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Sie können die Begriffe Oxidation, Reduktion, Oxidationsmittel und Reduktionsmittel erklären
Oxidation: e- Abgabe (Oxidationszahl erhöht sich)
Reduktion: e- Aufnahme (Oxidationszahl erniedrigt sich)
Oxidationsmittel wird selber reduziert
Reduktionsmittel wird selber oxidiert
Sie können die Begrife Gykolyse und Gärung definieren
Glykolyse: Zuckerspaltung
Gärung: Abbau von Zuckermolekülen ohne Mitwirkung von Sauerstoff
Sie können die Begrife Zellatmung, ATP, Citratzyklus und Atmungskette definieren
Zellatmung: Aerobe Energiegewinnung
ATP: Energieträger
Citratzyklus: Energieliefernde Oxidation org. Moleküle
Atmungskette: ermöglicht Elektronenfluss vom NADH/FADH2 zum molekularen Sauerstoff
Die Studierende sind in der Lage zu erklären warum die ‚Verbrennung‘ von Zucker in den Zellen über viele
Einzelschritte abläuft
Energiefreisetzung und Stoffabbau durch Gärung und biologische Oxidation.
Da die Energiefreisetzung durch Oxidationen erfolgt, wird sie auch als ZellAtmung bezeichnet.
Da der bei der Verbrennung von 1 mol Glucose freiwerdende Energiebetrag sehr groß ist, wird der Abbau in viele
Einzelschritte zerlegt.
Falls kein O2 mehr vorhanden ist entsteht anstelle von Pyrofat Lactat
DIe Studierende sind in der Lage die Strukturen der Energieträger wie ATP und NADH aufzuzeichnen
ATP ist der Energieträger aus biochemischen Reaktionen Struktur: Nukleinsäure Adenin verkettet mit einem Zucker
(Pentose/Ribose, Mitte) = Adenosin und dieser wiederum mit drei Phosphaten, die einzeln abgespalten werden können und dabei Energie produziert. Siehe linkes Bild
NAD+ ist in vielen exergonen Oxidationen von Metaboliten der Elektronenakzeptor. Es ist daher wie ATP ein Überträger von freier Enthalpie. Jedes NADH (die reduzierte Form von NAD+) repräsentiert gespeicherte Energie, die angezapft werden kann, um ATP zu synthetisieren. Siehe rechtes Bild
Wie wird ATP verwendet?
Kopplung der ATP-Hydrolyse mit der chemischen Reaktion treibt diese an. linkes Bild
Kopplung der ATP-Hydrolyse mit Transportvorgängen und mechanischer Arbeit treibt diese an. Siehe rechtes Bild
Die Studierende sind in der Lage die einzelnen Kompartimente von Mitochondrien und Chloroplasten zu benennen
Aufbau Mitochondrien:
Vier Kompartimente:
-äußere Membran
-innere Membran
-Intermembranraum
-Matrix
siehe linkes Bild
Aufbau Chloroplasten:
-äußere Membran
-innere Membran
-Intermembranraum
-Thylakoid
-Stroma
siehe rechtes Bild
Aerobe Energiegewinnung: Zellatmung
Aerobe Organismen besitzen Mitochondrien, in denen die bei der Glykolyse gebildeten Reduktionsäquivalente NADH/H+ rezykliert werden können.
Die Elektronen werden dabei auf Sauerstoff übertragen, wobei Wasser entsteht. Außerdem wird die Glucose vollständig bis zum CO2 abgebaut.
Den gesamten Vorgang von der Glucose über die Glycolyse und die zusätzlichen Abbauschritte in den Mitochondrien nennt man Zellatmung.
Die Studierende sind in der Lage die Grundvorgänge des Stoffabbaus zu erklären (Muss man unbedingt können!!)
1. Abbau makromolekularer Stoffe in ihre Grundbausteine
2. Glycolyse: In einer Kette von Reaktionen wird Traubenzucker bis zur Stufe der "aktivierten Essigsäure" (aerob) unter Bildung von ATP und NADH/H+ abgebaut.
3. Citronensäurecyclus: ein Kreislaufprozeß, in dem die "aktivierte Essigsäure" bis zu CO2 und NADH/H+ zerlegt wird.
4. Endoxidation in der Atmungskette, bei der der Wasserstoff des NADH/H+ durch Sauerstoff zu Wasser unter ATPBildung oxidiert wird.