalacetat 4 C0₂, 2 COA 2 ATP, 2 FADH2, 6 NADH+H* Gleichung Acetyl-CoA + 3 NAD+. + FAD + ADP+P + 3 H₂O →2 CO₂ + 3 NADH+H* + FADH2 + ATP + CoA-SH 4.2 ABLAUF DES CITRATZYKLUS Pryuvat Acetyl-CoA Oxalacetat (0₂ Citrat Succinyl-CoA COA COA Teil 1: Acetyl-CoA bindet sich an Oxalacetat, CoA-SH spaltet sich ab und es entsteht Citrat (C6-Körper), Reaktion zu Isocitrat Teil 2: NAD* wird zu NADH+H* reduziert und CO2 wird abgespalten (Kohlenstoffgerüst der Glucose vollständig abgebaut); dadurch entsteht der (4-Körper Succinyl-CoA Teil 3: über mehrere Reaktionen reagiert Succinyl-CoA zu Oxalacetat, dabei werden ATP sowie FADH2 und NADH+H* gebildet Kreislauf läuft doppelt ab, da beim Abbau von Glucose zwei Mol Pryuvat entstanden •O (0₂ (0₂ → Oxidative Decarboxylierung und Citratzyklus Änderung der freien Energie AG (kJ/mol) -420- -840- - 1260 - 1680- -2100- -2510- - 2930 Oxidative Decarboxy- lierung Pyruvat Acetyl-CoA) (NADH + H+ (3. Citrat Citratzyklus (NADH + H+ (4.) (NADH + H+ (ATP) (FADH₂ 6. (8.) NADH + H+ (9. Oxalacetat Zeit

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So ein schöner Lernzettel 😍😍 super nützlich und hilfreich!

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