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All main topics / Biologie / Abiturwissen

Biologie Abitur 2013 (158 Cards)

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Teile der Zellatmung und ihre Bilanzen
1. Glykolyse
2 ATP, 2 (NADH + H+), 2 H20, 2 Pyruvat

2. oxidative Decarboxylierung
2 (NADH + H+), 2 CO2, 2 Acetyl-CoA

3. Zitronensäure-/ Citrat-/ Tricarbonsäurezyklus (TCC)
2 ATP, 6 (NADH + H+), 2 FADH2, 4 CO2

4. Endoxidation/ Atmungskette
34 ATP, 10 NAD+, 2 FAD, 12 H20
Tags: 1. Semester, Biologie
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3
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1
Muskelkontraktion (Gleitfilamenthypothese)
  • An den Synapsen der motorischen Neuronen (motorische Endplatten) wird Acetylcholin ausgeschüttet -> Depolarisation Muskelfaser durch Na+ Einstrom
  • Aktionspotenziale breiten sich entlang der Zellmembran und in die transversalen Tubuli aus -> Depolarisation
  • Freisetzung von Ca2+ -Ionen aus dem Sarkoplasmatischen Retikulum
  • Bindung an Troponin -> Verlagerung Tropomyosin -> Bindungsstellen für Myosin werden frei
  • Aktin-Myosin-Zyklus: Myosinköpfchen spaltet ATP -> freiwerdende Energie aktiviert das Myosin zur Bindung ans Aktin
  • Bindung ans Aktin
  • Freisetzung von ADP + P -> Myosinköpfchen kippt um 45° -> verschiebt Aktinfilament in Richtung Sarkomermitte
  • Myosinköpfchen bindet ATP und löst sich vom Aktin
  • Stopp des Zyklus, wenn nach Ende der Erregung Calcium unter ATP-Spaltung zurück ins SR gepumpt wurde (Myosinköpfchen bleibt aktiviert)
  • elektromechanische Kopplung
Tags: 1. Semester, Biologie
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4
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2
Energieumsatz bei Muskeltätigkeit
1. Spaltung vorhandenes ATP (exergon)
2. Kreatinphosphatspaltung
  • KP + ADP <-> Kreatin + ATP, über Kreatinkinase

3. Milchsäuregärung
  • anaerob, dafür schneller, unvollständiger Abbau von Glucose
  • regeneriert NAD+ für Glykolyse
  • pH-Wert im Muskel sinkt
  • Abfall Lactat (wird z.T. noch während der Arbeit im Citrat-Zyklus  verwertet)
  • im Cytoplasma jeder Zelle

4. Zellatmung
  • über enzymgesteuerte Stufen wird Glucose unter Verbrauch von O2 zu energiearmen H2O und CO2 abgebaut
  • erhöhter O2-Bedarf in Mitochondrien: Antmung tiefer, Hervolumen höher
  • zunächst Glykogen aus Muskel- und Leberzellen
  • Fettsäuren, die abgebaut und in TCC eingeschleust werden
Tags: 1. Semester, Biologie
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5
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1
Sauerstoffbedarf bei Arbeit
leichte Arbeit
  • Aufnahme erreicht relativ schnell das relativ niedrige Maximum
  • bleibt auf diesem Niveau -> Bedarf wird kontinuierlich durch die Aufnahme gedeckt (Dauerbelastung)

Schwere Arbeit
  • Sauerstoffaufnahme steigt viel höher an, Steigerung über längere Zeit, Rückgang nach Beendigung dauert länger
  • kein gleichbleibender Maximalwert -> Bedarf wird von Auffnahme nicht gedeckt

Sauerstoffschuld/ Epoc
  • Anfang: Leistung bereits erbracht, aber es dauert einige Zeit, bis die O2 Aufnahme hochgefahren ist -> "Schuld" nach Beendigung der Arbeit ausgeglichen durch höhere Aufnahme als Normalwert
  • EPOC = excess postexercise consumption -> Auffüllen ATP und KTP und Lactatverwertung
Tags: 1. Semester, Biologie
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6
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Trainingseffekte
Erholung
-> 24-48 h erhöhte Vorräte
Mitochondrien
rote Blutkörperchen
Lugenvolumen
Herzvolumen
Kapillaren
Muskelmasse

Superkompensation
Tags: 1. Semester, Biologie
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17
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Gesamtbilanz der Zellatmung
10 (NADH + H+) + 2 FADH2 + 38 (ADP+P) + 6 O2 + 24 e-

-> 10 NAD+ + 2 FAD + 38 ATP + 12 H20
Tags: 1. Semester, Biologie
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Glykolyse
1. Schritt der Zellatmung

Energieaufwendungsphase: 2 ATP zu ADP+P -> 2 G3P
Energiefreisetzungsphase: Reduktion von 2 NAD+, Bildung von 4 ATP und Pyruvat

2 ATP, 2 (NADH + H+), 2 H2O, 2 Pyruvat

Cytoplasma
Tags: 1. semester, Biologie
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oxidative Decarboxylierung
2. Schritt der Zellatmung

Kohlenstoffgerüst wird weiter abgebaut -> zu C2-Körper Acetat oxidiert unter Bildung von NADH + H+ und C02 Abspaltung
Reaktion mit Coenzym-A zu Acetyl-CoA

2 (NADH + H*) + 2 Acetyl-CoA, 2 Co2 (aus 2 Pyruvat)

Mitochondrienmatrix
Tags: 1. semester, Biologie
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Citratzyklus
3. Schritt der Zellatmung

Abspaltung von CO2 durch Reduktion von NAD+ (x2)
ATP Gewinnung
Umbau durch Reduktion von FAD und NAD+
Zitronensäure (C6) mit 3 Carboxylgruppen (Tricarbonsäure)
vollständiger Stoffabbau: C2 rein, 2 CO2 raus

2 ATP, 6 (NADH + H+), 2 FADH2, 4 CO2, 2 CoA (aus 2 ACoA)

Mitochondrienmatrix
Tags: 1. semester, Biologie
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21
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Atmungskette
4. Schritt der Zellatmung

  • Rückgewinnung NAD+
  • NADH gibt e- an hintereinander geschaltete Proteine(Cytochrome/ Komplexe/Redoxsysteme) der inneren Mitomembran über Redoxkette ab -> Atmungskette
  • Komplex IV überträgt Elektron auf aufgenommenen O2 -> wird reduziert und regiert mit H+ zu Wasser (positivstes Redoxpotenzial)
  • entspricht verlangsamter Knallgasreaktion (O2 Reduktion)
  • freiwerdende Energie bei der Reduktion der Komplexe wird für H+Pumpen genutzt
  • Konzentrationsgradient: viel H+ Intermembranraum (Säure), wenig Mitomatrix (auch durch H20 Bildung)
  • Ladungsgradient -> protonenmotorische Kraft

34 ATP, 12 H20, 10 NAD+, 2 FAD

Intermembranraum/Matrix
Tags: 1. Semester, Biologie
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Chemiosmotische Hypothese
  • Osmos= Schub
  • Kopplung der Redoxreaktionen der Atmungskette an die ATP-Synthese
  • Ladungs-/Konzentrationsgradient führt zu protonenmotorischer Kraft -> H+ können durch ATP-Synthase zurück in Matrix transportiert werden -> ATP Synthese
  • Hypothese weil der Ablauf des Energieumsatzes ungeklärt ist


ATP-Synthase: Tunnelprotein, verwendet freiwerdende Energie beim Transport zur ATP-Synthese

hängt direkt vom H+ Gradienten ab!
Tags: 1. Semester, Biologie
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obligate Aerobier
Lebewesen, die Glucose unter O2-Verbrauch vollständig zu CO2 und H2O abbauen
Tags: 1. Semester, Biologie, Gärung
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obligate Anaerobier
Lebewesen, die ausschließlich anaeroben Glucoseabbau betreiben

O2 giftig

kein vollständiger Abbau

z.B. Milchsäurebakterien
Tags: 1. Semester, Biologie, Gärung
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25
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fakultative Anaerobier
anaerober & aerober Glucoseabbau je nach O2 Angebot

z.B. Hefezellen
Tags: 1. Semester, Biologie, Gärung
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alkoholische Gärung
Abbau Glucose zu Ethanol
Hefezellen
Nachweis Louis Pasteur
luftdichter Abschluss da fakultative Anaerobier

1. Glykolyse -> 2 Pyruvat (2 ATP, Verbrauch von 2 NAD+)
2. oxydative Decarboxylierung -> 2 Ethanal
3. Reduktion -> Ethanol (2 NAD+)

2 Ethanol, 2 CO2, 2 ATP

Cytoplasma
Tags: 1. Semester, Biologie
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Milchsäuregärung
Glucose -> Lactat
Lebensmittel säuern -> Verderbniserreger gehemmt
luftidichter Abschluss: obligate Anaerobier
Milchsäurebakterien

1. Glykolyse -> 2 Pyruvat (C3) (2 ATP, Verbrauch von 2 NAD+)
2. Reduktion -> 2 Lactat (C3) (2 NADH+H+)

2 ATP, 2 Lactat

Cytoplasma
Tags: 1. Semester, Biologie
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Homöostase
Selbstregulation

Aufrechterhaltung eines Gleichgewichtszustandes eines offenen dynamischen Systems durch einen internen regelnden Prozess

Windkesselprinzip
Tags: 1. Semester, Biologie
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Regulation
  • positive/ negative Rückkopplung
  • allosterische Regulation
  • Aktivierung oder Hemmung von Enzymen durch Hormone
  • Induktion oder Repression von Genen, die die Enzyme codieren
  • kybernetischer Regelkreislauf
Tags: 1. Semester, Biologie
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Was sind Enzyme?
Proteine (= lange Aminosäurenketten)
spezifische Raumstruktur durch Bindungen:
  • Ionenbindungen
  • van-der-Waals-Kräfte
  • Wasserstoffbrückenbindungen
  • Disulfidbrücken

Schlüssel-Schloss-Prinzip:
  • substratspezifisch
  • wirkungsspezifisch


E + S -> ES -> EP-> E + P
Tags: 1. Semester, Biologie
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Sinn der Enzyme im Körper
Biokatalysatoren:
  • setzen Aktivierungsenergie für chemische Reaktionen im Körper herab
  • beschleunigen sie
  • machen sie bei Körpertemperatur möglich
Tags: 1. Semester, Biologie
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0
reversible Enzymhemmung
  • kompetetiv: Kompetitive Inhibitoren sind Substanzen, die mit dem Substrat um die Bindungsstelle im aktiven Zentrum des Enzyms konkurrieren (das Konzentrationsverhältnis von Substrat und Inhibitor bestimmt Geschwindigkeit des Enzyms)
  • allosterisch: Inhibitor lagert an das allosterische Zentrum an und verändert die Form des aktiven Zentrums


Ein Enzym, welches die erste Reaktion einer Reaktionskette katalysiert, wird oft durch die am Ende gebildete Substanz gehemmt (dieser Fall wird dann Endprodukthemmung/Feedback-Hemmung/negative Rückkopplung genannt)

Tags: 1. Semester, Biologie
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Hormonelle Regulation des Kohlenhydratstoffwechsels
Insulin fördert Adrenalin/Glukagon fördert
Glucoseaufnahme in die Zelle Glucoseneubildung in der Leber
Glykogenbildung Muskel & Leber Glykogenabbau Leber & Muskel
Zellatmung
Milchsäuregärung
Fettaufbau Fettabbau
Tags: 1. Semester, Biologie
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irreversible Enzymhemmung
dauerhafte Inaktivierung durch Gifte oder bestimmte Schwermetallionen
-> Vergiftung der Enzyme
Tags: 1. Semester, Biologie
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Hemmung der Phosphofructokinase
  • wichtigste Schaltstelle der Glykolyse
  • allosterisch: ATP und Citrat ab einer bestimmten Konzentration als Inhibitoren durch reversible Adhäsion
  • ADP und AMP als Aktivatoren
  • Bedeutung: Regulation ATP-Gleichgewicht, erspart unnötigen Energieaufwand, nur so lange Synthese bis Ansammlung

Tags: 1. Semester, Biologie
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Flashcard set info:
Author: sternchenEtoile
Main topic: Biologie
Topic: Abiturwissen
Published: 27.03.2013
 
Card tags:
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