Biochemie Quiz über Enzyme und Stoffwechsel
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Questions and Answers

Was ist die Funktion von Amylase?

  • Hydrolyse von Stärke (correct)
  • Zersetzung von H2O2
  • Fettspaltung
  • Spaltung von Lactose
  • Welches Enzym ist für die Hydrolyse von Proteinen verantwortlich?

  • Lipase
  • Proteasen (correct)
  • Katalase
  • Laktase
  • Was wird durch die Aktivität der Lipase erreicht?

  • Fettspaltung (correct)
  • Hydrolyse von Stärke
  • Zersetzung von H2O2
  • Spaltung von Lactose
  • Welches der folgenden Enzyme spaltet Lactose?

    <p>Laktase (B)</p> Signup and view all the answers

    Was geschieht bei einem Redoxprozess?

    <p>Elektronen werden zwischen Molekülen übertragen (C)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt der Katabolismus?

    <p>Abbaureaktionen hochmolekularer Verbindungen (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über den Anabolismus ist korrekt?

    <p>Energie wird bei diesen Reaktionen verbraucht. (C)</p> Signup and view all the answers

    Was ist das Hauptprodukt bei Abbaureaktionen im Katabolismus?

    <p>Energie (D)</p> Signup and view all the answers

    Welches Molekül wird typischerweise bei anabolen Reaktionen abgebaut?

    <p>ATP (A)</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein Beispiel für eine katabolische Reaktion?

    <p>Abbau von Stärke zu CO2 und H2O (A)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt der Begriff 'Sekundärer Transport' in Bezug auf Membrantransport?

    <p>Transport von Molekülen entgegen dem Konzentrationsgradienten (A), Gekoppelter Transport von Substanzen über einen Carrier (D)</p> Signup and view all the answers

    Welche Funktion hat ein 'Natrium-Protonen-Antiporter'?

    <p>Transport von Natrium und Protonen in entgegengesetzte Richtungen (D)</p> Signup and view all the answers

    Welcher Mechanismus beschreibt die erleichterte Diffusion?

    <p>Carrier-vermittelter Transport durch spezifische Proteinstrukturen (B)</p> Signup and view all the answers

    Ein Beispiel für primären Transport ist:

    <p>Transport von Ionen unter Energieverbrauch (C)</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein Beispiel für eine erleichterte Diffusion?

    <p>Der Transport von Kalium durch einen Uniporter (D)</p> Signup and view all the answers

    Was passiert mit NAD+, wenn es Wasserstoff bindet?

    <p>Es wird zu NADH. (B)</p> Signup and view all the answers

    Welche Rolle spielt ATP in der Zelle?

    <p>Es ist die generelle Energieeinheit des Stoffwechsels. (D)</p> Signup and view all the answers

    Wie wird die Energie aus ATP freigesetzt?

    <p>Durch Hydrolyse in ADP und Phosphat. (B)</p> Signup and view all the answers

    Was sind chemische Bindungen zwischen den Phosphatgruppen in ATP?

    <p>Hohe Energiehaltige Bindungen. (A)</p> Signup and view all the answers

    Welches Ion wird aus NADH/H+-Ion gebildet?

    <p>Ein zusätzliches Proton. (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche Reaktion treibt endotherme Reaktionen an?

    <p>Exotherme Reaktionen. (D)</p> Signup and view all the answers

    Was geschieht mit der Energie nach der Hydrolyse von ATP?

    <p>Sie kann endotherme Reaktionen antreiben. (B)</p> Signup and view all the answers

    Wie hoch ist der Energiebetrag, der für endotherme Reaktionen benötigt wird?

    <p>-32 kJ/mol. (D)</p> Signup and view all the answers

    Was charakterisiert A in einer Redoxreaktion?

    <p>Es wird oxidiert. (C), Es wirkt als Reduktionsmittel. (D)</p> Signup and view all the answers

    Welche Funktion hat NAD+ in katabolischen Reaktionen?

    <p>Es oxidiert andere Moleküle. (A), Es fungiert als Elektronenakzeptor. (B)</p> Signup and view all the answers

    Was wird durch NADH in einer chemischen Reaktion erreicht?

    <p>Die Reduktion eines anderen Moleküls. (C)</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage beschreibt die Oxidationszahl eines Atoms?

    <p>Sie ergibt sich aus der Ionenladung eines Atoms. (A)</p> Signup and view all the answers

    Was sind prosthetische Gruppen?

    <p>Kovalent gebundene Elektronenüberträger an Enzymen. (B)</p> Signup and view all the answers

    Was passiert, wenn ein NAD+-Ion ein Wasserstoffatom und ein zusätzliches Elektron aufnimmt?

    <p>Es wird zum NADH. (B)</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein Kennzeichen der Knallgasreaktion?

    <p>Es handelt sich um eine exotherme Reaktion. (D)</p> Signup and view all the answers

    In welchen Arten von Reaktionen kommen NADP+/NADPH vor?

    <p>In anabolischen Reaktionen. (D)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Bakterien gehören zu den homofermentativen Milchsäurebakterien?

    <p>Streptococcus (B)</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Hauptunterschied zwischen homofermentativen und heterofermentativen Milchsäurebakterien?

    <p>Heterofermentative Bakterien produzieren auch Ethanol. (D)</p> Signup and view all the answers

    Welche Verbindung ist das Hauptprodukt der Milchsäuregärung?

    <p>Milchsäure (B)</p> Signup and view all the answers

    Welche Eigenschaft trifft auf Milchsäurebakterien zu?

    <p>Sie sind aerotolerant. (B)</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Substrate wird von Milchsäurebakterien verwendet?

    <p>Lactose (B)</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Strukturformel von Lactose?

    <p>D-Galactose + D-Glucose (A)</p> Signup and view all the answers

    Wie gewinnen Milchsäurebakterien Energie?

    <p>Durch Gärung und Substratkettenphosphorylierung. (D)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Verbindungen ist ein Hauptprodukt der alkoholischen Gärung?

    <p>Ethanol (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen über Gärungsprozesse ist richtig?

    <p>Sie regenerieren NAD+ durch die Umwandlung von Pyruvat. (A)</p> Signup and view all the answers

    Was fehlt den heterofermentativen Milchsäurebakterien in Bezug auf ihren Stoffwechsel?

    <p>Aldolase (A)</p> Signup and view all the answers

    Flashcards

    Katabolismus

    Die Reaktion, bei der große, energiereiche Moleküle in kleinere, einfachere Moleküle umgewandelt werden.

    Anabolismus

    Die Reaktion, bei der kleine, einfache Moleküle zu großen, komplexen Molekülen zusammengefügt werden.

    ATP

    ATP steht für Adenosintriphosphat. Es ist ein energiereiches Molekül, das in Zellen die Energie speichert und freisetzt.

    Endergonische Reaktion

    Eine endergonische Reaktion benötigt Energie, um abzulaufen, die Energie wird aufgenommen.

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    Exergonische Reaktion

    Eine exergonische Reaktion setzt Energie frei, die Energie wird freigegeben.

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    Enzyme

    Enzyme sind biologische Katalysatoren, die chemische Reaktionen in Lebewesen beschleunigen, ohne dabei selbst verbraucht zu werden.

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    Faktoren, die die Enzymaktivität beeinflussen

    Die Geschwindigkeit einer enzymkatalysierten Reaktion hängt von der Temperatur, dem pH-Wert, der Konzentration des Enzyms und des Substrats ab.

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    Aktives Zentrum eines Enzyms

    Ein Enzym hat ein aktives Zentrum, an das das Substrat bindet und wo die Reaktion stattfindet.

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    Kompetitive Hemmung

    Bei der kompetitiven Hemmung blockiert ein Inhibitor das aktive Zentrum des Enzyms und verhindert die Bindung des Substrats.

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    Nicht-kompetitive Hemmung

    Nicht-kompetitive Hemmung: Ein Inhibitor bindet an eine andere Stelle des Enzyms, wodurch die Form des aktiven Zentrums verändert wird. Dadurch kann das Substrat nicht mehr binden.

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    Reduktionsmittel

    Ein Stoff, der Elektronen abgibt und dabei selbst oxidiert wird.

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    Oxidationsmittel

    Ein Stoff, der Elektronen aufnimmt und dabei selbst reduziert wird.

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    Redoxreaktion

    Eine chemische Reaktion, bei der Elektronen von einem Stoff auf einen anderen übertragen werden. Sie ist wichtig für die Energiespeicherung.

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    Oxidationszahl

    Die Ladung eines Atoms in einer chemischen Verbindung.

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    Elektronenüberträger

    Ein Molekül, das Elektronen zwischen verschiedenen Stoffen transportieren kann.

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    Prosthetische Gruppe

    Eine prosthetische, kovalent an ein Enzym gebundene Gruppe, die an Redoxreaktionen beteiligt ist.

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    NAD+

    Ein Coenzym, das nicht kovalent an ein Enzym gebunden ist und Elektronen und Protonen transportieren kann.

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    FAD+

    Ein Coenzym, das nicht kovalent an ein Enzym gebunden ist und ausschließlich Elektronen transportieren kann.

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    Aktiver Transport

    Der Transport von Stoffen über Zellmembranen, der Energie benötigt und gegen den Konzentrationsgradienten erfolgt.

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    Passiver Transport

    Der Transport von Stoffen über Zellmembranen, der keinen Energieaufwand benötigt und dem Konzentrationsgradienten folgt.

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    Einfache Diffusion

    Eine Form des passiven Transports, bei der ein Stoff durch die Membran diffundiert, ohne dass ein Transportprotein benötigt wird.

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    Erleichterte Diffusion

    Eine Form des passiven Transports, bei der ein Stoff mit Hilfe eines Transportproteins durch die Membran diffundiert.

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    Gekoppelter Transport

    Der Transport von zwei verschiedenen Stoffen durch die Membran, wobei die Bewegung des einen Stoffes die Bewegung des anderen Stoffes antreibt.

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    NAD+ und NADH

    NAD+ ist die oxidierte Form des Coenzyms, die zwei Elektronen und ein Proton aufnehmen kann, um zur reduzierten Form NADH zu werden.

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    Was ist ATP?

    ATP (Adenosintriphosphat) ist ein energiereiches Molekül, das die Energie in Zellen speichert und freisetzt. Es besteht aus Adenosin (Adenin und Ribose) und drei Phosphatgruppen.

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    Hydrolyse von ATP

    Die Energie kann durch Hydrolyse (Spaltung unter Wasseraufnahme) des ATP in ADP (Adenosindiphosphat) und Phosphat freigesetzt werden.

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    Endotherme Reaktionen

    Endotherme Reaktionen benötigen Energie, um abzulaufen. Sie sind endergonisch, da die freien Energieänderung ΔG positiv ist.

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    Exotherme Reaktionen

    Exotherme Reaktionen setzen Energie frei. Sie sind exergonisch, da die freie Energieänderung ΔG negativ ist.

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    Coenzym-A

    Ein Coenzym ist ein kleines, organisches Molekül, das an ein Enzym bindet und dessen Funktion unterstützt. Coenzym-A (CoA) ist ein wichtiges Coenzym im Stoffwechsel.

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    Was sind Milchsäurebakterien?

    Milchsäurebakterien sind Bakterien, die Milchsäure als Hauptprodukt der Gärung erzeugen. Sie sind anaerob bis mikroaerophil und kommen in Milch, Milchprodukten, pflanzlichen Produkten und Schleimhäuten vor. Sie verwenden Laktose (Milchzucker) als Energiequelle.

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    Was sind homofermentative Milchsäurebakterien?

    Homofermentative Milchsäurebakterien sind Bakterien, die ausschließlich Milchsäure als Gärungsprodukt erzeugen. Sie verwenden die Glykolyse, um Glucose in Milchsäure umzuwandeln.

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    Was sind heterofermentative Milchsäurebakterien?

    Heterofermentative Milchsäurebakterien sind Bakterien, die neben Milchsäure auch andere Gärungsprodukte wie CO2 und Ethanol erzeugen. Sie verwenden den Pentose-Phosphat-Weg, um Glucose in verschiedene Produkte umzuwandeln.

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    Was ist alkoholische Gärung?

    Die alkoholische Gärung ist ein Prozess, bei dem Zucker durch Hefen in Ethanol (Alkohol) und Kohlendioxid umgewandelt wird. Dieser Prozess geschieht unter anaeroben Bedingungen, d.h. ohne Sauerstoff.

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    Was ist Milchsäuregärung?

    Die Milchsäuregärung ist ein Prozess, bei dem Zucker durch Milchsäurebakterien in Milchsäure umgewandelt wird. Dies geschieht unter anaeroben oder mikroaeroben Bedingungen. Es gibt zwei Arten der Milchsäuregärung: die homofermentative und die heterofermentative Gärung.

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    Was ist Laktose?

    Laktose ist ein Disaccharid, das aus Galaktose und Glucose besteht. Es ist der Zucker, der in Milch enthalten ist.

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    Wie bauen Milchsäurebakterien Laktose ab?

    Milchsäurebakterien bauen Laktose ab, indem sie die β-1,4-glykosidische Bindung zwischen Galaktose und Glucose auflösen.

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    Wie gewinnen Milchsäurebakterien Energie?

    Milchsäurebakterien haben keine Komponenten aus dem Atmungskomplex, daher gewinnen sie Energie ausschließlich durch die Substratkettenphosphorylierung.

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    Wie funktioniert die homofermentative Milchsäuregärung?

    Homofermentative Milchsäurebakterien verwenden die Glykolyse, um Glucose in Pyruvat umzuwandeln. Anschließend wird Pyruvat in Milchsäure umgewandelt.

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    Wie funktioniert die heterofermentative Milchsäuregärung?

    Heterofermentative Milchsäurebakterien verwenden den Pentose-Phosphat-Weg, um Glucose in verschiedene Produkte wie Milchsäure, CO2 und Ethanol umzuwandeln.

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    Study Notes

    Stoffwechsel

    • Stoffwechsel umfasst alle chemischen Reaktionen im lebenden Organismus oder in einer Zelle.
    • Die beteiligten chemischen Verbindungen heißen Metabolite.
    • Stoffwechselwege sind eine Reihe von enzymkatalysierten Reaktionen.
    • Intermediärstoffwechsel beschreibt die Stoffwechselwege, die dem Aufbau, Abbau und Umbau von Metaboliten sowie der Energiekonservierung dienen.

    Inhalt des Stoffwechsels

    • Allgemeines zur Energiegewinnung
    • Glykolyse
    • Citronensäurezyklus
    • Atmungskette
    • Gärungen
    • Anabolismus
    • Katabolismus

    Nährstoffe für Mikroorganismen

    • Kohlenstoffquelle
    • Stickstoffquelle
    • Anorganische Salze (z.B. Phosphate, Magnesium, Eisen, Calcium, Schwefel, Kalium)
    • Spurenelemente (z.B. Mangan, Kobalt, Zink, Kupfer, Nickel, Natrium, Selen, Silicium, Wolfram)
    • Eventuell Stoffe für auxotrophe Mikroorganismen
    • Optimaler pH-Wert
    • Optimale Temperatur

    Metabolismus

    • Der Metabolismus beschreibt die Gesamtheit der chemischen Umwandlungen in einer Zelle oder einem Organismus.
    • Die daran beteiligten chemischen Verbindungen heißen Metabolite.
    • Der geordnete Ablauf der chemischen Reaktionen erfolgt über Stoffwechselwege, also enzymkatalysierte Reaktionen.
    • Die Wege, die dem Auf-, Ab- und Umbau von wichtigen Metaboliten sowie der Energiekonservierung dienen, werden als Intermediärstoffwechsel bezeichnet.

    Bioenergetik

    • Bioenergetik befasst sich mit Energieumwandlungen in lebendigen Organismen.
    • Energie ist die Fähigkeit Arbeit zu verrichten.
    • Einheit der Energie ist Joule [J].
    • Bakterien müssen Energie konservieren.

    Gibbs-Helmholtz-Gleichung

    • AG = ΔH – T x AS
    • AG = Freie Energie
    • ΔH = Enthalpieänderung
    • T = absolute Temperatur
    • AS = Entropieänderung
    • Reaktion läuft spontan ab, wenn ΔG < 0.

    Bioenergetische Grundlagen

    • Exergone Reaktionen sind spontane Reaktionen, die mit einem Verlust an freier Energie (ΔG < 0) verbunden sind.
    • Endergone Reaktionen sind Reaktionen, die nur ablaufen, wenn von außen Energie zugeführt wird (ΔG > 0).
    • Prinzip der Energieerhaltung: Energie kann weder erzeugt noch vernichtet werden, nur umgewandelt.

    Anwendung von Enzymen

    • Enzyme sind Proteine, die biochemische Reaktionen katalysieren (beschleunigen).
    • Sie benötigen keine hohen Temperaturen oder Drücke.
    • Enzyme wirken häufig spezifisch auf Substrate.
    • Enzyme senken die Aktivierungsenergie der Reaktionen, wodurch die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht wird

    Enzymklassen

    • Oxidoreduktasen: katalysieren Redoxreaktionen
    • Transferasen: katalysieren Gruppenübertragungen
    • Hydrolasen: katalysieren hydrolytische Spaltungen
    • Lyasen: katalysieren nicht-hydrolytische Spaltungen
    • Isomerasen: katalysieren Isomerisierungen
    • Ligasen: katalysieren die Verknüpfung zweier Moleküle unter ATP-Verbrauch

    Enzyme und ihre Verwendung

    • Proteasen: Hydrolyse von Proteinen, Waschmittelzusätze
    • Amylasen: Hydrolyse von Stärke, Textilindustrie, Backindustrie
    • Katalasen: Zersetzung von Wasserstoffperoxid, Konservierung von Nahrungsmitteln
    • Lipasen: Fettspaltung, Käsereifung
    • Laktasen: Spaltung von Laktose, Diätmilch

    Redoxreaktionen

    • Redox-Reaktionen sind chemische Reaktionen, bei denen Elektronen übertragen werden.
    • Oxidation ist der Elektronenverlust, während Reduktion der Elektronengewinn ist.
    • Elektronenüberträger sind wichtig für die Energiespeicherung.
    • Coenzym NAD+/NADH und FAD+/FADH2 spielen eine wichtige Rolle als Elektronenüberträger in Redoxreaktionen.

    Biochemischer Energiespeicher

    • ATP (Adenosintriphosphat) ist der wichtigste Energieträger in Zellen.
    • ATP kann durch Hydrolyse (Spaltung unter Wasseraufnahme) in ADP (Adenosindiphosphat) und Phosphat (Pi) gespalten werden, und dabei Energie freisetzen.
    • Biochemischer Energiespeicher: ATP und Coenzym A (Acetyl-CoA).

    Biophysikalischer Energiespeicher

    • Konzentrationsgradienten und Membranpotentiale sind wichtige biophysikalische Energiespeicher.
    • Chemische Potentialdifferenz: Ungleiche Verteilung einer Substanz in verschiedenen Kompartimenten.
    • Elektrische Potentialdifferenz: Ungleiche Verteilung von Ladungen in verschiedenen Kompartimenten.
    • Protonenmotorische Kraft (ΔμH+) ist eine elektrochemische Potentialdifferenz (Ungleiche Verteilung von Protonen an Membranen), die Energie für verschiedene Prozesse in Zellen speichern kann.

    Transport über die Membran

    • Diffusion: Spontaner Prozess der Ausbreitung von Stoffen entlang eines Konzentrationsgradienten.
    • Uniport: Carrier-vermittelter Transport einer Substanz.
    • Symport: Carrier-vermittelter gekoppelter Transport zweier Substanzen in dieselbe Richtung.
    • Antiport: Carrier-vermittelter gekoppelter Transport zweier Substanzen in entgegengesetzte Richtungen.
    • Primärer Transport: Direkt gekoppelt an die Hydrolyse von ATP.
    • Sekundärer Transport: Gepaart mit einem anderen Transport, der ATP-abhängig ist.

    ATP Synthetasen

    • Enzyme zur Erzeugung von ATP aus ADP und anorganischem Phosphat
    • Die Protonenmotorische Kraft (pmf) treibt die ATP-Synthese durch den Verbrauch der Energie an .

    Zusammenfassung

    • Exergone und endergone Reaktionen, Enzyme, Redoxreaktionen, biochemische Energiespeicher (ATP, CoenzymA), biophysikalische Energiespeicher, Protonenpumpe, ATP-Synthetase
    • Chemooorganotrophie - zentrale Abbauwege zur Oxidation organischer Verbindungen
    • Abbau von Kohlenhydraten: Glykolyse, Citratzyklus
    • Polysaccharide (Stärke/Glykogen)
    • Glykolyse: die Abbauwege von Glucose
    • Wichtige Abbauwege des Pyruvat: aerobe und anaerobe Möglichkeiten
    • Gärung: anaerobe Bedingungen, Oxidation von organischen Verbindungen, reduzierter Abbau von organischen Produkten (Ethanol, Milchsäure)
    • Homofermentative und Heterofermentative Milchsäuregärung

    Überblick

    • Der Stoffwechsel ist ein komplexer Prozess, der alle chemischen Reaktionen in einer Zelle oder einem Organismus umfasst.
    • Die verschiedenen Stoffwechselwege sind eng miteinander vernetzt und ermöglichen die Energiegewinnung und den Stoffaufbau.
    • Die Energie in Form von ATP wird durch Redoxreaktionen gespeichert und im Stoffwechsel genutzt.

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    Stoffwechsel - VO 5.pdf

    Description

    Teste dein Wissen über die Funktionen verschiedener Enzyme wie Amylase, Lipase und deren Rolle im Stoffwechsel. Dieses Quiz behandelt auch den Katabolismus, Anabolismus und verschiedene Transportmechanismen in Zellen. Perfekt für Studenten der Biochemie oder der Lebenswissenschaften.

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