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Energiefreisetzung in Lebewesen durch Atmung und Gärung
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Inhalt des Vortrages Arten der Energiegewinnung durch Stoffwechselvorgänge Wie und wo wird die Energie im Organismus freigesetzt Welche Stoffwechselvorgänge sind dazu nötig Haupt- Themen Glykolyse Milchsäuregärung
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Möglichkeiten der Energiegewinnung
Aerobe Abbau von Nährstoffen Der Abbau geschieht unter Sauerstoffverbrauch Der Abbau führt zu Endprodukten wie Wasser und CO2 Aufnahme von Gas und Abgabe von CO2 Atmung
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Möglichkeiten der Energiegewinnung
Aerobe Abbau von Nährstoffen Zufuhr Verarbeitung Endprodukte O2 O2 CO2
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Möglichkeiten der Energiegewinnung
Anaerobe Abbau von Nährstoffen Der Abbau geschieht ohne Sauerstoffverbrauch Es entstehen organ. Verbindungen wie Milchsäure und Ethanol Speicherung als Zwischenprodukte zur Weiterverarbeitung Aerobe Weiterverarbeitung zu anorgan. Substanzen Gährung
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Möglichkeiten der Energiegewinnung
Anaerobe Abbau von Nährstoffen Nährstoffaufnahme Zerlegung in Grundbausteine (Monomere) Kohlehydrate Einfachzuckern Eiweißstoffe Aminosäuren Fette Glycerin und Fettsäuren Ballaststoffe *unverdaulich
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Möglichkeiten der Energiegewinnung
Anaerobe Abbau von Nährstoffen C H OH O L-(+) Milchsäure D-(-) Milchsäure Ethanol Entstehung organischer Verbindungen wie
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Möglichkeiten der Energiegewinnung
Verarbeitung der Nährstoffe Abbau der Nährstoffe Resorption Verdauung Atmung Gärung Aufnahme und Weiter -leitung von Monomeren (Grundbausteine)
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Möglichkeiten der Energiegewinnung
Verarbeitung der Nährstoffe - Resorption I CH2OH O HO H Fructose C OH NH2 Aminosäuren Dünndarm Abgabe Blutgefäße-system Schleimhaut
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Möglichkeiten der Energiegewinnung
Verarbeitung der Nährstoffe - Resorption II Blutgefäße Zelle Nutzung Baustoffe Kohlenhydrate i.F. Einfachzuckern (z.B. Glucose) Betriebsstoffe Reservestoffe
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Möglichkeiten der Energiegewinnung
Verarbeitung der Nährstoffe - Zwischenprodukt Kohlenhydrate Glucose Brenztraubensäure Milchsäure Ethanol Aktivierte Essigsäure anaerob aerob Alkoh. Gärung Anaerobe Glycolyse
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Möglichkeiten der Energiegewinnung
Adenosintriphosphat- ATP Übersicht ATP ist... ein Energiereicher Baustein der Nukleinsäuren ein Phosphat des organischen Moleküls Adenin zusammengebaut aus der Base Adenin und der β- D- Ribose ein universeller und direkter Energielieferant für Zellen
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Möglichkeiten der Energiegewinnung
Adenosintriphosphat- ATP Struktur CH2 P O OH N NH2 Adenin- Rest Ribose 3 Phosphat Reste
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Möglichkeiten der Energiegewinnung
Adenosintriphosphat- ATP in Zellen Enzyme spalten ATP Bindungen ADP Adenosindiphosphat AMP Adenosinmonophosphat ATP 32,6 bzw. 64,3 KJ/mol
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Abbau von Traubenzucker zu Brenztraubensäure- Glycolyse I
Ausgangsstoff Hexokinese Phosphorlierung Phosphoglukose- Isomerase OH O HO HO-CH2 Glucose (Traubenzucker) OH O HO P-O-CH2 Glucose- 6- Phosphat OH P-O-CH2 O H2COH Fructose- 6- Phosphat + ATP - ADP
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Abbau von Traubenzucker zu Brenztraubensäure- Glycolyse II
Ausgangsstoff Phosphorfructose- Kinase Weiterverarbeitung OH P-O-CH2 O H2COH Fructose- 6- Phosphat OH P-O-CH2 O H2-C-O-P Fructose- 1,6- Bisphosphat Fructose- 1,6-Diphosphat P-O-CH2 OH H2-C-O-P O + ATP - ADP
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Abbau von Traubenzucker zu Brenztraubensäure- Glycolyse III
Ausgangsstoff Aldolase 1 Aldolase 2 C H2C O OH H 2 Glycerinaldehyd- Phosphat Fructose- 1,6-Diphosphat P-O-CH2 OH H2-C-O-P O C O OH H2C P Dihydroxyaceton- Phosphat Isomerase
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Abbau von Traubenzucker zu Brenztraubensäure- Glycolyse IV
Ausgangsstoff Kinase bzw. Dehydrogenase Isomerase 2 Glycerinsäure- 3- Phosphat C H2C O OH H P 2 Glycerinaldehyd- Phosphat Dihydroxyaceton- Phosphat - 2 ATP +2 ADP - 2 NADH2 H2C HC OH COOH O P 2 Glycerinsäure- 2- Phosphat
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Abbau von Traubenzucker zu Brenztraubensäure- Glycolyse V
Ausgangsstoff Enolase Pyruvatkinase H2C HC OH COOH O P 2 Glycerinsäure- 2- Phosphat 2 Phosphoenolbrenz Traubensäure (PEP) P CH2 C COOH O 2 Enolbrenz- Traubensäure CH2 C COOH OH - 2 ATP +2 ADP
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Abbau von Traubenzucker zu Brenztraubensäure- Glycolyse VI
Ausgangsstoff Enol- Tautomerie Endprodukt 2 Enolbrenz- Traubensäure CH2 C COOH OH 2 Brenztraubensäure CH3 C COOH O 2 Brenztraubensäure 2 ATP 2 NADH2
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Abbau von Traubenzucker zu Brenztraubensäure- Energiebilanz
+ATP Glucose Glucose- 6- Phosphat Fructose- 6- Phosphat +ATP 2 Glycerinaldehyd Phosp. Fructose 1,6 Bis- Phosphat Fructose 1,6 Di- Phosphat Dihydroxyaceton Phosp. -2 ATP NADH2 2 Glycerinsäure 3 Phosp. 2 Glycerinsäure 2 Phosp. PEP -2 ATP NADH2 -2 ATP 2 Enolbenz- Traubensäure 2 Brenztraubensäure
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Möglichkeiten der Energiegewinnung
Verarbeitung der Nährstoffe - Zwischenprodukt Kohlenhydrate Glucose Brenztraubensäure Milchsäure Ethanol Aktivierte Essigsäure anaerob aerob Alkoh. Gärung Anaerobe Glycolyse
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Reduktion der Brenztraubensäure zu Milchsäure- Milchsäuregärung
Wozu wird die Milchsäure benötigt ? Wie entsteht die Milchsäure ? C H OH O L-(+) Milchsäure D-(-) Milchsäure Beispiel
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Reduktion der Brenztraubensäure zu Milchsäure- Milchsäuregärung
Wozu wird die Milchsäure benötigt ? 2 Brenztraubensäure CH3 C COOH O 2 Brenztraubensäure 2 ATP Oxidation zu NAD (Abbaufunktion) 2 NADH2
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Reduktion der Brenztraubensäure zu Milchsäure- Milchsäuregärung
Wie entsteht die Milchsäure ? Nicht ausreichende Sauerstoffzufuhr innerhalb des Blutes für Muskel-kontraktion Oxidation von NADH2 zu NAD Muskel-zellen
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Reduktion der Brenztraubensäure zu Milchsäure- Milchsäuregärung
Wie entsteht die Milchsäure ? Ausgangsstoff Milchsäuredeh- Hydrogenase 2 Enolbrenz- Traubensäure C O COOH + NADH2 H3C Milchsäure C OH COOH + NAD CH3 H
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Reduktion der Brenztraubensäure zu Milchsäure- Milchsäuregärung
Beispiel Die Milchsäuregärung erfolgt meist bei Sportlern Meist ungenügender Sauerstoffgehalt im Blut Anaerober Abbau von Milchsäure Milchsäuregärung
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Möglichkeiten der Energiegewinnung
Verarbeitung der Nährstoffe - Zwischenprodukt Kohlenhydrate Glucose Brenztraubensäure Milchsäure Ethanol Aktivierte Essigsäure anaerob aerob Alkoh. Gärung Anaerobe Glycolyse
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