Dieses Dokument stellt eine Zusammenfassung bzw. einen Lernzettel zum Thema Energiestoffwechsel im Fach Biologie dar. Das Dokument ist zum Lernen für das Abitur geeignet.
Niedersachsen, 11. 12. 13. Klasse
Äußere Atmung = Austausch von Gasen: Umgebung <---> Körperinneres; über Hautatmung (Amphi-
bien), Tracheenatmung (Insekten), Kiemenatmung (Fische), Lungenatmung (Menschen)
Innere Atmung = Zellatmung
Beispiel Hyperventilation beim Tauchen
Auslösen des Atemreizes durch: pH-Wert, Sauerstoffgehalt im Blut und primär durch die Kohlenstoff-
dioxidkonzentration
Durch eine starke Hyperventilation wird die CO2-Konzentration stark abgesenkt 2,6kPa (PCO2). Beim
Tauchen wird O2 verbraucht; die CO2-Konzentration steigt → erreicht aber nicht den Schwellenwert
für den Atemreiz. Wenn vor diesem Atemreiz zu wenig O2 vorhanden ist → Ohnmacht (primär Ge-
hirn relevant)
Erythrozyten (rote Blutzellen)
→ besitzt Protein, welches aus zwei Alpha-Ketten und zwei Beta-Ketten besteht → Quartärstruktur.
Diese vier Untereinheiten haben jeweils ein Fe2+-Atom, welche maximal vier O2-Moleküle binden
kann pro Hämoglobin.
→ kooperative Effekte: wird ein O2-Molekül aufgenommen, verändert sich die Struktur Hämoglobins
leicht. – Folge: drei weitere O2-Moleküle können leichter aufgenommen werden (bei Desoxygenie-
rung umgekehrt).
- Sauerstoffsättigung ist ein
Maß für die Oxygenierung des
Hämoglobins → direkte Abhän-
gigkeit PO2-Wert (Partialdruck)
- Sauerstoffaffinität des Hämo-
globins hängt von a) der Tempe-
ratur, b) dem pH-Wert und c)
der CO2-Konzentration ab
- P50-Wert (Referenzwert); O2-
Partialdruck, wenn 50% des Hä-
moglobins oxygeniert (mit Sau-
erstoff beladen) ist.
, Desto kleiner das Lebewesen, desto höher
muss der Partialdruck sein um 50%ige
Sauerstoffsättigung zu erreichen → P50-Wert
nimmt mit abnehmender Körpergröße zu →
geringere Sauerstoffaffinität. Sauerstoff kann
leichter abgegeben werden und gelangt
schneller in die Zellen → wichtig, da die
Zellatmungsrate hoch ist (viel Sauerstoff wird
benötigt), um die Temperatur aufrecht zu
erhalten. Hohe Zellatmungsrate, da kleinere
Tiere im Verhältnis mehr Energie als Wärme
über ihre Körperoberfläche abgeben.
Lebewesen haben einen Energiebedarf.
Dieser wird unterschieden in:
1. Grundumsatz: Auf-
rechterhaltung lebens-
notwendiger Vorgänge
+
2. Leistungsumsatz: not-
wendige Energie über
den Grundumsatz hin-
aus
=
3. Gesamtumsatz
--> Ein wichtiges Molekül
im Rahmen des Energie-
bedarfs ist Glucose.
Die in der Glucose enthaltende Energie (chemische Energie) wird zum Teil in Wärme umgewan-
delt und zum Teil auf Überträgermoleküle übertragen.
Energiereiche Moleküle in niedermolekulare Stoffe Umwandlung
Redoxreaktion:
1. Oxidation (Elektronenabgabe)
2. Reduktion (Elektronenaufnahme)
Bei Redoxreaktionen haben Coenzyme, auch Reduktionsäquivalente genannt, eine wichtige Rolle.
→ NAD: oxidiert NAD+, reduziert NADH + H+
→ FAD --> FADH2
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