VL 1

Question 1

Was ist Anabolismus, was ist Katabolismus? Wie hängen beide zusammen?

Answer 1

Anabolisus = Gesamtheit aller aufbauenden Stoffwechselreaktionen bzw. Biosynthesen unter Energieverbrauch

Katabolismus = Abbau von chem. Substanzen für die Energiegewinnung -> Energie für Bewegung oder Biosynthesen oder Abbau zu Vorläufern für Biosynthese

Zusammenhang: Katabolismus stellt Energie und Intermediate für den Anabolismus zur Verfügung

Question 2

Was sind die beiden Energiewährungen aller lebenden Zellen, und durch welches Enzym kann man die Energie von der einen in die andere Form „überführen“? (2 P)

Answer 2

ATP (Phosphorsäureanhydrid)

Membranpotential (Elektrochemisch)

-> Umwandlung durch ATP-Synthase

Question 3

Welche beiden prinzipiellen Prozesse/Wege der Energiekonservierung sind in lebenden Zellen verwirklicht? Welche Formen finden Sie bei sich selbst
(wo?/Schlüsselenzyme?) und welche Form brauchen gärende Mikroben? Welchen Ästen des Stoffwechsels sind die Wege jeweils zuzuordnen? (6 P)

Answer 3

1. Elektronentransportphosphorylierung (ETP) im red. Ast
2. Substratstufenphosphorylierung (SLP) im ox. Ast

Menschen:
- SLP in der Glykolyse (Phosphofruktokinase)
- ETP in der Amtungskette (ATP-Synthase)

Gärer:
- SLP

Question 4

Was bedeutet chemoorganoheterotroph? Nennen Sie einen chemolithoautotrophen Organismus (4 P)

Answer 4

Energiequelle = chem. Verbindung
Elektronenquelle = organische
C-Quelle = organisch

chemolithoautotroph: Acetobacterium woodii

Question 5

Was bedeutet photolithoautotroph? Nennen Sie einen chemolithoautotrophen Organismus (4 P)

Answer 5

Energiequelle = Licht
Elektronenquelle = anorganisch
C-Quelle = anorganisch

chemolithoautotroph: Acetobacterium woodii

Question 6

Was ist Mixotrophie? (1 P)

Answer 6

= eine Sonderform bei der CO2 und organische Kohlenstoffe als C-Quelle dienen

Question 7

Welche drei grundsätzlichen Dinge benötigt ein chemolithoautotrophes Bakterium im
Anabolismus, um zu wachsen und Makromoleküle herzustellen? (3 P)

Answer 7

Energiequelle: chem. Verbindugnen
Elektronenquelle: anorganisch
C-Quelle: anorganisch

Question 8

Welche Formen der Arbeit verrichtet eine lebende Zelle? (3 P)

Answer 8

1. machanische Arbeit
2. chemische Arbeit
3. osmotische Arbeit

Question 9

Welche Formen der Energie kann eine Zelle nutzen? (2P)

Answer 9

1. chemische Energie
2. Lichtenergie

Question 10

Welche Teil-Reaktionen katalysiert ein Knallgasbakterium jeweils im oxidativen und
im reduktiven Ast des Stoffwechsel? Schreiben Sie die Gesamtreaktion auf (Summenformel). (2 P)

Answer 10

2H2 + O2 -> 2H2O

oxidativer Ast: 2H2 -> 4H+

reduktiver Ast: O2 -> 2H2O

Question 11

Die Hydrolyse von ATP setzt 30 kJ/mol Energie frei. Warum benötigt die Zelle aber unter physiologischen Bedingungen 60-80 kJ/mol zur Synthese? (2 P)

Answer 11

Energiebedarf der ATP-Synthese
-> mitspielende Faktoren im Zellstoffwechsel: Transportarbeit, Übertragungsverluste, uvm.

Question 12

Welche Reaktionen sind exergon unter Standardbedingungen, welche endergon?

a) Acetatoxidation zu CO2 mit O2 als Elektronenakzeptor

b) Glucoseoxidation zu CO2 mit Protonen als Elektronenakzeptor (H2 als Produkt)

c) NAD+-Reduktion mit Glucose als Elektronendonor

d) NAD+-Reduktion mit Sulfid als Elektronendonor

e) CO2-Reduktion zu Acetat mit H2 als Elektronendonor

f) CO2-Reduktion zu Kohlenmonoxid (CO) mit H2 als Elektronendonor

Answer 12

a)

b)

c)

d)

e)

f)