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?

Laktase Signup and view all the answers

Was geschieht bei einem Redoxprozess?

Elektronen werden zwischen Molekülen übertragen Signup and view all the answers

Was beschreibt der Katabolismus?

Abbaureaktionen hochmolekularer Verbindungen Signup and view all the answers

Welche Aussage über den Anabolismus ist korrekt?

Energie wird bei diesen Reaktionen verbraucht. Signup and view all the answers

Was ist das Hauptprodukt bei Abbaureaktionen im Katabolismus?

Energie Signup and view all the answers

Welches Molekül wird typischerweise bei anabolen Reaktionen abgebaut?

ATP Signup and view all the answers

Was ist ein Beispiel für eine katabolische Reaktion?

Abbau von Stärke zu CO2 und H2O Signup and view all the answers

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

Transport von Molekülen entgegen dem Konzentrationsgradienten Signup and view all the answers

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

Transport von Natrium und Protonen in entgegengesetzte Richtungen Signup and view all the answers

Welcher Mechanismus beschreibt die erleichterte Diffusion?

Carrier-vermittelter Transport durch spezifische Proteinstrukturen Signup and view all the answers

Ein Beispiel für primären Transport ist:

Transport von Ionen unter Energieverbrauch Signup and view all the answers

Was ist ein Beispiel für eine erleichterte Diffusion?

Der Transport von Kalium durch einen Uniporter Signup and view all the answers

Was passiert mit NAD+, wenn es Wasserstoff bindet?

Es wird zu NADH. Signup and view all the answers

Welche Rolle spielt ATP in der Zelle?

Es ist die generelle Energieeinheit des Stoffwechsels. Signup and view all the answers

Wie wird die Energie aus ATP freigesetzt?

Durch Hydrolyse in ADP und Phosphat. Signup and view all the answers

Was sind chemische Bindungen zwischen den Phosphatgruppen in ATP?

Hohe Energiehaltige Bindungen. Signup and view all the answers

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

Ein zusätzliches Proton. Signup and view all the answers

Welche Reaktion treibt endotherme Reaktionen an?

Exotherme Reaktionen. Signup and view all the answers

Was geschieht mit der Energie nach der Hydrolyse von ATP?

Sie kann endotherme Reaktionen antreiben. Signup and view all the answers

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

-32 kJ/mol. Signup and view all the answers

Was charakterisiert A in einer Redoxreaktion?

Es wird oxidiert. Signup and view all the answers

Welche Funktion hat NAD+ in katabolischen Reaktionen?

Es oxidiert andere Moleküle. Signup and view all the answers

Was wird durch NADH in einer chemischen Reaktion erreicht?

Die Reduktion eines anderen Moleküls. Signup and view all the answers

Welche Aussage beschreibt die Oxidationszahl eines Atoms?

Sie ergibt sich aus der Ionenladung eines Atoms. Signup and view all the answers

Was sind prosthetische Gruppen?

Kovalent gebundene Elektronenüberträger an Enzymen. Signup and view all the answers

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

Es wird zum NADH. Signup and view all the answers

Was ist ein Kennzeichen der Knallgasreaktion?

Es handelt sich um eine exotherme Reaktion. Signup and view all the answers

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

In anabolischen Reaktionen. Signup and view all the answers

Welche der folgenden Bakterien gehören zu den homofermentativen Milchsäurebakterien?

Streptococcus Signup and view all the answers

Was ist der Hauptunterschied zwischen homofermentativen und heterofermentativen Milchsäurebakterien?

Heterofermentative Bakterien produzieren auch Ethanol. Signup and view all the answers

Welche Verbindung ist das Hauptprodukt der Milchsäuregärung?

Milchsäure Signup and view all the answers

Welche Eigenschaft trifft auf Milchsäurebakterien zu?

Sie sind aerotolerant. Signup and view all the answers

Welches der folgenden Substrate wird von Milchsäurebakterien verwendet?

Lactose Signup and view all the answers

Was ist die Strukturformel von Lactose?

D-Galactose + D-Glucose Signup and view all the answers

Wie gewinnen Milchsäurebakterien Energie?

Durch Gärung und Substratkettenphosphorylierung. Signup and view all the answers

Welche der folgenden Verbindungen ist ein Hauptprodukt der alkoholischen Gärung?

Ethanol Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen über Gärungsprozesse ist richtig?

Sie regenerieren NAD+ durch die Umwandlung von Pyruvat. Signup and view all the answers

Was fehlt den heterofermentativen Milchsäurebakterien in Bezug auf ihren Stoffwechsel?

Aldolase Signup and view all the answers

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 (P_i) 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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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.