Redoxreaktionen und Energieumwandlung
79 Questions
0 Views

Choose a study mode

Play Quiz
Study Flashcards
Spaced Repetition
Chat to lesson

Podcast

Play an AI-generated podcast conversation about this lesson

Questions and Answers

Welches der folgenden Moleküle spielt eine entscheidende Rolle im Elektronentransport?

  • Wasserstoffperoxid
  • Flavine (correct)
  • Glucose
  • Ethanol

    • Protonen werden bei Redoxreaktionen in der Zelle in einem Protonengradienten gespeichert.

    True

    Wie wird in der Zelle ATP synthetisiert?

    Durch den Protonengradienten über die ATP Synthase.

    Die _____ sind Membrankomplexe, die in die Membran eingebaut sind und Elektronen von Redoxreaktionen transferieren.

    <p>Elektronentransportsysteme</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die folgenden Moleküle ihren Eigenschaften zu:

    <p>Flavine = Akzeptieren 2e- und 2 Protonen Chinone = Akzeptieren Elektronen und Protonen Eisen Schwefel Proteine = Transferieren lediglich Elektronen Cytochrome = Geben ein Elektron über das Heme Atom ab</p> Signup and view all the answers

    Was wird bei der Übertragung von Elektronen von NADH auf O2 benötigt?

    <p>Protonen</p> Signup and view all the answers

    Cytochrome sind für den Transport von Elektronen unverzichtbar und geben nur Protonen ab.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Endosymbiosetheorie im Zusammenhang mit Mitochondrien?

    <p>Die Mitochondrien entstanden durch die Symbiose von aeroben Bakterien in eukaryotischen Zellen.</p> Signup and view all the answers

    Welches Produkt entsteht aus Laktat-Gärung?

    <p>Streptococcus</p> Signup and view all the answers

    Die vollständige Oxidation von einem Glukosemolekül erzeugt 38 ATP.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Nenne ein Beispiel für einen Mikroorganismus, der Ethanol produziert.

    <p>Hefe</p> Signup and view all the answers

    Der Zitronensäurezyklus produziert hauptsächlich __________ und ATP.

    <p>Reduktionsäquivalente</p> Signup and view all the answers

    Ordne die Mikroorganismen ihren Gärungsprodukten zu:

    <p>Streptococcus = Laktat Lactobacillus = Ethanol Hefe = Ethanol Zymomonas = Laktat</p> Signup and view all the answers

    Wie viele ATP-Moleküle werden bei der Gärung pro Glukosemolekül gewonnen?

    <p>2</p> Signup and view all the answers

    Coenzym A spielt eine Rolle im Fettsäureabbau.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Rolle von Coenzym A im Zitronensäurezyklus?

    <p>Träger von Acetylgruppen</p> Signup and view all the answers

    Welcher Elektronendonator wird von Purpurbakterien verwendet, um NADH zu produzieren?

    <p>H2S</p> Signup and view all the answers

    Alle anaeroben prokaryotischen phototrophen Organismen besitzen sowohl ein PS I als auch ein PS II.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Welches Protein wird in Grünen Schwefelbakterien verwendet, um Elektronen zu übertragen?

    <p>Eisen-Schwefel-Cluster-Protein</p> Signup and view all the answers

    Die Reduktion von Ferrodoxin ist wichtig für die __________.

    <p>CO2-Fixierung</p> Signup and view all the answers

    Was ist das Hauptprodukt der oxygenen Photosynthese?

    <p>O2</p> Signup and view all the answers

    Was geschieht, wenn der Elektronentransport im Prozess der NADH-Produktion an das Chlorophyll gebunden wird?

    <p>Es kann kein Elektron mehr an das Chlorophyll abgegeben werden.</p> Signup and view all the answers

    Ordne die folgenden Begriffe den korrekten Beschreibungen zu:

    <p>PS I = Primäres Reaktionszentrum für NADPH-Produktion PS II = Primäres Reaktionszentrum für ATP-Produktion Protonengradient = Erzeugt ATP während der Photophosphorylierung Ferrodoxin = Wichtig für CO2-Fixierung in Grünen Schwefelbakterien</p> Signup and view all the answers

    Cyanobakterien sind für die Entwicklung der ersten Eukaryoten verantwortlich.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Was geschah während des Great Oxidation Event (GOE)?

    <p>Der Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre begann langsam zu steigen.</p> Signup and view all the answers

    Nenne einen Grund, warum Purpurbakterien in der frühen Erdgeschichte wichtig waren.

    <p>Sie produzierten NADH für biochemische Prozesse.</p> Signup and view all the answers

    In der oxygenen Photosynthese wird immer NADH als Elektronendonor verwendet.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Cyanobakterien setzen H2O und CO2 zu _______ und (CH2O)n um.

    <p>O2</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die Energiequellen den entsprechenden Mikroorganismen zu:

    <p>Cyanobakterien = oxygene Photosynthese Purpurbakterien = anoxische Photosynthese Algen = Photosynthese Eukaryoten = Symbiose mit Cyanobakterien</p> Signup and view all the answers

    In welchen Lebensräumen findet man hauptsächlich Cyanobakterien?

    <p>Untere Seezone und Oberflächenwasser</p> Signup and view all the answers

    Die aerobe Atmung war vor dem Great Oxidation Event vorteilhaft für Lebewesen.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Wie haben xuklastische Bakterien zur Diversifizierung des Lebens auf der Erde beigetragen?

    <p>Sie führten zur Bildung von Sauerstoff und ermöglichten somit die aerobes Leben.</p> Signup and view all the answers

    Was sind die Endprodukte der Glykolyse aus einem Molekül Glukose?

    <p>Alle oben genannten</p> Signup and view all the answers

    Die obere Glykolyse umfasst die Umwandlung von Glukose zu Pyruvat.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Nenne das Enzym, das Dihydroxyacetonphosphat in 3-Glyceraldehydphosphat umsetzt.

    <p>Triose Phosphat Isomerase</p> Signup and view all the answers

    Das Molekül, das nach der Reaktion von GAP mit NAD+ entsteht, heißt _____ und wird dann in eine exergone Reaktion zu 3-Phosphoglycerat umgesetzt.

    <p>1,3-Bisphosphoglycerat</p> Signup and view all the answers

    Ordne die folgenden Schritte der Glykolyse ihren entsprechenden Produkten zu:

    <p>Umwandlung von GAP = 1,3-Bisphosphoglycerat Umwandlung von 1,3-Bisphosphoglycerat = 3-Phosphoglycerat Umwandlung von 3-Phosphoglycerat = Phosphoenolpyruvat Umwandlung von Phosphoenolpyruvat = Pyruvat</p> Signup and view all the answers

    Welches Molekül ist nicht direkt aus der Glykolyse gewonnen?

    <p>Acetyl-CoA</p> Signup and view all the answers

    Glykolyse und TCA Zyklus spielen eine entscheidende Rolle im Anabolismus.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Wie viele ATP-Moleküle entstehen insgesamt in der Glykolyse aus einem Molekül Glukose?

    <p>2</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Hauptfunktion von Anabolismus in der Zelle?

    <p>Erzeugung von Baustoffen</p> Signup and view all the answers

    Katabolismus umfasst alle Prozesse, die zur Herstellung von ATP erforderlich sind.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Was oxidiert NADH und reduziert Quinone?

    <p>Komplex I</p> Signup and view all the answers

    Die Koppelung von Reaktionen umfasst eine __________ und eine __________ Reaktion.

    <p>endergone</p> Signup and view all the answers

    Welches Molekül wird von Komplex IV oxidiert?

    <p>Sauerstoff</p> Signup and view all the answers

    Komplex II ist ein Protonenpumpenkomplex.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Nennen Sie eine Funktion von Komplex III.

    <p>Oxidiert Quinone und reduziert Zytochrom C.</p> Signup and view all the answers

    Was ist das Hauptprodukt der alkoholischen Gärung?

    <p>Ethanol</p> Signup and view all the answers

    Die vollständige Oxidation von Glukose erzeugt weniger ATP als die unvollständige Oxidation durch Gärung.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Nenne zwei Mikroorganismen, die Laktat produzieren können.

    <p>Streptococcus und Lactobacillus</p> Signup and view all the answers

    Der Zitronensäurezyklus beginnt mit Acetyl-CoA, das sich mit einem C4 Molekül verbindet und ein C6 Molekül erzeugt, welches __________ heißt.

    <p>Citrat</p> Signup and view all the answers

    Ordne die Gärungsprodukte den entsprechenden Mikroorganismen zu:

    <p>Streptococcus = Laktat Hefe = Ethanol Lactobacillus = Laktat Zymomonas = Ethanol</p> Signup and view all the answers

    Wie viele ATP-Moleküle werden durch den Prozess der Gärung aus einem Molekül Glukose gewonnen?

    <p>2</p> Signup and view all the answers

    Das Coenzym A spielt eine Rolle in der Glykolyse.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Gesamtergebnisbilanz der Glykolyse aus einem Molekül Glukose?

    <p>2 ATP, 2 NADH, 2 Pyruvat</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Hauptunterschied zwischen anaerober Atmung und Fermentation?

    <p>Anaerobe Atmung produziert mehr Energie als Fermentation.</p> Signup and view all the answers

    Chemolithotrophe Organismen nutzen organische Verbindungen als ihre Hauptenergiequelle.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Nenne einen Organismus, der an der Methanogenese beteiligt ist.

    <p>Methanogene</p> Signup and view all the answers

    Der Prozess, bei dem Schwefeloxidierende Bakterien Elementarschwefel aus _______ gewinnen, wird als Chemolithotrophie bezeichnet.

    <p>H2S</p> Signup and view all the answers

    Ordne die folgenden Begriffe den entsprechenden Definitionen zu:

    <p>Methanogenese = Produktion von Methan aus CO2 und H2 Chemolithotrophie = Nutzung anorganischer Verbindungen zur Energiegewinnung NADH = Wichtiges Reduktionsmittel in Stoffwechselprozessen Sergei Winogradsky = Entdecker der schwefeloxidierenden Bakterien</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Stoffe wird bei der chemolithotrophen Atmung oxidiert?

    <p>H2S</p> Signup and view all the answers

    Der erste chemolithotrophe Prozess wurde von Alexander Fleming entdeckt.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Was geschieht mit elementarem Schwefel (S0) in den Zellen der schwefeloxidierenden Bakterien?

    <p>Es wird in Wasser zu H2SO4 umgesetzt.</p> Signup and view all the answers

    Was wird durch die ATP Synthase aus dem Protonengradienten synthetisiert?

    <p>ATP</p> Signup and view all the answers

    Flavine können sowohl Elektronen als auch Protonen transferieren.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Was speichert die Zelle als Energie, die bei Redoxreaktionen frei wird?

    <p>Protonen Gradient</p> Signup and view all the answers

    Die __________ sind entscheidend für den Elektronentransport innerhalb der Membran.

    <p>Membrankomplexe</p> Signup and view all the answers

    Ordne die folgenden Moleküle ihren Eigenschaften zu:

    <p>Chinone = Akzeptieren Elektronen und Protonen und bewegen sich innerhalb der Membran Eisen Schwefel Proteine = Transferieren lediglich Elektronen Cytochrome = Akzeptieren und geben ein Elektron ab über das Heme Atom Flavine = Können 2e- und 2 Protonen aufnehmen</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über die Endosymbiosetheorie ist korrekt?

    <p>Sie erklärt die Entstehung von Mitochondrien.</p> Signup and view all the answers

    Die Elektronen von NADH werden direkt auf O2 übertragen.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Nenne einen der Hauptakteure im Elektronentransport, die Kluster aus Eisen und Schwefel enthalten.

    <p>Ferrodoxine</p> Signup and view all the answers

    Welches Schlüsselenzym ist für die Wasserstoffoxidation durch Knallgas-Bakterien verantwortlich?

    <p>Hydrogenase</p> Signup and view all the answers

    Alle Bakterien, die an der Nitrifikation beteiligt sind, besitzen sowohl Enzyme für Ammoniak als auch Nitrit.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Nenne ein Beispiel für ein fakultativ chemolithotrophes Bakterium.

    <p>Cuprividus necator</p> Signup and view all the answers

    Die Umwandlung von NH3 zu NO2- erfolgt während der __________.

    <p>Nitrifikation</p> Signup and view all the answers

    Ordne die folgenden Bakterien ihren Prozessen zu:

    <p>Knallgas-Bakterien = Wasserstoffoxidation Comammox-Bakterien = Nitrifikation E.coli = Chemolithotrophie Nitrosomonas = Umwandlung von Ammoniak zu Nitrit</p> Signup and view all the answers

    Wie wird NADH in chemolithotrophen Organismen generiert?

    <p>Durch Oxidation von H2</p> Signup and view all the answers

    Die Cytoplasmatische Hydrogenase spielt keine Rolle bei der NADH-Produktion.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Was sind die Endprodukte der Nitrifikation?

    <p>Nitrit (NO2-) und Nitrat (NO3-)</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Redoxreaktionen und Energiespeicherung

    • Redoxreaktionen setzen Energie frei, die in Zellen als Protonengradient gespeichert wird.
    • ATP wird über die ATP-Synthase aus dem Protonengradienten synthetisiert.
    • Elektronentransportsysteme bestehen aus Membrankomplexen, die Elektronen aus Redoxreaktionen übertragen.

    Wichtige Elektronenträger

    • Flavine: Akzeptieren 2 Elektronen und 2 Protonen; wichtige Rolle im Elektronentransport.
    • Chinone: Bewegen sich innerhalb der Membran, akzeptieren Elektronen und Protonen.
    • Eisen-Schwefel-Proteine: Bestehen aus Clustern von Eisen und Schwefel und übertragen Elektronen.
    • Cytochrome: Geben ein Elektron über das Heme-Atom (Fe2+ oder Fe3+) ab.

    Atmungskette und Sauerstoff

    • Übertragung von Elektronen von NADH zu O2 durch Chinoloxidase und Cytochrom-c-abhängige Systeme.
    • Cytochrome sind entscheidend für die Endosymbiosetheorie und die Entstehung von Mitochondrien.

    Glykolyse

    • Glukose wird mit 2 ATP in 3-Glyceraldehydphosphat (GAP) und Dihydroxyacetonphosphat (DHAP) umgewandelt.
    • GAP wird zu 1,3-Bisphosphoglycerat unter Verwendung von NAD+ zu NADH oxidiert.
    • Bilanz der Glykolyse: 2 ATP, 2 NADH, 2 Pyruvat pro Glukose.

    Zitratzyklus

    • Bedeutung des Zitratzyklus für katabole Reaktionen und die erzeugten Reduktionsäquivalente.
    • Acetyl-CoA verbindet sich mit einem C4-Molekül, um ein C6-Molekül zu bilden.

    Gärungsprozesse

    • Laktat: Erzeugt in Muskeln und von Bakterien wie Streptococcus und Lactobacillus.
    • Ethanol: Produziert von Hefen wie Zymomonas.

    ATP-Produktion

    • Vollständige Oxidation von 1 Glukosemolekül ergibt 38 ATP.
    • Unvollständige Oxidation (z.B. Gärung) ergibt nur 2 ATP.

    Coenzym A

    • Trägt als Coenzym von Säuren zur Energiegewinnung im Zentralstoffwechsel bei.

    Evolution des Energiestoffwechsels

    • Cyanobakterien gingen Symbiosen mit Eukaryoten ein, was zur Entstehung der Chloroplasten führte.

    Great Oxidation Event (GOE)

    • Begann vor 2,4 Milliarden Jahren mit der oxygenen Photosynthese, führte zu steigendem O2-Gehalt in der Atmosphäre.

    Photosynthese

    • Anaerobe prokaryotische phototrophe Organismen verfügen über entweder PS I oder PS II.
    • Biochemische Prozesse der oxygenenen Photosynthese, einschließlich Elektronenfluss und ATP-Erzeugung, sind entscheidend für die Entwicklung von Chloroplasten.

    Allgemeines über Membrankomplexe

    • Komplex I: NADH-Quinone-Oxidoreduktase

      • Lokalisation: Innere Membran
      • Katalysiert Redoxreaktionen mit Enzymen und Eisen-Schwefel-Clustern
      • Funktion: Oxidiert NADH, reduziert Quinone

    • Komplex III: Cytochrom C Reduktase (Cyt bc1)

      • Lokalisation: Innere Membran
      • Funktion: Oxidiert Quinone, reduziert Cytochrom C und pumpt 2 Protonen ins Membraninnere

    • Komplex IV: Cytochrom C Oxidase (Cyt aa3)

      • Lokalisation: Innere Membran
      • Funktion: Oxidiert Cytochrom C und Sauerstoff zu Wasser

    • Komplex II: Succinat-Dehydrogenase-Komplex

      • Umgeht Komplex I und überträgt Elektronen von FADH2 an Quinone, ist jedoch keine Protonenpumpe.

    Metabolismus

    • Umfasst alle Stoffumwandlungsprozesse in Organismen, unterteilt in:
      • Katabolismus: Energiegewinnung durch Abbau von Molekülen (z.B. ATP)
      • Anabolismus: Erzeugung von Baustoffen für die Zelle

    Energieumwandlung und Kopplung

    • Prozesse können gekoppelt werden, indem eine endergone Reaktion (Energieaufnahme) mit einer exergonen Reaktion (Energieabgabe) gleichzeitig abläuft.
    • Redoxreaktionen sind der Schlüssel zur Energieumwandlung und -speicherung in der Zelle:
      • Energie aus Elektronentransportketten wird als Protonengradient gespeichert.
      • ATP-Synthese erfolgt durch die ATP-Synthase.

    Elektronentransportsysteme

    • Bestehend aus Membrankomplexen, die Elektronen übertragen:
      • Flavine: Können 2 Elektronen und 2 Protonen aufnehmen
      • Chinone: Akzeptieren Elektronen/Protonen, bewegen sich innerhalb der Membran
      • Eisen-Schwefel-Proteine: Transferieren Elektronen
      • Cytochrome: Geben Elektronen über Heme-Atom ab

    Atmungskette und Endosymbiosetheorie

    • Elektronen werden von NADH auf O2 übertragen, Reduktionsäquivalente dienen zur Reduktion oxidierter Zwischenprodukte.
    • Cytochrom c ist wichtig für die Endosymbiosetheorie und die Entstehung von Mitochondrien.

    Gärungsprozesse

    • Laktatbildung:
      • Organismen: Streptococcus, Lactobacillus
    • Ethanolbildung:
      • Organismen: Hefe, Zymomonas
    • Produkte werden nicht vollständig oxidiert, was für Muskeln und Krebszellen von Bedeutung ist.

    ATP-Bilanzen

    • Vollständige Oxidation von Glukose: 38 ATP-Moleküle
    • Unvollständige Oxidation (Fermentation): 2 ATP-Moleküle

    Coenzym A

    • Wichtig für den Zitronensäurezyklus; verbindet sich mit Acetyl-CoA aus der Glykolyse.

    Chemolithotrophie

    • Nutzt anorganische energiereiche Verbindungen (H2, H2S, Fe2+, NH3) anstelle organischer Verbindungen.
    • Beginnt mit der Oxidation anorganischer Elektronendonor und ATP-Generierung durch Elektronentransport.

    Wasserstoffoxidation und Nitrifikation

    • Wasserstoffoxidation durch Knallgas-Bakterien, Schlüsselenzym: Hydrogenase.
    • Nitrifikation: Umwandlung von NH3 in NO2- und dann in NO3-, wichtig für den Stickstoffzyklus.

    NADH-Generierung

    • Die Cytoplasmatische Hydrogenase nutzt H2 als Elektronendonor, um NADH zu erzeugen.

    Vergleich Chemoorganotrophie und Chemolithotrophie

    • Unterschiedliche Substrate und Energiequellen, wobei Chemoorganotrophie organische Verbindungen verwendet.

    Studying That Suits You

    Use AI to generate personalized quizzes and flashcards to suit your learning preferences.

    Quiz Team

    Related Documents

    Biologie Semester 3 Past Paper PDF
    Biologie Semester 1 Zusammenfassung PDF

    Description

    In diesem Quiz geht es um die Grundlagen der Redoxreaktionen und wie die bei diesen Reaktionen freigesetzte Energie in Zellen genutzt wird. Besonders wird das Konzept des Protonengradienten und die Rolle der ATP-Synthase behandelt. Teste dein Wissen über diesen wichtigen bioenergetischen Prozess!

    More Like This

    Use Quizgecko on...
    Browser
    Open
    Browser
    Browser