Zellatmung Flashcards
(18 cards)
Erläutern Sie ganz allgemein die Bedeutung von NAD+ und von ATP für den Stoffwechsel
• ATP speichert Energie und ist der wichtigste Energieträger.
• ATP → ADP + P setzt Energie frei (exergon).
• ADP + P → ATP benötigt Energie (endergon).
• Redoxreaktionen übertragen Elektronen und koppeln Oxidation (Abgabe) mit Reduktion (Aufnahme).
• NADH + H⁺ → NAD⁺ gibt Energie ab.
• NAD⁺ → NADH + H⁺ nimmt Energie auf.
Bedeutung des Coenzyms NADH+H+ für den Stoffwechsel von Zellen
• NADH + H⁺ ist ein Coenzym bei Redoxreaktionen.
• Es nimmt Elektronen auf und transportiert sie in die Atmungskette zur ATP-Synthese.
• Überträgt Wasserstoffionen zwischen Stoffwechselwegen.
• Ermöglicht den effizienten Abbau von Glucose zur Energiegewinnung.
Bedeutung von NAD+ und ATP für den Citrat -Zyklus
• NAD⁺ ist ein Elektronenakzeptor und wird im Citratzyklus zu NADH umgewandelt.
• NADH liefert Elektronen für die ATP-Produktion in der Atmungskette.
• ATP entsteht im Citratzyklus direkt, aber nur in geringen Mengen.
Fotosynthese und Zellatmung Gemeinsamkeiten
• Beide nutzen Sauerstoff, Kohlendioxid, Wasser & Glucose.
• Basieren auf Redoxreaktionen.
• Enzyme sind notwendig.
Zellatmung und Fotosynthese Unterschiede
Zellatmung Fotosynthese
Ort: mitochondrium / chloroplast
Energiequelle: chemische Energie aus Glucose / licht Energie der Sonne
Ausgangsstoffe: Glucose & Sauerstoff / kohlenstoffolioxid & Wasser
Produkte: kohlenstoffolioxid & Wasser / Glucose & Sauerstoff
Ziel: Aufbau energetischer Stoffe / Freisetzung & Nutzung von Energie
Bedeutung der Glucose für die Zelle
• Glucose wird über das Blut zu den Zellen transportiert und für die ATP-Produktion genutzt.
• Besonders Gehirn, rote Blutkörperchen & Muskelzellen sind darauf angewiesen.
• Der Blutzucker wird durch Hormone reguliert – Schwankungen können gesundheitliche Probleme verursachen.
• Überschüssige Glucose wird als Glykogen in Leber & Muskeln gespeichert.
• Bei Bedarf wird Glykogen zu Glucose umgewandelt, um Energie bereitzustellen.
Beim Abbau von einem Molekül Glucose zu zwei Molekülen Pyruvat werden insgesamt vier Moleküle ATP gebildet. Die Nettoausbeute beträgt jedoch nur zwei Moleküle ATP. Erklären Sie, warum sich Brutto- und Nettoausbeute unterscheiden.
In der ersten Glykolysephase (Vorbereitungsphase) werden je Glucosemolekül zwei ATP-Moleküle investiert, die in der Bilanz von den vier gebildeten ATP-Molekülen abgezogen werden müssen.
wesentlichen Schritte der Zellatmung
- Glykolyse (im Cytoplasma)
• Glucose (C₆) → 2x Pyruvat (C₃)
• Erste ATP-Gewinnung
• Bildung von NADH + H⁺- Oxidative Decarboxylierung (Mitochondrienmatrix)
• Pyruvat → Acetyl-CoA
• CO₂-Abspaltung
• NADH + H⁺ entsteht - Citratzyklus (Mitochondrienmatrix)
• Acetyl-CoA reagiert mit Oxalacetat → Citrat
• Bildung von CO₂, NADH + H⁺ & FADH₂
• ATP-Produktion - Atmungskette (Innere Mitochondrienmembran)
• NADH + H⁺ & FADH₂ werden oxidiert → Elektronenfluss
• Aufbau eines Protonengradienten
• ATP-Synthese durch ATP-Synthase
• Sauerstoff reagiert mit H⁺ & Elektronen → Wasser entsteht
- Oxidative Decarboxylierung (Mitochondrienmatrix)
Ziel:
• Glucose → ATP für die Energieübertragung in der Zelle
Biologische Bedeutung des zyklischen Verlaufs des Citratzyklus
• Der zyklische Ablauf des Citratzyklus ermöglicht die kontinuierliche Regeneration von Oxalacetat.
• Dadurch muss Oxalacetat nicht ständig neu synthetisiert werden, was Energie sparen würde.
• Diese Regeneration sichert den fortlaufenden Ablauf des Citratzyklus und damit die ATP-Produktion.
Geben Sie für jeden der Teilschritte der Zellatmung, den Ort, den Ausgangsstoff, die Produkte sowie die Bilanz an ATP und Reduktionsäquivalenten an.
Bild
Energieentwertug
in thermische Energie über und steht anschließend nicht mehr für weitere Umwandlungen zu Verfügung
energieumwandlung
Licht Energie → chemische Energie → kinetische Energie
Bedeutung der Glucose für den energiestoffwechsel der Zelle erläutern.
Glucose ist der Hauptenergielieferant für Zellen. Sie wird in ATP umgewandelt, das die nötige Energie für Zellfunktionen bereitstellt. Überschüssige Glukose wird als Glykogen gespeichert und bei Bedarf wieder in Energie umgewandelt
Zellatmung Formel
Glucose + Sauerstoff → Kohlenstoffolioxid + Wasser
Atmungskette
Grund fur Elektrontransportkette: Reaktion aus Sauerstoff und Wasserstoff wurde zu Explotionskartig erfolgen, deswegen muss die Energie Stufenweise freigesetzt werden
Citratzyklus
1 Phase: Abbau → NADH + GDP
2 Phase: → Acetyl-CoA und Oxalacetat verbinden Sie sich zu Citrat
Oxidative Decarboxylierung
- Kohlenstoffdioxid wird abgespalten
- Pyruvat wird oxidiert
- NAD wird reduziert
- In Acetyl - CoA wird die Energie gespeichert
Glykolyse
• Stoffwechselprozess
• ATP wird verbraucht, damit Glucose nicht der Zelle verlassen kann
• Ertragsphase: ATP wird gebildet und NADH
