EF Biologie
Zellatmung und Gärung
Zellatmung und Gärung
Kartei Details
Karten | 24 |
---|---|
Sprache | Deutsch |
Kategorie | Biologie |
Stufe | Mittelschule |
Erstellt / Aktualisiert | 08.12.2015 / 11.02.2019 |
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innere und äussere Atmung
- äussere: Bis Gasaustausch in der Lunge
- innere:Zellatmung
Bilanz Zellatmung
C6H12O6 + 6O2 + 6 H2O --> 6CO2 + 12 H2O; ''delta''G = -2870 kJ/mol
Prinzip, Sinn, Zweck Zellatmung
- Energiegewinn
- Baustoff
- Körperfunktionen
- braucht Produkte von Fotosynthese
Zellatmung und Organsystem
Organsystem Grundlange für Zellatmung und umgekehrt:
- Atmungssystem: Bringt O2 der Gebraucht wird um Zellatmung zu machen, nimmt aber gebrauchtes CO2 wider mit.
- Nasengänge, Luftröhre, Lungenflügel, Lungenbläschen, Erytrozyten aufladen mit O2 und entladen von CO2
- Magen-Darm-Trakt: Liefern durch Nahrung C Atome, die ebenfalls eine Grundlage der Zellatmung darstellen
- Mund, Speiseröhre, Magen, Dünndarm, Resorption ins Blut, Reise im Blut, Zelle, Cytoplasma, Abbau zu Pyruvat, Mitrochondrien
Glykolyse
- im Cytosol
- Glucosemolekül wird mit 2 ATP angereichert
- Es kommt zur halbierung des Moleküls durch die Isomerase
- Zugabe von P und Wasser
- Beim C3 Molekül werden nun H Elektronen abgegeben (NAD+ zu NADH) und ein P an ADP abgegeben, Es entsteht 1 ATP
- Es wird nach Chemischen Veränderungen noch einmal ein P abgegeben zu ATP
- Pyruvat entsteht
- Bilanz: pro C3 Molekül ein 2 gewonnene ATP --> 4 ATP. Am Anfang jedoch noch 2 ATP investiert: also insgesamt +2ATP
- 1-4 Substratkettenphosphorylierung, 5,6 Glykolyse
Oxidative Decarboxylierung
- in der Mitrochondrienmatrix (durch Transportprotein dorthin gebracht)
- Vom Pyruvat wird ein C Atom abgespalten (CO2)
- Es werden Elektronen Abgegeben (NAD+ wird zu NADH + H+)
- CoA-SH kommt dazu, es entsteht Acetyl-CoA
- Bilanz: 2 Pyruvat + 2 NAD+ + 2 CoA-SH + 2H+ --> 2 Acetyl-CoA + 2H+ + 2 CO2
- investiert: Coenzyt A CoA-SH
Cytratzyklus
- in der Mitrochondrienmatrix
- (aus Acetyl-CoA (2 C von Pyurvat) entsteht Citrat)
- (wegnehmen Wassermolekül und zugeben Neues --> Isocitrat)
- Abgabe von CO2, reduktion von NAD+ zu NADH+H+ --> alpha-Ketoglutarat (1 C von Pyruvat)
- Abgabe von CO2 und reduktion von NAD+ zu NADH + H+ (kein C von Pyruvat mehr) (--> Succinyl-CoA)
- ADP wird zu ATP geladen (über GDP und GTP) (--> Succinat)
- FAD wird zu FADH2 übertragen (--> Fumarat)
- (ein H2O kommt dazu --> Malat)
- NAD+ zu NADH + H+ (--> zugabe von Acetyl-CoA, neuer Start Zyklus)
- Bilanz: 2 Acetyl-CoA + 6 NAD+ + 2 FAD + 6 H2O + 2 GDP + 2 P + 2H+ --> 4 CO2 + 6NADH+ +6 H+ + 2 FADH2 + 2 CoA-SH + 2H+ + 2 GTP
- + ATP
- Pro Pyruvat ein Zyklus
- Atmungskette
- innere Mitrochondrienmembran
- NADH + H+ überträgt Elektron in Komplex 1 (NADH + H+ zu NAD+)
- Elektron wird in nächsten Komplex 3 befördert. Anschliessend im Komplex 4 aufs O2 geladen. (nur 2H++ 1/2 O2 zu H2O würde Knallgasreaktion geben.)
- Transport durch Kanäle durch sog den O2 auf Elektronen hat.
- investiert: Elektronen von NADH, entstehen: H2O
oxidative Phosphorylierung
+Formel Atmungskette und oxidative Phosphorylierung
- von Intermembranraum über innere Mitrochondrienmembran in Mitrochondrienmatrix
- Proteinkomplexe werden durch die Elektronen angetrieben und pumpen H Protonen in den Intermembranraum.
- Konzentration innen steigt, aussen sinkt
- Ausgleich durch Diffusion
- Durch ATP-Synthase die ADP mit einem P zusammentut. Somit entsteht ATP
- 10 NADH + 10H+ + 2FADH2 + O2 + 34 ADP + 34 P --> 10 NAD+ + 2FAD + 34 ATP + 12 H2O
Unterschied Chemiosmose FS und Zellatmung
- Vorkommen:
- FS:Bakterien, ohne Chlorophyll
- Z:viele Einzellige Lebewesen
- Reaktionsort
- FS: Cytoplasma/ Thylakoidinnenmembran ?!
- Z: innere Mitrochondrienmembran
- H-Quelle
- FS: H2S, NH3
- Z: NADH + H+ , FADH2
- Energiequelle
- FS: aus anorganischen Verbindungen
- Z: aus organischen Verbindungen
Stoffverwendung Kohlenhydrate
- Glucose zu Pyruvat
- Pyruvat Acetyl-CoA
- Citratzyklus
- Atmungskette
- oxidative Phosphorylierung
Stoffverwendung Proteine
- Zerlegung Aminosären
- Kohlenstoffgerüst in Cytratzyklus
- zu NH3 Carbamolyphosphat --> Harnzyklus --> Cytratzyklus
- Atmungskette
- oxidative Phosphoryilierung
Stoffverwendung Fette
- Spalten Glycerin und Fettsäuren
- Glycerin --> Pyruvat --> Acetyl-CoA..
- oder Fettsäuren :
- Aktivierung Molekül unter ATP verbrauch
- Bindung Coenzym A, Dehydrierung: Wasserstoff von FAD übernommen --> dadurch Doppelbindung
- Wasseranlagerung an Doppelbindung --> Dehydrierung, entstehen von NADH + H+
- spalten Acetyl-CoA, anschliessend Fettsäure 2 Moleküle kürzer
- neuer Zyklusbeginn
Harnstoffzyklus
- Eiweissstoffe in Nahrung im Magen zu Aminosäuren (durch Enzyme)
- Körperzellen synthetisieren körpereigenes Eiweiss oder
- spalten weiter auf
- weitere Abspaltung gibt in Mitochondrien und Leber Ammoniak, ein Zellgift (NH3)
- Bilden von Wasserlöslichem Harnstoff und Ausscheidung im Urin
Energiebereitstellung
Keratinphosphat
- In Ruhe Muskeln liefern mehr ATP als sie brauchen
- überflüssiges --> Keratinphosphat
- Keratin-Kinase überträgt P von ATP auf Keratin (in Leber, Pankreas und Niere gebildet) es entsteht Keratinphosphat und ADP
- Bei Bedarf--> Keratinphosphat gibt P auf ADP zu ATP
- etwa für 9-10 Sekunden
- täglicher Keratinverlust durch Harn --> pro Tag 2g Keratin herstellen
Energiebereitstellung
Glykolyse
- brauchen keinen Sauerstoff
- wenn Keratinphosphat verbraucht
- abbau Glucose zu ATP
- Glucose aus Blut oder Glykogenabbau (gespeichert in Muskel oder Leber)
- 30-40 Sekunden
Energiebereitstellung
Zellatmung
- Mitochondrien unter Stoffwechselverbrauch ATP Produktion
- langsamer als Glykolyse, liefert aber mehr ATP: aus einem Glucosemolekül 34 ATP
- ein Fettmolekül 100 ATP
- wenn Pyruvat nicht an O2 binden kann entsteht Milchsäure, die ins Blut geht. Dadurch muss man ''nacheschnuufe''
Gärung
- mikrobieller Abbau organischer Stoffe
- zweck: Energiegewinnung
- keine Einbeziehung externer Elektronenakzeptoren Wie O2 oder Nitrat
- Nahrung oxidiert
- Elektronen übertragen
- braucht genügend NAD, NADH muss Elektronen abgeben können
- entweder auf Sauerstof (aeorobe Atmung)
- oder Pyruvat (Gärung)
2 Sorten von Gärung
- Alkoholische
- bis 2 Pyruvat gleich wie Glucose ( Glucose in Glykolyse durch abgabe von 2 H, machen von 2 ATP
- Pyruvat gibt 2 CO2 ab --> 2 Acetaldehyd
- Elektronen von vorher wird wieder draufgeklatscht--> 2 Ethanol
- Milchsäure
- Glucose, abgeben von 2H und machen von 2 ATP zu Pyruvat
- Elektronen zurück auf Pyruvat --> 2 Lactat
Unterschiede Alkohol-Milchsäuregärung
- Übertragung der E auf
- Acetaldehyd
- Pyruvat
Gemeinsamkeiten Alkohol- Milchsäuregärung
- NAD als Elektronentaxi
- 2 ATP
- Beide Zwischenstufe Pyruvat
- Glykolyse
Gemeinsamkeiten Zellatmung
- Pyruvat
- ATP
- Glykolyse
- Elektronen rausnehmen, auf anderen Stoff klatschen
- NAD zu NADH als Elektronentaxi
Unterschiede Zellatmung-Gärung
- Braucht O2
- entstehen von Acetyl-CoA, nicht Ethanol oder Lactat
Zutaten Bier
- Wasser
- Hopfen
- Malz
- Bierhefe
- Kohlensäure
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