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Biochemie Energiefreisetzung in Lebewesen © Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Yves Kinsinger Energiefreisetzung in Lebewesen durch Atmung.

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Präsentation zum Thema: "Biochemie Energiefreisetzung in Lebewesen © Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Yves Kinsinger Energiefreisetzung in Lebewesen durch Atmung."—  Präsentation transkript:

1 Biochemie Energiefreisetzung in Lebewesen © Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Yves Kinsinger Energiefreisetzung in Lebewesen durch Atmung und Gärung

2 Biochemie Energiefreisetzung in Lebewesen © Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Yves Kinsinger Inhalt des Vortrages Arten der Energiegewinnung durch Stoffwechselvorgänge Wie und wo wird die Energie im Organismus freigesetzt Welche Stoffwechselvorgänge sind dazu nötig Glykolyse Milchsäuregärung Haupt- Themen

3 Biochemie Energiefreisetzung in Lebewesen © Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Yves Kinsinger Möglichkeiten der Energiegewinnung I. Aerobe Abbau von Nährstoffen Der Abbau führt zu Endprodukten wie Wasser und CO 2 Aufnahme von Gas und Abgabe von CO 2 Der Abbau geschieht unter Sauerstoffverbrauch Atmung

4 Biochemie Energiefreisetzung in Lebewesen © Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Yves Kinsinger Möglichkeiten der Energiegewinnung I. Aerobe Abbau von Nährstoffen O2O2 ZufuhrVerarbeitungEndprodukte CO 2 O2O2

5 Biochemie Energiefreisetzung in Lebewesen © Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Yves Kinsinger Möglichkeiten der Energiegewinnung II. Anaerobe Abbau von Nährstoffen Es entstehen organ. Verbindungen wie Milchsäure und Ethanol Speicherung als Zwischenprodukte zur Weiterverarbeitung Der Abbau geschieht ohne Sauerstoffverbrauch Gährung Aerobe Weiterverarbeitung zu anorgan. Substanzen

6 Biochemie Energiefreisetzung in Lebewesen © Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Yves Kinsinger Möglichkeiten der Energiegewinnung II. Anaerobe Abbau von Nährstoffen NährstoffaufnahmeZerlegung in Grundbausteine (Monomere) KohlehydrateEinfachzuckern EiweißstoffeAminosäuren FetteGlycerin und Fettsäuren Ballaststoffe*unverdaulich

7 Biochemie Energiefreisetzung in Lebewesen © Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Yves Kinsinger Möglichkeiten der Energiegewinnung II. Anaerobe Abbau von Nährstoffen C C C H HH H OH O C C C H HH H O L-(+) Milchsäure D-(-) Milchsäure H C H H C H H OH Ethanol Entstehung organischer Verbindungen wie

8 Biochemie Energiefreisetzung in Lebewesen © Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Yves Kinsinger Möglichkeiten der Energiegewinnung III.Verarbeitung der Nährstoffe Verdauung Atmung Gärung Abbau der NährstoffeResorption Aufnahme und Weiter - leitung von Monomeren (Grundbausteine)

9 Biochemie Energiefreisetzung in Lebewesen © Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Yves Kinsinger Möglichkeiten der Energiegewinnung III.Verarbeitung der Nährstoffe - Resorption I CH 2 OH O HOH H HCH 2 OH Fructose O C OH NH 2 Aminosäuren Schleimhaut Abgabe Blutgefäße- system Dünndarm

10 Biochemie Energiefreisetzung in Lebewesen © Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Yves Kinsinger Möglichkeiten der Energiegewinnung III.Verarbeitung der Nährstoffe - Resorption II BlutgefäßeZelleNutzung Baustoffe Reservestoffe Betriebsstoffe Kohlenhydrate i.F. Einfachzuckern (z.B. Glucose)

11 Biochemie Energiefreisetzung in Lebewesen © Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Yves Kinsinger Möglichkeiten der Energiegewinnung III.Verarbeitung der Nährstoffe - Zwischenprodukt Kohlenhydrate Glucose Brenztraubensäure MilchsäureEthanol Aktivierte Essigsäure anaerob aerob Alkoh. GärungAnaerobe Glycolyse

12 Biochemie Energiefreisetzung in Lebewesen © Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Yves Kinsinger Möglichkeiten der Energiegewinnung IV.Adenosintriphosphat- ATP Übersicht ATP ist... ein Energiereicher Baustein der Nukleinsäuren zusammengebaut aus der Base Adenin und der β- D- Ribose ein universeller und direkter Energielieferant für Zellen ein Phosphat des organischen Moleküls Adenin

13 Biochemie Energiefreisetzung in Lebewesen © Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Yves Kinsinger Möglichkeiten der Energiegewinnung IV.Adenosintriphosphat- ATP Struktur Adenin- Rest CH 2 PPOPOOO OOO OOO O OH N N N N NH 2 Ribose3 Phosphat Reste

14 Biochemie Energiefreisetzung in Lebewesen © Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Yves Kinsinger Möglichkeiten der Energiegewinnung IV.Adenosintriphosphat- ATP in Zellen ATP Enzyme spalten ATP Bindungen ADP Adenosindiphosphat AMP Adenosinmonophosphat 32,6 bzw. 64,3 KJ/mol

15 Biochemie Energiefreisetzung in Lebewesen © Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Yves Kinsinger I. Abbau von Traubenzucker zu Brenztraubensäure- Glycolyse I OH O HO OH HO-CH 2 Glucose (Traubenzucker) AusgangsstoffHexokinese Phosphorlierung OH O HO OH P-O-CH 2 Glucose- 6- Phosphat Phosphoglukose- Isomerase OH P-O-CH 2 OH O H 2 COH Fructose- 6- Phosphat + ATP - ADP

16 Biochemie Energiefreisetzung in Lebewesen © Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Yves Kinsinger I. Abbau von Traubenzucker zu Brenztraubensäure- Glycolyse II AusgangsstoffPhosphorfructose- Kinase Weiterverarbeitung OH P-O-CH 2 OH O H 2 COH Fructose- 6- Phosphat OH P-O-CH 2 OH O H 2 -C-O-P Fructose- 1,6- Bisphosphat Fructose- 1,6- Diphosphat P-O-CH 2 OH H 2 -C-O-P O + ATP - ADP

17 Biochemie Energiefreisetzung in Lebewesen © Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Yves Kinsinger AusgangsstoffAldolase 1Aldolase 2 I. Abbau von Traubenzucker zu Brenztraubensäure- Glycolyse III Fructose- 1,6- Diphosphat P-O-CH 2 OH H 2 -C-O-P O C H2CH2C C O OHH O H 2 Glycerinaldehyd- Phosphat C O OH H2CH2C H2CH2C OP Dihydroxyaceton- Phosphat Isomerase

18 Biochemie Energiefreisetzung in Lebewesen © Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Yves Kinsinger AusgangsstoffKinase bzw. Dehydrogenase Isomerase I. Abbau von Traubenzucker zu Brenztraubensäure- Glycolyse IV 2 Glycerinaldehyd- Phosphat Dihydroxyaceton- Phosphat 2 Glycerinsäure- 3- Phosphat C H2CH2C C O OHH O P H2CH2C HC OH COOH O P 2 Glycerinsäure- 2- Phosphat - 2 ATP +2 ADP - 2 NADH 2

19 Biochemie Energiefreisetzung in Lebewesen © Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Yves Kinsinger AusgangsstoffEnolasePyruvatkinase I. Abbau von Traubenzucker zu Brenztraubensäure- Glycolyse V H2CH2C HC OH COOH O P 2 Glycerinsäure- 2- Phosphat 2 Phosphoenolbrenz Traubensäure (PEP) P CH 2 C COOH O 2 Enolbrenz- Traubensäure CH 2 C COOH OH - 2 ATP +2 ADP

20 Biochemie Energiefreisetzung in Lebewesen © Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Yves Kinsinger AusgangsstoffEnol- TautomerieEndprodukt I. Abbau von Traubenzucker zu Brenztraubensäure- Glycolyse VI 2 Enolbrenz- Traubensäure CH 2 C COOH OH 2 Brenztraubensäure CH 3 C COOH O 2 Brenztraubensäure 2 ATP 2 NADH 2

21 Biochemie Energiefreisetzung in Lebewesen © Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Yves Kinsinger I. Abbau von Traubenzucker zu Brenztraubensäure- Energiebilanz Glucose- 6- PhosphatGlucoseFructose- 6- Phosphat Fructose 1,6 Bis- Phosphat 2 Glycerinsäure 3 Phosp. Fructose 1,6 Di- Phosphat +ATP 2 Glycerinaldehyd Phosp. Dihydroxyaceton Phosp. -2 ATP - 2 NADH 2 2 Glycerinsäure 2 Phosp. PEP 2 Enolbenz- Traubensäure2 Brenztraubensäure -2 ATP -2 ATP -2 NADH 2

22 Biochemie Energiefreisetzung in Lebewesen © Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Yves Kinsinger Möglichkeiten der Energiegewinnung III.Verarbeitung der Nährstoffe - Zwischenprodukt Kohlenhydrate Glucose Brenztraubensäure MilchsäureEthanol Aktivierte Essigsäure anaerob aerob Alkoh. GärungAnaerobe Glycolyse

23 Biochemie Energiefreisetzung in Lebewesen © Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Yves Kinsinger II. Reduktion der Brenztraubensäure zu Milchsäure- Milchsäuregärung Wozu wird die Milchsäure benötigt ? Wie entsteht die Milchsäure ? C C C H HH H OH O C C C H HH H O L-(+) Milchsäure D-(-) Milchsäure Beispiel

24 Biochemie Energiefreisetzung in Lebewesen © Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Yves Kinsinger 2 Brenztraubensäure CH 3 C COOH O 2 Brenztraubensäure 2 ATP II. Reduktion der Brenztraubensäure zu Milchsäure- Milchsäuregärung I. Wozu wird die Milchsäure benötigt ? 2 NADH 2 Oxidation zu NAD (Abbaufunktion)

25 Biochemie Energiefreisetzung in Lebewesen © Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Yves Kinsinger II. Reduktion der Brenztraubensäure zu Milchsäure- Milchsäuregärung II. Wie entsteht die Milchsäure ? Nicht ausreichende Sauerstoffzufuhr innerhalb des Blutes für Muskel- kontraktion Oxidation von NADH 2 zu NAD Muskel- zellen

26 Biochemie Energiefreisetzung in Lebewesen © Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Yves Kinsinger II. Reduktion der Brenztraubensäure zu Milchsäure- Milchsäuregärung II. Wie entsteht die Milchsäure ? 2 Enolbrenz- Traubensäure C O COOH + NADH 2 H3CH3C Milchsäuredeh- Hydrogenase Ausgangsstoff Milchsäure C OH COOH + NAD CH 3 H

27 Biochemie Energiefreisetzung in Lebewesen © Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Yves Kinsinger II. Reduktion der Brenztraubensäure zu Milchsäure- Milchsäuregärung III. Beispiel Die Milchsäuregärung erfolgt meist bei Sportlern Meist ungenügender Sauerstoffgehalt im Blut Anaerober Abbau von Milchsäure Milchsäuregärung

28 Biochemie Energiefreisetzung in Lebewesen © Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Yves Kinsinger Möglichkeiten der Energiegewinnung III.Verarbeitung der Nährstoffe - Zwischenprodukt Kohlenhydrate Glucose Brenztraubensäure MilchsäureEthanol Aktivierte Essigsäure anaerob aerob Alkoh. GärungAnaerobe Glycolyse

29 Biochemie Energiefreisetzung in Lebewesen © Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Yves Kinsinger Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit ??? Fragen ???


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