Energiefreisetzung in Lebewesen durch Atmung und Gärung

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

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

Möglichkeiten der Energiegewinnung Aerobe Abbau von Nährstoffen Zufuhr Verarbeitung Endprodukte O2 O2 CO2

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

Möglichkeiten der Energiegewinnung Anaerobe Abbau von Nährstoffen Nährstoffaufnahme Zerlegung in Grundbausteine (Monomere) Kohlehydrate Einfachzuckern Eiweißstoffe Aminosäuren Fette Glycerin und Fettsäuren Ballaststoffe *unverdaulich

Möglichkeiten der Energiegewinnung Anaerobe Abbau von Nährstoffen C H OH O L-(+) Milchsäure D-(-) Milchsäure Ethanol Entstehung organischer Verbindungen wie

Möglichkeiten der Energiegewinnung Verarbeitung der Nährstoffe Abbau der Nährstoffe Resorption Verdauung Atmung Gärung Aufnahme und Weiter -leitung von Monomeren (Grundbausteine)

Möglichkeiten der Energiegewinnung Verarbeitung der Nährstoffe - Resorption I CH2OH O HO H Fructose C OH NH2 Aminosäuren Dünndarm Abgabe Blutgefäße-system Schleimhaut

Möglichkeiten der Energiegewinnung Verarbeitung der Nährstoffe - Resorption II Blutgefäße Zelle Nutzung Baustoffe Kohlenhydrate i.F. Einfachzuckern (z.B. Glucose) Betriebsstoffe Reservestoffe

Möglichkeiten der Energiegewinnung Verarbeitung der Nährstoffe - Zwischenprodukt Kohlenhydrate Glucose Brenztraubensäure Milchsäure Ethanol Aktivierte Essigsäure anaerob aerob Alkoh. Gärung Anaerobe Glycolyse

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

Möglichkeiten der Energiegewinnung Adenosintriphosphat- ATP Struktur CH2 P O OH N NH2 Adenin- Rest Ribose 3 Phosphat Reste

Möglichkeiten der Energiegewinnung Adenosintriphosphat- ATP in Zellen Enzyme spalten ATP Bindungen ADP Adenosindiphosphat AMP Adenosinmonophosphat ATP 32,6 bzw. 64,3 KJ/mol

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

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

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

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

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

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

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 -2 NADH2 2 Glycerinsäure 3 Phosp. 2 Glycerinsäure 2 Phosp. PEP -2 ATP -2 NADH2 -2 ATP 2 Enolbenz- Traubensäure 2 Brenztraubensäure

Möglichkeiten der Energiegewinnung Verarbeitung der Nährstoffe - Zwischenprodukt Kohlenhydrate Glucose Brenztraubensäure Milchsäure Ethanol Aktivierte Essigsäure anaerob aerob Alkoh. Gärung Anaerobe Glycolyse

Reduktion der Brenztraubensäure zu Milchsäure- Milchsäuregärung Wozu wird die Milchsäure benötigt ? Wie entsteht die Milchsäure ? C H OH O L-(+) Milchsäure D-(-) Milchsäure Beispiel

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

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

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

Reduktion der Brenztraubensäure zu Milchsäure- Milchsäuregärung Beispiel Die Milchsäuregärung erfolgt meist bei Sportlern Meist ungenügender Sauerstoffgehalt im Blut Anaerober Abbau von Milchsäure Milchsäuregärung

Möglichkeiten der Energiegewinnung Verarbeitung der Nährstoffe - Zwischenprodukt Kohlenhydrate Glucose Brenztraubensäure Milchsäure Ethanol Aktivierte Essigsäure anaerob aerob Alkoh. Gärung Anaerobe Glycolyse

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