Fachbegriffsliste Biologie: Abbauender Energiestoffwechsel PDF

**Fachbegriffsliste Biologie** +-----------------------------------+-----------------------------------+ | **Abbauender | | | Energiestoffwechsel** | | +===================================+=========...

**Fachbegriffsliste Biologie** +-----------------------------------+-----------------------------------+ | **Abbauender | | | Energiestoffwechsel** | | +===================================+===================================+ | *Grundumsatz* | Energiemenge, die eine nüchterne | | | Person bei völliger Ruhe und bei | | | einer Umgebungstemperatur, bei | | | der sie weder friert noch | | | schwitzt, zur Aufrechterhaltung | | | zentraler Lebensfunktionen | | | benötigt | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | Gesamtenergieumsatz | Summe aus Grundumsatz und | | | Leistungsumsatz | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | *Leistungsumsatz* | Energiemenge, die eine Person | | | über den Grundumsatz hinaus für | | | Arbeitstätigkeiten umsetzt | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | Metabolismus | die Gesamtheit der in den Zellen | | | ablaufenden chemischen Reaktionen | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | *Anabolismus* | Gesamtheit der aufbauenden | | | Stoffwechselreaktionen; diese | | | laufen nur mithilfe von Energie | | | ab; Gegensatz zu Katabolismus | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | *Katabolismus* | Gesamtheit aller abbauenden | | | Stoffwechselreaktionen, bei denen | | | Energie freigesetzt wird; | | | Gegensatz zu Anabolismus | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | Baustoffwechsel | Teil des Stoffwechsels, der dem | | | Aufbau, Abbau und Erhalt der | | | Körpersubstanz dient | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | Betriebsstoffwechsel | Alle Stoffwechselprozesse, bei | | | denen energiereiche Stoffe zwecks | | | Energiebereitstellung abgebaut | | | werden | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | exergon/ exergonisch | Reaktionen, die spontan | | | (freiwillig) ablaufen und bei | | | denen mehr Energie frei wird als | | | zugeführt werden muss | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | endergon/ endergonisch | Reaktionen, die nicht spontan | | | (freiwillig) ablaufen und bei | | | denen mehr Energie zugeführt | | | werden muss als frei wird | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | energetische Kopplung | Kopplung von endergonen | | | Stoffwechselreaktionen mit | | | exergonen über das ATP/ ADP + | | | P~i~-System; durch Spaltung von | | | ATP wird Energie frei, diese wird | | | für Vorgänge in der Zelle genutzt | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | *ATP* | Adenosintriphosphat; | | | energiespeichernde und | | | -über-tragende Verbindung aus | | | Adenin, Ribose und drei | | | Phosphatgruppen, die bei der | | | Abspaltung von einer oder zwei | | | Phosphatgruppen Energie | | | freisetzt; universeller | | | Energiespeicher | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | ADP | Adenosindiphosphat | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | ATP-Zyklus | Kreislauf von ATP-Spaltung und | | | -Bildung | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | NAD^+^/NADH+H^+^ | Redoxsystem, das bei | | | Redoxreaktionen in Zellen große | | | Bedeutung als Elektronen | | | übertragendes Coenzym hat | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | *Reduktion* | Elektronenaufnahme | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | *Oxidation* | Elektronenabgabe | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | *Redoxreaktion* | Elektronenübertragungsreaktion; | | | chemische Reaktion, bei der | | | Elektronenaufnahme (Reduktion) | | | und Elektronenabgabe (Oxidation) | | | miteinander verbunden sind | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | *Fließgleichgewicht* | Zustand gleicher Konzentrationen | | | von Stoffen in einem offenen | | | System bei dauerndem Zu- und | | | Abfluss von Stoffen und Energie | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | offenes/ geschlossenes System | Bei offenen Systemen kann sowohl | | | Materie als auch Energie mit der | | | Umgebung ausgetauscht werden, bei | | | geschlossenen nur Energie. | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | Metabolite | Produkte aus enzymkatalysierten | | | Reaktionen, die natürlicherweise | | | in den Zellen vorkommen | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | *Energieentwertung* | bei Energieumwandlungen frei | | | werdende Wärme kann von Zellen | | | nicht genutzt werden und ist | | | daher für diese wertlos | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | Kohlenhydrate | wichtige biologische Stoffklasse; | | | gehören neben Proteinen und | | | Fetten zu den drei | | | Nährstoffgruppen und besitzen für | | | Lebewesen zentrale Bedeutung als | | | physiologischer Energieträger | | | sowie für Signal- und | | | Erkennungsprozesse; | | | Polyhydroxyverbindungen mit Keto- | | | oder Aldehydgruppe; | | | Unterscheidung von Mono-, Di-... | | | und Polysacchariden | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | Monosaccharide | Einfachzucker wie Fructose, | | | Glucose, Galactose | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | Disaccharide | Zweifachzucker wie Saccharose, | | | Maltose, Lactose | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | Polysaccharide | Vielfachzucker wie Glykogen, | | | Stärke, Cellulose | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | Hexose | Monosaccharide, deren | | | Kohlenstoffgerüst sechs | | | Kohlenstoff-Atome enthält | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | Pentose | Monosaccharide mit 5 C-Atomen | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | glycosidische Bindung | charakteristische Bindung, die | | | bei der Kondensationsreaktion | | | zwischen Monosacchariden gebildet | | | wird | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | *Zellatmung* | Energiefreisetzung in der Zelle | | | durch Abbau energiereicher | | | chemischer Verbindungen unter | | | Sauerstoffverbrauch; | | | | | | C~6~H~12~O~6~ + 6 O~2~ 6 CO~2~ + | | | 6 H~2~O (+ Energie) | | | | | | (Umkehrung der | | | Fotoysnthese-Gleichung) | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | *Phosphorylierung* | Reaktion, bei der eine | | | Phosphatgruppe an ein anderes | | | Molekül gebunden wird | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | *Glykolyse* | im Cytoplasma stattfindender | | | erster Teil des Glucoseabbaus bis | | | zu P yruvat; Pyruvat dient als | | | Ausgangspunkt für die anaerobe | | | Gärung oder aerobe Zellatmung; | | | | | | ***Ausgangsstoff: Glucose; | | | Produkte: 2 Pyruvat, 4 ATP, 2 | | | NADH/H^+^, 2 H~2~O; Netto-Bilanz: | | | 2 ATP, 2 NADH/H^+^*** | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | oxidative Decarboxylierung | im Anschluss an die Glykolyse | | | stattfindender | | | Stoffwechselprozess im Rahmen des | | | Glucoseabbaus bei der Zellatmung; | | | *Ort: Mitochondrium/innere | | | Mitochondrienmembran; | | | Ausgangsstoffe: 2 Pyruvat; | | | Produkte: 2 NADH/H^+^, 2 CO~2~, 2 | | | Acetyl-CoA; Netto-Bilanz: 2 | | | NADH/H^+^* | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | Citratzyklus | *Ort: Mitochondrienmatrix; | | | Ausgangsstoffe: Oxalessigsäure, | | | Acetyl-CoA; Produkte: 2 ATP/GTP, | | | 4 CO~2~, 6 NADH/H^+^, 2 FADH~2~, | | | CoA-SH, Bernsteinsäure; | | | Netto-Bilanz: 2 ATP/GTP, 6 | | | NADH/H^+^, 2 FADH~2~* | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | *Atmungskette* | mehrstufige Reaktionsfolge, | | | | | | bei der Elektronen von NADH + | | | H^+^ und FADH~2~ über | | | Redoxsysteme auf molekularen | | | Sauerstoff übertragen werden, | | | wobei Wasser | | | | | | entsteht | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | Substratkettenphosphorylierung | Übertragung einer Phosphatgruppe | | | auf ADP unter Bildung von ATP mit | | | einer energiereichen Bindung | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | oxidative Phosphorylierung | Vorgang, bei dem die Energie des | | | elektrochemischen Gradienten an | | | der Membran zur Bildung von ATP | | | aus ADP und Phosphat genutzt wird | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | Redoxpotenzial | Maß für die Fähigkeit eines | | | Redoxsystems zur Aufnahme bzw. | | | Abgabe von Elektronen. Elektronen | | | wandern vom Redoxsystem mit dem | | | negativeren zu dem mit dem | | | positiveren Redoxpotential. Die | | | umgekehrte Reaktion ist nur unter | | | Energieaufwand möglich. | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | Gradient (Ladungs- und | *auf einen bestimmten Zustand | | Konzentrationsgefälle) | bezogene Differenz zwischen zwei | | | Kompartimenten* | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | *Protonengradient* | Differenz zwischen den | | | Protonenkonzentrationen auf den | | | beiden Seiten einer Biomembran | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | *chemiosmotisches Modell (der | Modell, das die ATP-Bildung als | | ATP-Bildung)* | Folge einer Reihe von | | | Redoxreaktionen und eines | | | gerichteten Protonenflusses durch | | | Membranen erklärt | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | energetisches Modell der | *zeigt den Weg der frei werdenden | | Atmungskette | Energie und die Abnahme des | | | Redoxpotenzials im Verlauf der | | | Atmungskette* | | | | | | *Übertragung der Elektronen von | | | Proteinkomplex zu Proteinkomplex | | | wird deutlich* | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | ATP-Synthase | *Tunnelproteine in der inneren | | | Mitochondrienmembran, die für die | | | Rückdiffusion der Protonen in die | | | Mitochondrien verantwortlich sind | | | und die dabei frei werdende | | | Energie zur ATP-Synthese nutzen* | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | Thermogenese | *Wärmebildung; Produktion von | | | Wärme durch Stoffwechselaktivität | | | von Lebewesen -- zum einen durch | | | Energieentwertung bei | | | Stoffwechselprozessen | | | (Energiestoffwechsel, Verdauung, | | | Muskelaktivität), zum anderen | | | durch besondere Stoffwechselpfade | | | wie Entkopplung der | | | chemiosmotischen Kopplung ( | | | braunes Fettgewebe mit | | | eingelagertem Transmembranprotein | | | Thermogenin)* | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | Negative Rückkopplung | Form der Regulation, bei der eine | | | hemmende Rückwirkung auf den | | | abgelaufenen Prozess erfolgt | | | (z.B. wenn ein gebildetes Produkt | | | als negativer Effektor wirkt wie | | | bei der Endprodukthemmung) | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | Positive Rückkopplung | Form der Regulation, bei der eine | | | aktivierende Rückwirkung auf den | | | abgelaufenen Prozess erfolgt | | | (z.B. wenn ein gebildetes Produkt | | | als positiver Effektor wirkt) | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | *Homöostase* | Gleichgewichtszustand, der durch | | | Regulation innerhalb bestimmter | | | Grenzen aufrechterhalten wird | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | *Phosphofructokinase (PFK)* | Allosterisches Enzym, das die | | | Umsetzung von Fructose-6-phosphat | | | zu Fructose-1,6-bisphosphat in | | | der Glykolyse katalysiert und | | | über das der Glucoseabbau | | | reguliert wird: ADP und eine | | | niedrige Citratkonzentration | | | wirken als positive Effektoren, | | | ATP und eine hohe | | | Citratkonzentration als negative | | | Effektoren | +-----------------------------------+-----------------------------------+ **Methoden** ---------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ *Dichtezentrifugation* (Dichte-gradientenzentrifugation) Trennverfahren von Makromolekülen aufgrund ihrer Dichte fraktionierte Zentrifugation Methode zur Trennung von Zellbestandteilen/ Partikeln, bei der die Trennung in verschiedene Fraktionen gleicher Dichte durch wiederholtes Zentrifugieren mit immer höheren Geschwindigkeiten erfolgt Autoradiografie Tracer-Methode, bei der radioaktive Isotope zur Markierung eingesetzt werden Tracer-Technik Methode zur Aufklärung von Transport- und Stoffwechselvorgängen, bei der einzelne Moleküle spezifisch markiert werden Kalorimetrie Methode zur Messung des Energieumsatzes; Unterscheidung von direkter (Messung der Wärmeabgabe) und indirekter Kalorimetrie (Bestimmung des Wärmeumsatzes mit Hilfe des Gasaustausches, genauer der Sauerstoffaufnahme)