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Abiturvorbereitung
Biowissenschaften

Gymnasium Ravensburg

2013

René O. ©
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Biologie Abiturvorbereitung

Stoffwechselphysilogie – Ökologie – Neurobiologie - Evolution


Stoffwechselphysilogie

Stoffwechsel =  Die Gesamtheit der chemischen Reaktionen, die in lebenden Zellen ablaufen, bezeichnet man als Stoffwechsel

Exergonisch =  Energie freisetzende Reaktionen

Endergonisch= Energie verbrauchende Reaktionen

Katabol = Energie liefernd (freisetzen)

Anabol = Energie abbauend

Troph = ernährend

Autotroph = Automatisches Ernähren ohne Nahrung Aufnahme (Pflanzen)

Heterotroph =  Organismen müssen Nahrung aufnehmen

Fotoautotroph=Lebewesen, welche fähig sind,  energiereiche organische Verbindungen mit Hilfe des Sonnenlichts aus einfachen anorganischen Molekülen aufzubauen

Intrazellulären Abbau =  werden die energiereichen Moleküle über zahlreiche Stoffwechselreaktionen mithilfe von Sauerstoff zu energiearmen, anorganischen Stoffen abgebaut

Exkretion =  umgangssprachlich Ausscheidung;  wird die Abgabe körpereigener Stoffwechselprodukte und körperfremder Stoffe aus dem Körper an die Umwelt bezeichnet.

Destruenten =  Zerleger (Bakterien oder Insekten zum Beispiel)

Erythrocyten= Fachbegriff für Rote Blutkörperchen

Dissimilation=Gesamtheit aller abbauenden Stoffwechselwege; Setzt Energie frei

Assimilation= bei Stoffwechselvorgängen: Aufbau organischer Substanzen aus anorganischen Ausgangsstoffen: auch Umbau aufgenommener Nährstoffe in körpereigene Stoffe

Anorganische Stoffe= sind Stoffe der unbelebten Natur

Organische Stoffe= sind Stoffe der belebten Natur

Diffusion= Konzentrationsausgleich verschiedener Teilchen aufgrund der Molekularbewegung (der kleinste Zwang)

Proteine= Proteine sind Polymere aus Aminosäuren. Es kommen über 20 Aminosäuren in Proteinen vor. Bestehen aus: einer Aminogruppe, einer Carboxylgruppe, einem Wasserstoff- Atom und einem Rest.                                             Verschiedene Seitenketten der Aminosäuren sind für die Struktur und die chemische Eigenschaft eines Proteins verantwortlich.

Unterteilen: unpolar, polar und elektrisch geladen.                                                                                                                                             Proteine bestehen aus einem oder mehreren Polypeptiden.                                                                Reihenfolge der Aminosäuren  in einem Polypeptid bezeichnet man Primärstruktur.                                                Räumliche Gestalt des Proteins resultiert aus den Wechselwirkungen zwischen den Aminosäuren.  Sekundärstruktur ist die Verformung durch Ausbildung von Wasserstoffbrückenbindungen(Beispiele: alpha- Helix, Beta- Faltblatt) Tertiärstruktur Gesamtkonformation(Gestalt), sie wird durch die Wechselwirkungen stabilisiert (hydrophe Wechselwirkung, Van-der-Waals-Kräfte, Wasserstoffbrückenbindungen, Ionenbindungen), Quartiärstruktur(mehrere Polypeptidketten zu einem Protein)                                                                                             Aufgaben: mechanische Stabilität, verantwortlich für Bewegungen,  Nahrungsreserven, Befördern Stoffe durch den Körper,  Informationsübertragung, Schutz vor Krankheiten.  

Kohlenhydrat= Organisches Molekül mit den Bestandteilen Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff im Verhältnis 1:2:1.  Häufigsten Moleküle in Lebewesen. Sie dienen als Grundlage für den Aufbau sämtlicher organischer Moleküle. Für die meisten Zellen ist er der hauptsächliche Energie liefernde Stoffwechselweg.                                                                         Aufgaben: Energiespeicherung, Schutz und Stabilität von Zellen und ganzen Organismen(Außenskelett von Insekten besteht aus Kohlenhydraten). 3 Gruppen(Mono-, Di-, Polysaccharide ), davon können nur die Monosaccharide direkt in Blut aufgenommen werden.

Fette= Molekül mit einer langen Kohlenwasserstoffkette am einen Ende und einer Carboxylgruppe am anderen; Bestandteil vieler Lipide. In einem Gramm Fett kann etwa die doppelte Energiemenge wie in einem Gramm Glykogen gespeichert werden. Fette sind Langzeitspeicher.                                                                                                                                                      Aufgaben: Polsterung der Organe und zur Wärmeisolation

Wasser, Mineralsalze = Wasser, ist der zentrale Bestandteil der Zellen. Mineralsalze diese Salze sind als Ionen gelöst. Calcium zum Beispiel Hauptbestandteil der Knochen.

Gesättigte Fettsäuren= Sind Fettsäuren die keine Doppelbindung zwischen den Kohlenstoffatomen aufweist, also mit Wasserstoffatomen „gesättigt“ ist. Der Körper kann sie nur schwer aufspalten è Fettspeicher an die Hüften

Ungesättigte Fettsäuren= Fettsäuren, die eine oder mehrere Doppelbindungen zwischen den Kohlenstoffatomen aufweisen.

Fotosynthese

Bau eines Laubblattes:

Durch die Fotosynthese wird Sonnenenergie genutzt, um aus Kohlenstoffdioxid und Wasser Kohlenhydrate zu synthetisieren. Pflanzen betreiben Fotosynthese.

Bilanzgleichung der Fotosynthese:    6 CO2 + 6 H2O              AtmungFotosynthese  C6H12O2

Ort der Fotosynthese: in den Chloroplasten

     

Fotolyse= Wasser wird in der Fotosynthese zu Sauerstoff und Wasserstoff gespalten. Diese energieaufwendige Reaktion läuft nur mithilfe von Sonnenenergie ab.

Lichtabhängige Reaktion =  Dort wird energiereicher Solarwasserstoff produziert. Dieser Wasserstoff wird im 2. Schritt als Reduktionsmittel benutzt, um aus energiearmen CO2  die energiereiche Glucose.

 Lichtunabhängige Reaktion = Der 2. Schritt kann auch im Dunkeln erfolgen.

Lichtspektrum =  Es wird in der Fotosynthese nicht das ganze Lichtspektrum  genutzt.  Sondern bevorzugt werden die kurzwelligen (blauen) und die langwelligen (roten) Bereiche. Die verschiedenen Lichtanteile führen zu unterschiedlich wirksamen Sauerstoffbildungen.

Transpiration=regulierbare Wasserdampfabgabe über die Spaltöffnungen(stomatäre Transpiration) und nicht regulierbare Wasserdampfabgabe über die Cuticula(cuticuläre Transpiration) Mit zunehmender Lufttemperatur und abnehmender Luftfeuchte steigt die cuticuläre Transpiration.

Fotosyntheserate= Die Fotosyntheserate kann über die O2- Produktion oder den CO2- Verbrauch gemessen werden.  Berücksichtigen muss man dabei natürlich, dass die Pflanzenatmung umgekehrt 02 verbraucht und CO2 produziert.  Rote Linie (S. 124) zeigt eine Messung der Fotosyntheserate in Abhängigkeit von der Lichtstärke bei ansonsten optimalen Bedingungen für ein Sonnenblatt, das sich oben bzw. außen in der Baumkrone befindet.

Bei einer Lichtstärke von null, also im Dunkeln, ist keine Fotosynthese möglich. Sie sehen aber, dass die O2- Bilanz nicht gleich null ist, sondern negativ: Es wird O2 verbraucht. Das liegt an der Zellatmung.  Bei steigender Lichtintensität steigt die Fotosyntheserate, aber erst bei einer bestimmen Intensität der Strahlung gleicht die fotosynthetische O2-Produktion den O2- Verbrauch durch Zellatmung aus.

èDiese für die Pflanze bedeutsame Lichtintensität heißt Lichtkompenstationspunkt.

Danach steigt sie weiter linear mit der Beleuchtungsstärke an, bis sie sich in ihrem Sättigungsbereich  befindet. Die Lichtkompensationspunkt ist eine wichtige Größe, denn er stellt die Mindestlichtstärke dar, ab der eine Pflanze nicht nur Glucose produzieren, sondern an Substanz zulegen und damit wachsen kann. Ein Schattenblatt erreicht den Lichtkompensationspunkt früher, kommt also mit deutlich weniger Licht aus.

Andererseits ist die Sauerstoff Produktion schon bei relativ niedrigen Werten in den Sättigungspunkt, bei höheren Lichtintensitäten ist ein Sonnenblatt also viel produktiver als ein Schattenblatt. Sie würden sonst im direkten Sonnenlicht  strukturell geschädigt werden. 

ð Die CO2- Abhängigkeit der Fotosyntheserate zeigt einen CO2- Kompensationspunkt: Eine Mindestmenge an CO2 muss vorhanden sein, damit die Fotosynthese die Zellatmung überwiegen kann.

Bei Wüstenpflanzen liegt das Temperaturoptimum deutlich höher als bei kälteangepassten Pflanzen.

CO2-Kompensationspunkt= Eine Mindestmenge an CO2 muss vorhanden sein, damit die Fotosyntheserate die Zellatmung überwiegen kann.

ð Licht, Temperatur, Wasserversorgung und CO2-Gehalt beeinflussen das Öffnen und Schließen der Stomata.


Dünnschichtchromatographie= ist eine Methode zur Trennung von gelösten Stoffgemischen. Ein Gemisch wird auf Kieselgel(Trägermaterial) aufgetragen. Anschließend lässt man ein Laufmittel über das Kieselgel laufen. Die einzelnen Bestandteile des Gemisches haften wegen ihrer verschiedenen Eigenschaften einerseits unterschiedlich fest am Trägermaterial  und werden unterschiedlich gut mit dem Laufmittel transportiert.

Dadurch resultieren unterschiedlich lange Strecken. Als Maßzahl dient ein R1- Wert. è Verschiedene Blattfarbstoffe: Chlorophyll b, Chlorophyll a & Carotinoide

Absorbtionsspektrum =  Zeigt, bei welcher Wellenlänge ein bestimmtes Farbpigment das Licht besonders gut absorbiert.

Wirkungsspektrum= Summe aller lichtabsorbierenden Blattpigmente

Energietransfer =  Andere Chlorophyll-a und Chlorophyll- b Moleküle sowie die Carotinoide – das sind zusammen über  100 Pigmentmoleküle pro Fotosystem- absorbieren ebenfalls Lichtenergie, geben diese jedoch von Pigment zu Pigment weiter ZIEL: ein Chlorophyll-a Molekül (P700 & P680)

Lichtsammelfalle =  Jedes Fotosystem besitzt ein eigenes „Sonnensegel“ aus Lichtsammelpigmenten, um möglichst viel Lichtenergie für die Fotosynthese umsetzen zu können. Auch Antennenkomplex genannt.

Lichtabsorption: Folgt der „Alles- oder-Nichts-Regel“. Wird ein Elektron von einem Photon getroffen und reicht dessen Energie aus, hebt sich das Elektron in eine äußere Schale. Sie bewegt sich vom Kern weg auf ein höheres Energieniveau(wird angeregt). Dieser angeregte Zustand dauert nur eine kurze Zeit. Flouoreszenz sorgt dafür, dass das Niveau sinkt und das Elektron wieder in die untere Schale fällt.

Fotosysteme= Jedes dieser 2 Fotosysteme enthält in seinem Reaktionszentrum ein herausgehobenes Chlorophyll-a- Molekül, dass für die Umwandlung der aufgenommen Lichtenergie in chemische Energie zuständig ist. Alle anderen Chlorophyll- Moleküle sowie Carotinoide absorbieren die Lichtenergie, geben diese jedoch von Pigment zu Pigment weiter. Die Fotosysteme bilden also eine Lichtsammelfalle.

Fotosystem 1 =  1 hat ein Absorptionsmaximum bei einer Wellenlänge von 700 Nanometer. Es wird daher auch P700 genannt. P= Pigment und die Zahl gibt die Wellenlänge der maximalen Absorption in Nanometern an.  

Lichtabhängige Reaktion  

Ist der erste Teil der Fotosynthese und der „Foto-Teil“ der Fotosynthese

Azyklische Fotophosphorylierung

Elektronen werden über eine Elektronentransportkette vom Fotosystem 2 zum Fotosystem 1 weitergeleitet.

-         die Elektronentransportkette besteht aus verschiedenen Molekülen, die durch abwechselnde Aufnahme und Abgabe von Elektronen zwischen einem reduzierten und oxidierten Zustand è Redoxsysteme

-         Fluss funktioniert nur von einem Redoxsystem zu dem nächsten, wenn dieses ein positiveres Redoxsystem besitzt

-         die dabei abgegebene Energie wird zur Bildung von ATP genutzt

-         energiereichen Elektronen werden über Redoxsysteme weitergeleitet und zur Reduktion von NADP zu NADPH+H+ verwendet

-         Diese 3 Schritte gehören zum ersten Schritt, da sie Lichtenergie in chemische Energie umwandeln:


  1. Fotolyse des Wassers

-         Nur wenn die Elektronenlücke(durch das aufgenommen Wassermolekül) geschlossen wird, kann das Fotosystem ein Elektron abgeben

-         Fotosystem 2 gekoppelt mit einem Enzymkomplex

-         Enzymkomplex spaltet 2 Wassermoleküle in 4 Elektronen,4 Protonen und ein Molekül Sauerstoff

-         Diese Elektronen füllen die Lücke, sodass das die Fotosysteme wieder aufgefüllt werden

-         Wasser wird letztlich von Lichtenergie oxidiert und dabei gespalten


  1. Fotophosphorylierung, bei der die Lichtenergie letztlich genutzt wird, um ATP zu bilden.

-         durch Fotolyse und den Protonentransport über den Cytochrom- b/f- Komplex wird die Konzentration von Protonen im Tylakoidinnenraum erhöht

è Protonengradient; wird für ATP- Synthese genutzt

-         Aufgrund des Protonengradienten  fließen  Protonen durch den Kanal des Enzyms ATP-Synthase nach außen

-         Protonenfluss liefert Energie für die Synthese von ATP

-         erfolgt nur bei nicht-zyklischen Fotophosphorylierung

2 H2O + 2 NADP++ 3 ADP + 3 P            O2 + 2(NADPH+H+) + 3 ATP

Zyklische Elektronentransportkette=Wenn genügend ATP vorhanden: 

= zyklische Elektronentransport dabei wird weiter ATP gebildet

-         nur Fotosystem 1 ist beteiligt

-          Die vom Fotosystem 1  auf das Ferredoxin übergegangen Elektronen gelangen über die Elektrotransportkette zum Cytochrom- b/f- Komplex und fließen über das Plastocyanin zum Fotosystem 1 zurück.

-         Resultat: am Cytochrom-b/f-Komplex werden von außen nach innen gepumpt è ATP- Bildung


Lichtunabhängige Reaktion=  umfasst den zweiten Teil der Fotosynthese, den Calvin- Zyklus, der als Synthese- Teil der Fotosynthese bezeichnet wird.


-         Das in der Primärreaktion gebildete ATP und NADPH+H+ wird nun benötigt

-         um das aufgenommene CO2 in Glucose umzuwandeln è im Calvin-Zyklus

-         Calvin-Zyklus kann in drei Phasen gegliedert werden:


6x (C5)Ribulose-1,5-bisphosphat

10x Glycerinaldehyd-3-phosphat

2x Glycerinaldehyd-3-phosphat

12x (C3) Glycerinaldehyd3-phosphat

12x (C3) 3-Phosphoglycerat

  1. Die Fixierung von Kohlenstoffdioxid: Das durch die Spaltöffnungen aufgenommene CO2  wird aus der Luft aufgenommen und im Stroma der Chloroplasten zuerst an Ribulose- 1,5-bisphosphat, einem Zuckermolekül mit 5 Kohlenstoff- Atomen gebunden

-         Produkt= instabiles Molekül è Zerfallen in 2 Moleküle 3-Phosphoglycerat

Katalysator: Ribulose- 1,5- bisphosphat- Carboxylase= Liegt in hohen Konzentrationen im Stroma vor

  1. Reduktion der Kohlenstoffe: Reduzieren von Glycerinaldehyd-3-phosphat(sogenannte Triose ist das erste stabile Zwischenprodukt der Fotosynthese)

-         Produkte der Primärreaktion werden benötigt

-         Aus 2 Molekülen Glycerinaldhyd-3-Phosphat wird Glucose, Zucker(6 C-Atome) aufgebaut.

  1. Regeneration des Akzeptor- Moleküls:  um kontinuierlichen Ablauf des CALVIN-Zyklus zu gewährleisten  ist nötig das genügend Ribulose-1,5-bisphosphat zur Fixierung von Kohlenstoffdioxid zur Verfügung steht

-         6 Akzeptor- Moleküle Ribulose-1,5-bisphosphat sind 10 Moleküle Glycerinaldehyd-3-phosphat notwendig

-         Durch mehrere Reaktionsschritte wird Ribulose-1,5-bisphosphat wieder aufgebaut

-         ATP-Verbrauch


Calvin- Zyklus= ist eine zyklische Folge von chemischen Umsetzungen, durch die Kohlenstoffdioxid (CO2) zu Glucose reduziert und assimiliert wird. Der Stoffwechselweg findet in C3-Pflanzen und mit zusätzlichen Reaktionen in allen anderen Photosynthese betreibenden (photoautotrophen) Lebewesen statt

Oxidierter Zustand= Stoff hat Elektronen abgegeben

Reduzierter Zustand= Wiederaufnahme von Elektronen

Redoxpotenzial= Je negativer, desto höher ist das Elektronenübertragungspotenzial, also die Bereitschaft, an einen Reaktionspartner Elektronen abzugeben. Ein Maß für die Reduktions- bzw. der Oxidationskraft eines Stoffes oder eines Systems

Oxidationsmittel=  positives Redoxpotenzial, Aufnahme von Elektronen

Elektronendonator=  gibt Elektronen ab

Elektronenakzeptor= nimmt Elektronen auf.

Chemiosmose= Vorgang in den Chloroplasten(Mitochondrien), bei dem Protonen aus dem Stroma in den Tylakoidinnenraum gepumpt werden. Der entstehende Protonengradient sorgt für einen Rückstrom von Protonen durch die ATP- Synthase ins Stroma, was die ATP- Synthese auslöst.

C3Pflanzen= In den meisten Pflanzen verläuft die Kohlenstoffdioxid- Fixierung über Ribulose-1,5-bisphosphat und mit Hilfe des Enzymkomplexes Rubisco. Das erste stabile Produkt der Fixierung von Kohlenstoffdioxid ist 3- Phosphatoglycerat. Da es 3 Kohlenstoff enthält, werden diese Pflanzen C3- Pflanzen genannt.

C4-Pflanzen= C4-Pflanzen, wie zum Beispiel Mais, besitzen die Fähigkeit, Kohlenstoffdioxid der Atmosphäre effektiver zu binden, als die normalen C3- Pflanzen. Bei ihnen dient Phosphoenolpyruvat kurz PEP als Kohlenstoffakzeptor. Zu den C4- Pflanzen gehören Kulturpflanzen tropischer Herkunft wie Mais, Zuckerrohr und Hirse, aber auch einheimische Fuchsschwanzarten und Gänsefußgewächse.

CAM-Pflanzen= Die CAM- Pflanzen nutzen eine weitere Möglichkeit der Kohlenstoffdioxid- Fixierung. Zu denen gehören zum Beispiel Kakteen und Dickblattgewächse gehören. Wegen der Gefahr des Wasserverlustes durch Transpiration halten diese Pflanzen ihre Spaltöffnungen tagsüber geschlossen. In der Nacht dagegen sind die Spaltöffnungen offen, sodass dann Kohlenstoffdioxid aufgenommen werden kann.

CAM- Pflanzen binden C4- Pflanzen Kohlenstoffdioxid mittels  PEP- Carboxylase an Phosphoenolpyruvat.   In der Nacht sinkt dann der pH- Wert durch das Malat, welches in der großen Vakuole gespeichert wird. Dadurch das Malat am Tag decarboxyliert und das frei werdende Kohlenstoffdioxid an Rubisco gebunden wird. Dadurch steigt tagsüber der pH- Wert. Durch ihren Stoffwechsel können diese Pflanzen Lebensräume besiedeln, für die Wassermangel, starke Sonneneinstrahlung und hohe Tagestemperaturen charakteristisch sind.

èDer entscheidende Unterschied ist, dass bei C4- Planzen die Kohlenstoffdioxid- Fixierung im CALVIN- Zyklus gleichzeitig im Licht, aber räumlich voneinander getrennt ablaufen. Bei der Fotosynthese der CAM- Pflanzen laufen beide Prozesse zwar in den gleichen Zellen ab, jedoch zeitlich getrennt, auf Tag und Nacht verteilt.


Chemosynthese

-         Verschiedene Bakterien leben im Dunkeln völlig autotroph èbenötigen weder organische Verbindungen noch Lichtenergie

-         erhalten benötigte Energie aus anorganischen Substanzen è Chemoautotroph

-         frei werdende Energie genutzt um ATP und NADPH+H+ aufzubauen

-         dienen der Fixierung von Kohlenstoffdioxid

-         es gibt aerobe und anaerob lebende chemoautotrophe Bakterien


Energiegewinnung/ Energieverbrauch


Chemische Energie= Diese Energie speichert und bildet das Reservoir für fast alle Lebensvorgänge

ATP= Adenosintriphosphat ist die Universelle Energiewährung. Durch die 3 an dem ATP angehängten Phosphatreste auf engstem  Raum, kommt es  zu einer Anhäufung von 4 negativen Ladungen die sich abstoßen. Dadurch ist das Molekül sehr energiereich und es zerfällt in Anwesenheit von Wasser in ADP (-DiPhosphat) und einem Phosphatrest.

Muskulatur:

Energiebereitstellung:

Atmung(äußere und innere Atmung/ Zellatmung):

  • Äußere Atmung: Der Atemgaswechsel, der bei der Lungenatmung stattfindet. Dabei wird Sauerstoff aus der Umgebung aufgenommen und Kohlendioxid abgegeben. Das Produkt der äußeren Atmung ist der Atem.
  • Innere Atmung: Der biochemische Prozess der Zellatmung, bei dem organische Verbindungen zwecks Gewinnung von ATP zu energiearmen Stoffen oxidiert werden.


-         Energie liefernder Stoffwechselprozess

-         Zentrale Reaktion: Vereinigung von Sauerstoff und Wasserstoff zu Wasserè Knallgasreaktion

-         wird gemacht um die Knallgasreaktion zu verhindern

-         Oxidation: Elektronenabgabe

-         Reduktion: Elektronenaufnahme

C6H12O6 +  6O2 +  6H2O                        6CO2 +  12H2O

Glucose+ Sauerstoff + Wasser               Sauerstoff+ Wasser

räumliche Aufteilung der Prozesse (Kompatimentierung)

Glykolyse= Cytoplasma

Oxidative Decarboxylierung und Citrat- Zyklus=  in der Matrix der Mitochondrien (Kraftwerk der Zelle)

Atmungskette= innere Mitochondrienmembran

Glykolyse:  

ð  in der Glykolyse wird Glucose zu Brenztraubensäure(Pyruvat, C3-Körper) abgebaut

-         findet im Cytoplasma statt

1)      ATP überträgt ein Phospat. (Phosphorylierung); Es entsteht Glucose-,6- phosphat    (ATP VERBRAUCH)

2)      weitere Phosphorylierung . Es entsteht:  Fructose- 1,6- bisphosphat             (ATP VERBRAUCH)

3)      Entstandene Produkt wird in zwei Moleküle Glycerolaldehydphosphat gespalten. Diese Reaktion gab der Glykolyse ihren Namen.

4)      Von Produkt werden Elektronen und Protonen auf ein CoEnzym(NAD+) übertragen. Wird reduziert zu NADH + H+. Dieses Gleichgewicht wird Elektronenschaukel genannt

6)      Molekül Wasser wird abgespalten es entsteht PEP (Phosphoenolpyruvat)

7)      Pro PEP entsteht durch Phosphatübertragung ein ATP.

Energieausbeute Glykolyse= 2 ATP- Moleküle + Pyruvat +   2 NADH+ H+

oxidative Decarboxylierung: Zitronensäure? Ausbeute NADP/FAD ; Abspaltung CO 2; Sinn warum ein C2- Körper zu Zitronensäure wird

-         Brenztraubensäure (Pyruvat) gibt CO2 ab

-         Das CoenzymA wird beigefügt 

-         Durch die Zunahme des CoenzmysA und Abgabe von CO2 und 12 H entsteht Acetyl-CoA (aktivierte Essigsäure)

o   Diese wird im Citratzyklus weiterverarbeitet

-         Die abgegebenen 12 H Atome wandeln 6 NAD+ zu 6 NADH-H+

o   Es wird als Energie gespeichert

Citratzyklus

-         Entstandene aktivierte Essigsäure geht in den Zyklus ein

-         CoenzymA wird auf die Oxalessigsäure (Citrat) übertragen (C6)

-         Dieses wird zu Isocitrat (C6)

-         Im nächsten Schritt wird Isocitrat zu É‘-Ketoglurat und der Abgabe von CO2 und indem 2H+ Atome mit NAD+ zu NADH-H+ (C5)

-         Nun wird É‘-Ketoglurat durch das zugeben vom CoenzymA und das abspalten von 2H+ und CO2  zu Succinyl-CoA dabei wird wieder NAD+ zu NADH+H+  (C4)

-         Nun wird Succinat zu Fumarat. Dabei wird einerseits FAD zu FADH2, andererseits werden vom FADH2 die 2H-Atome wieder abgespalten und an Monoxid gebunden wodurch H2O (Wasser) entsteht, welches auch den Kreislauf verlässt.

-         Fumarat wird im Anschluss H2O zugeführt wodurch Malat entsteht (C4)

-         Danach wird von dem Malat 2H-Atome abgespalten um NAD+ zu NADH+H+ zu bilden. Oxalacetat entsteht und der Kreislauf beginnt von vorne

-         Ausbeute 3 NADH+H+, ATP, 2CO2, 2H2O

Atmungskette


-         Coenzyme NADH+ H+ und FADH2 übertragen ihre Elektronen auf die Atmungskette(Enzymkomplex)

-         Komplex 1 nimmt Elektronen von NADH auf; sie wird reduziert

-         Elektronen werden übernommen und auf Komplex 3 übertragen.

-         Komplex 2: da werden Elektronen von FADH2 eingeschleust

-         Auf die Weise gelangen Elektronen von Enzymkomplex zum nächsten (Oxidation- Reduktion) und zum Ende

-         Ende: Reaktion der Sauerstoffmoleküle mit Elektronen

-         Diese Ionen reagieren mit Protonen zu Wasser

-         frei werdende Energie wird genutzt: Protonen aus der Matrix in den Membraninnenraum zu bringen.


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