Stoffwechsel M2
SLS - BTA
SLS - BTA
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Cartes-fiches
Wie heißen die zwei Phasen der Glykolyse?
1. Vorbereitungsphase (Investitionsphase)
2. Amortisierungsphase (Energiegewinnungsphase)
Welche Einzelschritte kommen in der Vorbereitungsphase der Glykoyse vor?
- Phosphorilierung Nr. 1
- Isomerisierung Nr. 1
- Phosphorilierung Nr. 2
- Spaltung
- Isomerisierung Nr. 2
Welche Einzelschritte kommen in der Amortisierungsphase der Glykoyse vor?
- Oxidation
- Dephosphorilierung Nr. 1
- Isomerisierung Nr. 3
- Dehydratisierung
- Dephosphorilierung Nr. 2
Welcher Einzelschritt ist der erste Schritt in der Vorbereitungsphase der Glykolyse?
Welcher Einzelschritt ist der zweite Schritt in der Vorbereitungsphase der Glykolyse?
Welcher Einzelschritt ist der dritte Schritt in der Vorbereitungsphase der Glykolyse?
Welcher Einzelschritt ist der vierte Schritt in der Vorbereitungsphase der Glykolyse?
Welcher Einzelschritt ist der fünfte Schritt in der Vorbereitungsphase der Glykolyse?
Welcher Einzelschritt ist der erste Schritt in der Amortisierungsphase der Glykolyse?
Welcher Einzelschritt ist der zweite Schritt in der Amortisierungsphase der Glykolyse?
Welcher Einzelschritt ist der dritte Schritt in der Amortisierungsphase der Glykolyse?
Welcher Einzelschritt ist der vierte Schritt in der Amortisierungsphase der Glykolyse?
Welcher Einzelschritt ist der fünfte Schritt in der Amortisierungsphase der Glykolyse?
Was muss vor der ß-Oxidation geschehen?
(1) Freisetzung der FS (1xGly + 3xFS)
(2) Aktivierung der FS (per CoenzymA)
Bei Eucaryoten: (3) Transport in's Mitochondrium
Was passiert während der ß-Oxidation?
1) Oxidation 1
2) Hydratisierung
3) Oxidation 2
4) Thiolyse
Wie viel ATP kann aus einem Molekül Glucose generiert werden?
+ 2 ATP (Glykolyse ->Substratkettenphosphorilierung)
+ 6 ATP (Glykolyse -> 2*(NADH/H+ = 3 ATP) )
+ 6 ATP (Pyruvat-Oxidation -> 2*(NADH/H+ = 3 ATP) )
+ 2 ATP (Citratzy. -> 2 GTP)
+ 22 ATP (Pyruvat-Oxidation -> 6*(NADH/H+ = 3 ATP) + 2*(FADH2 = 2 ATP) )
---------
= 38 ATP
Was versteht man unter der Elektronentransportkette?
= Atmungskette
Wo in der Zelle findet die Glycolyse statt?
Procaryoten: Im Cytoplasma
Eucaryoten: Im Cytoplasma
Wo in der Zelle findet der Citratzyklus statt?
Procaryoten: Im Cytoplasma
Eucaryoten: Im MItochondrium
Generationszeit =
Zeit, die für eine Verdoppelung gebraucht wird
(bei e-Coli. ca 20 - 30 min., bei anderen mehrere Stunden)
Formel zur Berechnung der Generationszeit:
g = t/n
(n= Anzahl der Teilungen)
Formel zur Berechnung des mikrobiellen Wachstums:
2^n
(n= Anzahl der Teilungen)
Mikrobielles Wachstum=
Anstieg der Zellzahl innerhalb einer Population in einem bestimmten Zeitintervall (exponentielles Wachstum)
Formel zur Berechnung der Teilungsrate:
v bzw "nyy" =1/g
(g = Generationszeit)
Teilungsrate=
Anzahl der Zellteilung pro Zelleinheit
Eine Fuktion von ATP ist seine Rolle als Baustein der RNA. Welche Funktionen erfüllt ATP darüber hinaus im Stoffwechsel, z.B. in der Glykolyse? (2 Punkte)
- Speicherung von Energie (Substratkettenphosphorilierung)
- Elektronencarrier
Beschreiben Sie kurz die speziellen Funktionen der Moleküle Coenzym Q (Ubichinon, auch Ubiquinon) und Cytochrom c in der Atmungskette.
Ubichinon: Überträgt e- und H+ von K.1 zu K.2, von K.2 zu K.3
Cytochrom c: Überträgt e- von K.3 zu K.4
=> beides sind wichtige Moleküle in der Elektronentransportkette der Atmungskette!
* K. = Komplex
Der Stoffwechselweg der Glykolyse kann in zwei aufeinander folgende Phasen eingeteilt werden. Nennen Sie die Substanzen, die jeweils Anfang und Ende einer Phase darstellen und gehen Sie auf die prinzipiellen Unterschiede zwischen den beiden Phasen an.
1. Phase
=> aus Glu. wird 2x GAP (Glycerinaldehyd-3-phosphat)
1. Rkt. = Phosphorilierung, 5. Rkt. = Isomerisierung
-> 2ATP werden investiert
2. Phase
=> aus 2x GAP wird 2x Pyruvat
6. Rkt. = Oxidation, 10. Rkt. = Dephosphorilierung
-> 4ATP werden "gewonnen" außerdem wird NAD+ reduziert
In der ersten Phase wird Energie auf gewandt, in der zweiten Phase wird Energie gewonnen.
Erläutern Sie den Begriff "Reduktionsäquivalente" und beschreiben Sie die Rolle dieser Substanzen im Stoffwechsel.
Reduktionsäquivalente sind reduzierte Oxidationsmittel (wie z.B. NADH/H+ oder FADH2) die iher e- und H+ (/Protonen) in der Atmungskette abgeben um Energie zu gewinnen. Danach fungieren sie wieder als Oxidationsmittel (NAD+ und FAD), welche Protonen aufnehmen können.
-> Auch Elektronencarrier genannt.
a) Die ATP-Synthase synthetisiert ATP -> durch protonenmotorische Kraft aus ADP und P(i).
Der Protonengradiert wurde von der Komplexen 1, 3 und 4 der Atmungskette aufgebaut.
b) Das Enzym könnte auch als Protonenkanal fungieren ohne ATP zu synthetisieren, denn die UE F(0) ist ein Transmembranprotonenkanal.
etc. ...?...??...???
Stellen Sie mit Strukturformeln die einzelnen Schritte der ß-Oxidation von Butyryl-CoA dar und erläutern Sie durch Beschriftung und Zeichnung die einzelnen chemischen Umsetzungen. Was sind die Endprodukte dieser konkreten ß-Oxidation?
Alkan -> Alken -> Alkohol -> Ketogruppe -> Spaltung
Butyryl-CoA -> ... -> Hydroxybutyryl-CoA -> Ketobutyryl-CoA -> Acetyl-CoA
C3H7-C=O-S-CoA
|->FAD -> FADH2
CH3-CH=CH-C=O-S-CoA
H2O->|
CH3-CH-OH-CH2-C=O-S-CoA
|->NAD+ -> NADH/H+
CH3-C=O-CH2-C=O-S-CoA
CoA-SH ->|
2x CH3-C=O-S-CoA
Die Endprodukte sind 2x Acetyl-CoA, da der C4-Körper genau in zwei C2-Körper gespalten werden kann.
Was können Sie über die Lebensweise eines Bakteriums aussagen, das als chemolithoheterotroph bezeichnet wird?
Energiequelle -> Redoxreaktion (chemo)
Elektronrndonator -> anorganisch (litho)
Kohlenstoffquelle -> organisch (hetero)
(-troph = Ernährung)
Es gibt verschiedene Bakterienarten, eine Vielzahl von Gärungsprodukten. Diskutieren Sie, ob es darunter einen Organismus geben kann, der eine Gärung mit dem Endprodukt Pyruvat durchführt.
Es kann einen solchen Organismus nicht geben, denn die Gärung dient dazu die Reduktionsäquivalente wieder zu Oxidationsmitteln zu machen. Würde Pyruvat als Enprodukt der Gärung existieren, würde diese Reduktion nicht geschehen und NADH/H+ im reduzierten Zustand verweilen und könnte in der Glykolyse nicht mehr verwendet werden.
Stellen Sie eine Stoffbilanz des Citratzyklus auf:
a) Was wird in den Zyklus eingespeist?
b) Was sind die Endbrodukte?
c) Erklären Sie die Rolle dieses Stoffwechselweges
a) 2 x (AcetylCoA + 4 NAD++ GDP + P(i) + FAD + 2 H2O + CoA-SH)
b) 2x (2 CO2+ 4 NADH/H+ + FADH2 + GTP + CoA-SH)
c) => Synthese von Reduktionsäquivalenten für die Atmungskette
-> katabole Funktion: Glucoseabbau
-> anabole Funktion: Zwischenprodukte werden für die Glucogenese, Biosynthese von Cholesterin/ FS/ AS und die Hämbiosynthese gebraucht. (z.B. Succinat, Citrat)
-> Substratkettenphosphorilierung
Nennen Sie zwei Beispiele für photoautotrophe Organismen.
Pflanze, Cyanobakterium
Der Organismus Nitrosomas oxidiert Ammoniumverbindungen (NH4+) zu Nitrit (NO2-). Stellen Sie die entsprechende Redoxreaktionsgleichung auf und bezeichnen Sie die die oxidierten und reduzierten Elemente mit den dazugehörigen Oxidationszahlen.
2 NH4+ + 3 O2 ---> 2 NO2- + 2 H2O + 2 H+
OZ: N -||| ; H +| ; O2 0 ---> N +||| ; O -|| ; + 2 H +|
NH4+ ---6 (e-)---> 2 NO2- => Oxidation
O2 --+2 (e-)---> H2O => Reduktion
Thiobacillen können Thiosulfat (S2O32-) zu Sulfat oxidieren. Stellen Sie die entsprechende Redoxreaktionsgleichung auf und bezeichnen Sie die die oxidierten und reduzierten Elemente mit den dazugehörigen Oxidationszahlen.
S2O32- + H2O ---> 2 SO42- + 2 H+
OZ: S +|| ; O -|| ; H +| ---> S + V| ; O -|| ; + 2 H +|
S2O32- -----4 (e-)---> SO42- => Oxidation
O2 --+2 (e-)---> H2O => Reduktion
Das Wachstum einer Bakterienkultur kann auf verschiedene Weise verfolgt werden. Beschreiben Sie detailliert, wie Sie die Lebendzellzahl einer Kultur von E. Coli ermitteln können.
- Kartei noch nicht beendet -
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Für Bakterien können verschiedene Typen von Nährmedien verwendet werden. Was versteht man unter...
a) einem komplex Medium?
b) einem Selektivmedium?
a) komplex Medium:
- begünstigt Wachstum fast aller heterothrophen Organismen
- Nährstoffe nicht genau bekannt
- (z.B. LB-Agar oder Hefeextrakt)
b) Selektivmedium
- begünstigt Wachstum von bestimmten Organismen
- (z.B. mit Antibiotika versetztes Medium -> nur Antibiotikaresistente Bakterien wachsen)
Eine Bakterienkultur hat eine konstante Generationszeit von 20 Minuten. Wie viele Zellen entstehen unter diesen Wachstumsbedingungen aus einer Zelle während einer Kulturdauer von 4 Stunden?
Rechnung:
4*60 Minuten = 240 Minuten
240 Minuten / 20 Minuten = 12
212 = 4096