NWS-Kohlenhydrate

Naturwissenschaften

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A. H.

Étudier

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Diese Lernkarten decken die Grundlagen der Kohlenhydratverstoffwechselung und Energiebereitstellung im Körper ab, geeignet für den Mittelschulbereich. Sie beleuchten die Rollen von Glucose, ATP und verschiedenen Phasen der Energiegewinnung, einschließlich aerob und anaerob. Die Karteikarten sind besonders nützlich für Schüler, die die Prozesse der Muskelkontraktion, die Bedeutung von Glykogen und die Auswirkungen von Zucker auf den Körper verstehen möchten. Sie bieten auch Einblicke in die Auswirkungen von Ausdauertraining und die Unterschiede zwischen Fett und Glucose in Bezug auf die Energiebereitstellung.

Cartes-fiches

Utilisateurs

Langue

Allemand

Catégorie

Biologie

Niveau

Collège

Créé / Mis à jour

18.11.2016 / 29.11.2016

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Was passiert in der dritten Phase der Energiebereitstellung?

Noch bevor die Vorräte an energiereichen Phosphaten verbraucht sind, ist die nächstschnellere Variante der Energiestoffwechsels aktiv geworden, die anaerob-laktazide Energiebereitstellung durch den Abbau von Glukose (=Traubenzucker). Bereits nach einigen Sekunden wird die anaerob-laktazide Energiebereitstellung genutzt. Dieser Weg wird immer dann bestritten, wenn nicht genug Sauerstoff zur Energiegewinnung zur Verfügung steht. Die benötigte Energie steht dabei schnell zur Verfügung, wobei die Energieausbeute jedoch gering ist, da das Zuckermolekül nicht vollständig zerlegt wird. Es entsteht Milchsäure (Laktat), die schnell zur Ermüdung führt, wenn sie sich verstärkt anhäuft. Die Ausbeute von 2 Molekülen ATP aus einem Molekül Glukose ist gering; der anaerob-laktazide Stoffwechsel arbeitet also in Hinblick auf die Ausnutzung der Nahrungskohlenhydrate nicht effizient. Bei erschöpfenden Anstrengungen mit einer Belastungsdauer von etwa 1-2 Minuten wird der anaerob-laktazide Stoffwechsel ausgereizt; mit einem Anteil von maximal rund 70% an der Gesamtenergieproduktion wird ein Höhepunkt etwa 45 Sekunden nach Beginn der harten zusätzlichen körperlichen Belastung erreicht. Im Spitzenbereich werden bei Auslastung des anaerob-laktaziden Stoffwechsels Laktatkonzentrationen bis zu 25 mmol/Liter im Blut gemessen; in dieser Hinsicht Untrainierte erreichen 7-8 mmol/l. (mmol=Millimol)

Was passiert in der vierten Phase der Energiebereitstellung?

Nur wenn genug Sauerstoff zu Verfügung steht, kann die Glucose vollständig abgebaut werden. Dieser Vorgang dauert aber deutlich länger, wie man der Grafik entnehmen kann. Die Energieausbeute ist aber deutlich grösser (38 Moleküle ATP aus einem Zuckermolekül). Auf aeroben Weg können zudem auch die Fettsäuren abgebaut werden. Die Produkte werden laufend verbraucht (Anaerob) oder entsorgt (aerob).

Dieser Prozess wird auch Zellatmung genannt:

In Worten: Glukose + Sauerstoff -> Kohlendiexid + ATP

Chem. Formeln: C₆ H₁₂ O₆ + O₂ -> CO₂ + ATP

Anaerob und Aerob Sauerstoffbedarf?

Anaerob: Nein

Aerob: Ja

Anaerob und Aerob Edukate (= Ausgangsstoffe

Anaerob: Nur Glucose

Aerob: Glucose und Fette

Anaerob und Aerob Produkte (=Endstoffe)?

Anaerob: Milchsäure (Laktat)

Aerob: Kohlendioxid und Wasser

Anaerob und Aerob ATP-Bildung?

Anaerob: 2 ATP pro Glucoseteilchen

Aerob: 38 ATP pro Glucoseteilchen

Anaerob und Aerob Leistung?

Anaerob: schneller, aber limitiert durch anhäufung von Milchsäure

Aerob: Unlimitiert, bei ausreichender Sauerstoff- und Brennstoffversorgung

Wie ist der prozentuale Anteil der Energie nach 20 Sekunden?

- 10% aerob

- 25% anaerob

- 55% KP

- 10% aerobe Energiegewinnung

Wie ist der prozentuale Anteil der Energie nach 40 Sekunden?

- 12% aerob

- 88% anaerob

Wie ist der prozentuale Anteil der Energie nach 90 Sekunden?

- 30% anaerob

- 70% aerob

Wie gelangen folgende Nahrungen ins Blut?

- Zucker, zuckerhaltige Getränke, Fruchtsaft

- Milch, Joghurt, Dickmilch

- Vollkorngetreideprodukte (Vollkornbrot, -teigwaren, Vollreis), Kartoffeln

- Weissmehlprodukte (z. B. Weissmehlsemmeln, Toastbrot), Obst

- Gemüse, Hülsenfrüchte

- schiessen ins Blut

- tropfen ins Blut

- fliessen ins Blut

- strömen ins Blut

- sickern ins Blut

Aus welchen Monosacchariden ist Saccharose zusammengesetzt?

Glucose + Fructose

Aus welchen Monosacchariden ist Laktose zusammengesetzt?

Glucose + Galaktose

Aus welchen Monosacchariden ist Maltose zusammengesetzt?

Glucose + Glucose

Wie ist die Polysaccharide Stärke?

unverzweigt

Wie ist die Polysaccharide Glykogen?

verzweigt

Was ist der Glycämische Index?

Gibt die Blutzuckersteigernde Wirkung an.

Nahrung, die reich an niedrigglykämischen Kohlenhydraten ist, ist gesundheitsfördernd

Für welche Sportler ist der Glycämische Index wichtig?

Für Ausdauersportler, sie nehmen während der Wettkampfs vor allem Lebensmittel mit hohen oder mittleren GI, um eine schnelle Energiebereitstellung zu gewährleisten.

Wie sollte die Nahrung vor und nach dem Wettkampf sein?

Nachher: hoher GI, um die Energiereserven wieder aufzufüllen

Vorher: niedriger GI, da dadurch eine gleichmässige und langanhaltende Versorgung mit Energie gewährleistet ist, und der Glykogenspeicher gefüllt ist

Was löst Zucker im Gehirn aus?

Das Glückshormon im Belohnungssystem. Es löst ein Wohlgefühl aus, das der Körper wiederholen möchte -> Suchtverhalten

In welchen Nahrungsmitteln kommen Kohlenhydrate vor?

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praktisch nur in pflanzlichen Nahrungsmitteln.

Wie und wodurch werden Kohlenhydrate aufgebaut?

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Sie werden von Pflanzen durch die Fotosynthese aus Kohlenhydraten (CO₂) und Wasser (H₂O) unter Ausnutzung des Sonnenlichtes aufgebaut.

Woraus bestehen Kohlenhydrate?

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Kohlenstoff (C)

Sauerstoff (O)

Wasserstoff (H)

Was entsteht bei der Fotosynthese?

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Glucose (= ein Kohlenhydrat)

Sauerstoff

Nenne die 5 wichtigsten Kohlenhydrat-Quellen?

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- Getreideprodukte (Brot, Teigwaren, Reis, ...)

- Kartoffeln

- Früchte

- Hülsenfrüchte (Bohnen und Erbsen)

- Gemüse

Was ist Zucker?

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Eine Kohlenhydratform, welche in vielen verarbeiteten Nahrungsmitteln (Konfitüre, Süssigkeiten, Fertigprodukte) vorkommt.

Was gehört auch noch zu den Kohlenhydraten?

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Viele Nahrungsformen (Ballaststoffe)

Anhand von was können Kohlenhydrate in verschiedene Kategorien eingeteilt werden?

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Anhand der Grösse

Wie heisst Zucker in der Fachsprache?

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- Monosaccharide (Einfachzucker)

- Disaccharide (Zweifachzucker)

- Polysaccharide (Mehrfachzucker)

Woraus bestehen Polysaccharide?

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aus vielen Monosacchariden, die entweder zu Ketten oder Netzen verknüpft sind.

Welche 3 Arten von Monosaccharide gibt es?

- Glukose

- Fructose

- Galactose

Was ist Glukose und wo kommt es vor?

- Traubenzucker

- Früchte, Honig

Was ist Fructose und wo kommt es vor?

- Fruchtzucker

- Früchte, Honig

Was ist Galactose und wo kommt es vor?

- Schleimzucker

- Ein teil von Lactose. Wird bei der Verdauung freigesetzt.

Welche 3 Arten von Disaccharide gibt es?

- Saccharose

- Lactose

- Maltose

Was ist Saccharose und wo kommt es vor?

- Rohr- / Haushaltzucker

- Zuckerrübe, Zuckerrohr, Früchte, Ahornzucker, Süssigkeiten, Süssgetränke

Was ist Lactose und wo kommt es vor?

- Milchzucker (aus Glucose+Galaktose aufgebaut)

- Milch, Milchprodukte

Was ist Maltose und wo kommt es vor?

- Malzzucker (aus Glucose+Glucose aufgebaut)

- Keime, entsteht bei Stärkeverdauung; Malzzückerli, Bier

Welche 2 Arten von Polysaccharide gibt es?

- Stärke

- Glycogen

Was ist Stärke und wo kommt es vor?

- Amylose (Reserveform in Pflanzen) (aus Glukose aufgebaut)

- Getreide, Kartoffeln, Hülsenfrüchte, Früchte

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In welchen Nahrungsmitteln kommen Kohlenhydrate vor?

praktisch nur in pflanzlichen Nahrungsmitteln.

Wie und wodurch werden Kohlenhydrate aufgebaut?

Sie werden von Pflanzen durch die Fotosynthese aus Kohlenhydraten (CO₂) und Wasser (H₂O) unter Ausnutzung des Sonnenlichtes aufgebaut.

Woraus bestehen Kohlenhydrate?

Kohlenstoff (C)

Sauerstoff (O)

Wasserstoff (H)

Was entsteht bei der Fotosynthese?

Glucose (= ein Kohlenhydrat)

Sauerstoff

Nenne die 5 wichtigsten Kohlenhydrat-Quellen?

- Getreideprodukte (Brot, Teigwaren, Reis, ...)

- Kartoffeln

- Früchte

- Hülsenfrüchte (Bohnen und Erbsen)

- Gemüse

Was ist Zucker?

Eine Kohlenhydratform, welche in vielen verarbeiteten Nahrungsmitteln (Konfitüre, Süssigkeiten, Fertigprodukte) vorkommt.

Was gehört auch noch zu den Kohlenhydraten?

Viele Nahrungsformen (Ballaststoffe)

Anhand von was können Kohlenhydrate in verschiedene Kategorien eingeteilt werden?

Anhand der Grösse

Wie heisst Zucker in der Fachsprache?

- Monosaccharide (Einfachzucker)

- Disaccharide (Zweifachzucker)

- Polysaccharide (Mehrfachzucker)

Woraus bestehen Polysaccharide?

aus vielen Monosacchariden, die entweder zu Ketten oder Netzen verknüpft sind.

Welche 3 Arten von Monosaccharide gibt es?

- Glukose

- Fructose

- Galactose

Was ist Glukose und wo kommt es vor?

- Traubenzucker

- Früchte, Honig

Was ist Fructose und wo kommt es vor?

- Fruchtzucker

- Früchte, Honig

Was ist Galactose und wo kommt es vor?

- Schleimzucker

- Ein teil von Lactose. Wird bei der Verdauung freigesetzt.

Welche 3 Arten von Disaccharide gibt es?

- Saccharose

- Lactose

- Maltose

Was ist Saccharose und wo kommt es vor?

- Rohr- / Haushaltzucker

- Zuckerrübe, Zuckerrohr, Früchte, Ahornzucker, Süssigkeiten, Süssgetränke

Was ist Lactose und wo kommt es vor?

- Milchzucker (aus Glucose+Galaktose aufgebaut)

- Milch, Milchprodukte

Was ist Maltose und wo kommt es vor?

- Malzzucker (aus Glucose+Glucose aufgebaut)

- Keime, entsteht bei Stärkeverdauung; Malzzückerli, Bier

Welche 2 Arten von Polysaccharide gibt es?

- Stärke

- Glycogen

Was ist Stärke und wo kommt es vor?

- Amylose (Reserveform in Pflanzen) (aus Glukose aufgebaut)

- Getreide, Kartoffeln, Hülsenfrüchte, Früchte

Was ist Glycogen und wo kommt es vor?

- Reserveform in Tieren (tierische Stärke; aus sehr vielen Glucoseteilchen aufgebaut)

- Leber, Muskeln (=Fleisch)

Was sind Ballaststoffe?

Polysaccharide, die wir selber nicht verdauen können. z. B. Cellulose (Salat, Früchte, Gemüse, Müsli)

Was passiert, wenn wir Ballaststoffe zu uns nehmen?

Längere Verdauung: Zucker wird nicht in Fett umgewandelt

Wieso kann die Leistung durch körperliches Training erhöht werden?

Es stellen sich Veränderungen im Bewegungsapparat und Versorgungssystem ein.

Nenne sechs Punkte, die sich am Bewegungsapparat verändern können.

- Kraft

- Schnelligkeit

- Ausdauer

- Koordination

- Beweglichkeit

- Stabilität

Wie bringt man einen Muskel zum Wachsen?

Nur indem sie hart arbeiten müssen.

Nenne 3 Ursachen für die Zunahme der Muskelkraft

- Rekrutierung der Muskelfasern

- Koordination

- Muskel wird dicker (Anzahl Muskelfibrillen erhöht sich)

Welche Wirkung hat Testosteron in Bezug auf das Muskelwachstum?

Testosteron ist das männliche Geschlechtshormon und gehört zu den anabolen Hormonen. Anabolika fördern den Aufbau von Eiweissen und somit auch das Muskelwachstum, da Muskeln hauptsächlich aus Eiweissen bestehen.

Welche Auswirkungen hat Ausdauertraining auf deinen Körper?

Das Versorgungssystem wird trainiert:

- Zahl der Mitochondrien (=Kraftwerke der Zellen) nimmt zu

- Durchblutung des Muskels wird besser

- Koordination wird verbessert = weniger Energieaufwand für die gleiche Bewegung

- Sauerstoffnachschub wird verbessert durch verbesserte Pumpleistung des Herzens (=Ruhepuls sinkt)

- Zahl der roten Blutkörperchen (Erythrozyten nimmt zu = die Sauerstoffkapazität steigt)

Was bedeutet die Abkürzung EPO?

EPO = Erythropoetin

Erythrozyten

Welchen Effekt in Bezug auf den Sauerstofftransport im Blut hat EPO?

Die Zahl der roten Blutkörperchen steigt. Somit wird das Blut dickflüssiger. Dies kann zu Thrombosen (Verstopfung der Blutgefässe) führen (lebengefährlich).

Wie heissen die beiden Brennstoffe der Muskelzellen?

Kohlenhydrate (Glykogen, Glucose) und Fette.

Wo in unserem Körper wird Glucose gelagert?

Blut, Leber, Muskeln

Wie heisst die Speicherform von Glucose?

Glykogen

Wie lange kann ein Langstreckenläufer mit seinem Glykogenvorrat rennen?

etwa 2 Stunden

Welche Unterschiede bestehen zwischen Fett und Glucose in Bezug auf die Energiebereitstellung?

Fett hat im Vergleich zu Kohlenhydraten einen höheren Energiegehalt, verbraucht bei der Umwandlung in Energie mehr Sauerstoff und der Fettvorrat ist viel grösser

Wie heisst die erste und zweite Phase der Energiebereitstellung?

Anaerob-alaktazide Phase der Energiebereitstellung

Wie heisst die dritte Phase der Energiebereitstellung?

Anaerob-laktazide Phase der Energiebereitstellung

Wie heisst die vierte Phase der Energiebereitstellung?

Aerob-alaktazide Phase der Energiebereitstellung

Was passiert in der ersten Phase der Energiebereitstellung?

Zunächst zerfällt das in den Mitochondrien (=Kraftwerke der Zellen) als Vorrat vorhandene Adenosintriphosphat (ATP). Das ATP zerfällt bei der Muskelkontraktion in Adenosindiphosphat (ADP) und ein Phosphatrest P. Dabei wird Energie frei, die für die Muskelkontraktion genutzt wird.

ATP -> ADP + P

Der Vorrat an ATP ist nach 2-3 Muskelkontraktionen aufgebraucht.

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