Respiration Flashcards
Glykolyse
Als Glykolyse bezeichnet man die Reaktionskette (eine Abfolge von Reaktionen), durch die Glucose mit Energiegewinn abgebaut wird. Der Begriff Glykolyse bedeutet soviel wie “Zuckerspaltung”. Die Glykolyse läuft in fast allen Zellen gleich ab und dient allen Zellen zur Energiegewinnung: Ein Molekül Glucose wird in zwei Moleküle Pyruvat umgewandelt, wobei zwei weitere Stoffe gebildet werden: ATP und NADH. Ort der Glykolyse innerhalb der Zelle ist das Zellplasma (Cytoplasma).
Oxidative Decarboxylierung
engl. Link Reaction
Die oxidative Decarboxylierung ist ein Teilprozess der Zellatmung. Er findet in der Matrix der Mitochondrien statt. Durch diesen Prozess wird die Carboxygruppe von bestimmten α-Ketosäuren in einer Reaktionsfolge abgespalten und die entstehende Hydroxylgruppe des restlichen Moleküls oxidiert. Mögliche Substrate sind hierbei Pyruvat, das z. B. aus der Glykolyse stammt, oder α-Ketoglutarat, ein Metabolit aus dem Citratzyklus. Diese werden enzymatisch zu Acetyl-CoA bzw. Succinyl-CoA umgesetzt. Beide Produkte werden dann im
weiterprozessiert.Citratzyklus
Citratzyklus (Krebs cycle)
Ein Kreislauf biochemischer Reaktionen, der eine wichtige Rolle im Stoffwechsel (Metabolismus) aerober Zellen von Lebewesen spielt und hauptsächlich dem oxidativen Abbau organischer Stoffe zum Zweck der Energiegewinnung und der Bereitstellung von Zwischenprodukten für Biosynthesen dient. Das beim Abbau von Fetten, Zuckern und Aminosäuren als Zwischenprodukt entstehende Acetyl-CoA wird darin zu Kohlenstoffdioxid (CO2) und Wasser (H2O) abgebaut. Dabei werden sowohl für den Aufbau organischer Körperbestandteile des Lebewesens (Anabolismus) nutzbare Zwischenprodukte gebildet wie auch direkt und indirekt Energie in biochemisch verfügbarer Form (als Adenosintriphosphat ATP) zur Verfügung gestellt.
Der Citratzyklus läuft bei Eukaryoten in der Matrix der Mitochondrien, bei Prokaryoten im Zytoplasma ab. Eine umgekehrte Reaktionsfolge findet im sogenannten reduktiven Citratzyklus statt, der zur Kohlenstoffdioxid-Assimilation mancher Bakterien dient.
Oxidative Phosphorylierung
Die oxidative Phosphorylierung ist ein biologischer Prozess, der in allen aeroben Lebewesen stattfindet. Sie ist Teil des Energiestoffwechsels und dient der Energiegewinnung in Form von ATP. Die zur Herstellung von ATP benötigte Energie wird dabei mittels der Atmungskette gewonnen und mithilfe der chemiosmotischen Kopplung in chemische Energie umgesetzt. Beteiligt sind außerdem noch Transportproteine.
Coenzym
(auch Koenzym oder Cosubstrat)
Ein niedermolekulares organisches Molekül, das nicht-kovalent an ein Enzym bindet und daher nach der Katalyse wieder dissoziiert. Es nimmt während der Reaktion chemische Gruppen, Protonen oder Elektronen auf oder gibt diese ab, wodurch sich seine Reaktivität verändert.[2] Ein Coenzym geht also – wie die prosthetische Gruppe – verändert aus der Reaktion hervor[3] und muss daher neu in den Ursprungszustand überführt werden, jedoch geschieht das meist nicht am Enzym.
NAD (Nicotinamidadenindinukleotid)
NAD+ dient dem Organismus meist als Oxidationsmittel. Daher ist das Verhältnis NADH/NAD+ klein (<<1), um ein entsprechend positives Redoxpotential zu erzielen. Als Reduktionsmittel kommt aber vor allem NADPH zum Einsatz. Daher ist das Verhältnis NADPH/NADP+ groß (>>1), um zu einem entsprechend negativen Redoxpotential zu gelangen. Somit wird klar, warum es zwei differenzierbare Redoxcofaktoren geben muss. Ein einzelnes Redoxpaar könnte nicht gleichzeitig ein hohes Redoxpotential für biologische Oxidationen und ein niedriges Redoxpotential für biologische Reduktionen bereitstellen.
Die energiereiche, reduzierte Form NADH dient im oxidativen Stoffwechsel als energielieferndes Coenzym der Atmungskette, wobei ATP generiert wird. Bei ihrer Oxidation gibt sie die zuvor im katabolen Glucose- und/oder Fettstoffwechsel aufgenommenen Elektronen wieder ab und überträgt sie so im Rahmen der intrazellulären Knallgasreaktion auf Sauerstoff. Dabei entstehen schließlich NAD+ und Wasser.
NAD+ ist auch ein Coenzym von Dehydrogenasen, z. B. der Alkoholdehydrogenase (ADH), die Alkohol oxidieren.
Atmungskette
Die Atmungskette ist ein Teil des Energiestoffwechsels der meisten Lebewesen.
Elektronentransportkette
Als Elektronentransportkette wird ein biologischer Prozess bezeichnet, bei dem mehrere elektronenübertragende Moleküle beim Transport von Elektronen von einem Donator zu einem oder mehreren Akzeptoren zusammenwirken. Als Folge davon entsteht ein elektrochemischer Gradient über.
Stages of celullar respiration
What are the products of cellular respiration?
CO2, H2O, Energy (Heat, 38ATP)
How is ATP produced?
It is produced through cellular respiration.
What are the main steps of celluar respiration?
- Glycolysis (DE: Glykolyse)
- Krebs Cycle (DE: Krebszyklus)
- Electron trasport chain (Elektronentrasportkette)
What does glycolysis generate?
2 net ATPs (in total 4 but 2 ATPs are used during the reaction)
Which step of the cell respiration is anaerobic (DE: anaerob)?
Glyclolysis
Which step of cell respiration produces most of the ATP?
The electron transport cycle produces most ATP.
What is need to start glycolysis (investment phase)?
2 ATP, 4 ADP, 2 NAD, 4 phosphate group
What are the products of glycolysis?
2 NADH, 2 Pyrovates, 4 ATP
Where does glycolysis happen?
It happens in the cytoplasma.
Where does the Krebs cycle take place?
The Krebs cycle takes place in the inner membrane of the mitochondira.
What happens with pyruvate in the Krebs cycle?
Pyruvate is oxydized to Acetyl-CoA (DE: Coenzyme A).
What happens to Acetyl CoA in the Krebs cycle?
Acetyl CoA (which has 2 carbons) reacts with oxaloacetat (4 carbons, also called oxaloacetic acid, DE: Oxalessigsäure to form citric acid (6 carbons, DE: Citronensaeure).
What happens to citric acid in the Krebs cycle (Citronensaeure)?
Citric acid is oxydized to oxaloacetic acid This process generates NADs, CO2s, ADPs, FADs which are used in the electron transport chain.
What does the Krebs cycle generate?
4 ATP, 10 NADH, 2 FADH2 whith are used in the electron transport cycle.
What molecules are used to produce ATP in the electron transport chain?
NADH and FADH with indirectly contribute to produce 5 ATPs in total (the electron transport chain itself produces ca. 34 ATP).
What happens with NADH in the electron transport chain?
NADH is oxidized to NAD+ + H+ in the mitochondrial matrix. The H+ are pumped out from the matrix to the outer membrane.
Which part of the mitochondria is more acidic?
The outer membrane of the mitochonria is more acidic.
Why is the concentration of H+ higher in the outer membrane of the mitochondira?
ATP synthase uses the concentration gradient to pump out ATP from the inner to the outer membrane.
Where is the ATP synthase (DE: ATP-Synthase) located?
It is located in the inner membrane of the mitochondria.
Where does chemiosmosis (DE: chemiosmotische Kopplung)happen?
It happens in the outer and inner membrane of the mitochondria. In chemiosmosis H+ flows from the outer membrane to the inner membrane of the mitochondria.
