Glykolyse - erster Schritt des Glucoseabbaus - [Zellatmung, 2/6] - [Biologie, Oberstufe]
Summary
TLDRDieses Video ist der zweite Teil einer Serie über Zellatmung, die erklärt, wie der Körper Energie aus komplexen Nährstoffen wie Polysacchariden, Lipiden und Eiweißen gewinnt. Es konzentriert sich auf den Glykolyseprozess, bei dem Glucose in ATP umgewandelt wird. Der Prozess erfordert zehn enzymatische Reaktionen, die in zwei Phasen unterteilt sind: Energieinvestition und Energiegewinnung, die insgesamt zwei ATP-Moleküle liefern. Der Fokus liegt auf der Bedeutung von Glykolyse als universeller Stoffwechselweg, der auch unter anaeroben Bedingungen stattfindet, und wie sie zur weiteren Zellatmung führt.
Takeaways
- 🌟 Zellatmung ist der Prozess, durch den Zellen Energie aus Nährstoffen gewinnen.
- 🍬 Glukose ist ein Hauptenergieträger, der oft in komplexeren Molekülen wie Polysacchariden vorkommt.
- 🔄 Um Glukose in den Zellstoffwechsel einbinden zu können, muss sie zuerst in einfachere Formen wie Glukose-6-Phosphat umgewandelt werden.
- 🚀 Der erste Teil des Glukoseabbaus, Glykolyse, findet in allen lebenden Organismen statt und ist unabhängig von der Sauerstoffverfügbarkeit.
- ⚡ Glykolyse erzeugt ein Netto-Gewinn von 2 ATP pro Glukose-Molekül und benötigt zehn enzymatische Reaktionen.
- 🔄 Die Glykolyse kann in zwei Phasen unterteilt werden: Die Energie-Investitionsphase (Reaktionen 1-5) und die Energiegewinnungsphase (Reaktionen 6-10).
- 🔋 Die gespeicherte Energie in Glukose wird durch Glykolyse in ATP und NADH umgewandelt, die für weitere Stoffwechselreaktionen benötigt werden.
- 🌱 Der Abbau von Polysacchariden wie Stärke in Glukose erklärt, warum Getreide- und Kartoffelhaltige Mahlzeiten länger satt machen als zuckerreiche Snacks.
- 🌀 Die Glykolyse ist ein zentraler Schritt in der Zellatmung, der auch unter anaeroben Bedingungen, wie bei der Gärung, stattfindet.
- 🔬 Die Enzyme, die die Glykolyse katalysieren, haben oft spezifische Namen, die auf die Art der chemischen Reaktion hindeuten, die sie katalysieren.
Q & A
Was ist das Hauptthema des Videos?
-Das Hauptthema des Videos ist die Zellatmung, insbesondere der Abbau von Glukose als Teil der Energiegewinnung im Körper.
Woher erhalten wir unsere Energie im Körper?
-Wir erhalten unsere Energie im Körper aus verschiedenen Nährstoffen, wie z.B. Kohlenhydraten, Fetten und Eiweißen, die in komplexen Molekülen gebunden sein können.
Was ist ein Polysaccharid?
-Ein Polysaccharid ist eine komplexe Verbindung aus vielen Einheiten von Monosacchariden, wie zum Beispiel Stärke in Getreide oder Kartoffeln.
Warum fühlen wir uns satt nach dem Verzehr von Getreide oder Kartoffeln?
-Der Verzehr von Getreidehaltiger Nahrung oder Kartoffeln führt zu einem lang anhaltenden Gefühl der Sättigung, weil der Abbau der darin enthaltenen Polysaccharide, wie Stärke, einen längeren Zeitraum in Anspruch nimmt.
Wie wird Glukose aus Polysacchariden gewonnen?
-Polysaccharide müssen zuerst zu Glukose hydrolysiert werden, um die darin enthaltene Energie für den Stoffwechsel nutzen zu können.
Was passiert mit Glukose, bevor sie zur Energiegewinnung verwendet werden kann?
-Glukose muss zuerst abgebaut werden, um die in den chemischen Verbindungen gespeicherte Energie freizusetzen und für den Zellstoffwechsel verfügbar zu machen.
Wie viele ATP-Moleküle werden im Prozess der Glukoseabbau unter Sauerstoffverhältnissen freigesetzt?
-Unter Sauerstoffverhältnissen werden im Prozess der Zellatmung insgesamt 32 ATP-Moleküle freigesetzt.
Was ist die Glykolyse und wie viele ATP-Moleküle werden in diesem Prozess gewonnen?
-Die Glykolyse ist der erste Schritt des Glukoseabbaus und liefert ein Netto-Gewinn von 2 ATP-Molekülen pro Glukose-Molekül.
Wie viele Enzyme sind an der Glykolyse beteiligt?
-Insgesamt sind zehn Enzyme an der Glykolyse beteiligt, die verschiedene Reaktionsschritte katalysieren.
Was ist der Unterschied zwischen der Energie-Investitionsphase und der Energiegewinnungphase der Glykolyse?
-In der Energie-Investitionsphase werden ATP-Moleküle verbraucht, während in der Energiegewinnungphase ATP-Moleküle erzeugt werden.
Wie viele ATP-Moleküle werden im gesamten Glukoseabbauprozess gewonnen?
-Insgesamt werden im Glukoseabbauprozess 2 ATP-Moleküle gewonnen, wobei die weiteren Energiegewinnungsschritte der Zellatmung weitere ATP-Moleküle liefern.
Welche Rolle spielen Enzyme im Stoffwechsel?
-Enzyme katalysieren die Reaktionen im Stoffwechsel, sodass chemische Veränderungen effizienter und schneller ablaufen können.
Was ist die Bedeutung von Kinasen im Kontext der Glykolyse?
-Kinasen sind Enzyme, die eine Phosphatgruppe von ATP auf andere Moleküle übertragen, was für die Produktion von ATP und die Umwandlung von Glukose in andere Moleküle im Rahmen der Glykolyse wichtig ist.
Wie wird die Glukose in der Glykolyse zu 3-Phosphoglycerat umgewandelt?
-Die Glukose wird durch eine Reihe von Umlagerungen und Spaltungen in 3-Phosphoglycerat umgewandelt, wobei auch Glycerin und ATP entstehen.
Was sind die Endprodukte der Glykolyse?
-Die Endprodukte der Glykolyse sind 2 Moleküle 3-Phosphoglycerat, 2 Moleküle Glycerin, 2 Moleküle ATP und 2 Moleküle NADH.
Outlines
🌿 Zellatmung und Energiegewinnung aus Kohlenhydraten
Dieses Video ist Teil einer Serie über Zellatmung und konzentriert sich auf die Umwandlung von Kohlenhydraten in Energie. Es wird erklärt, dass der menschliche Körper Energie aus komplexen Molekülen wie Polysacchariden, wie Stärke in Getreide und Kartoffeln, gewinnt. Diese Moleküle müssen in einfachere Formen wie Glukose umgewandelt werden, um Energie freizusetzen. Der Prozess der Umwandlung von komplexen Kohlenhydraten in Glukose wird als Voraussetzung für den Energieabbau im Körper beschrieben. Der erste Teil der Zellatmungsreaktion, der Glykolyse, wird als Teilschritt der Zellatmung dargestellt, der Energie in Form von ATP (Adenosintriphosphat) speichert. Es wird betont, dass Glykolyse auch unter anaeroben Bedingungen stattfindet, wie im Fall der Gärung. Die Videoreihe soll einen tieferen Einblick in die Biochemie der Energieumwandlung im Körper geben.
🔬 Detaillierter Blick auf die Glykolyse und ihre Enzyme
Der zweite Absatz des Videos geht auf die chemischen Reaktionen und Enzyme ein, die die Glykolyse katalysieren, einen Teilprozess der Zellatmung. Es wird beschrieben, wie Glukose in zwei Phasen zu ATP, NADH und anderen Produkten umgewandelt wird. Die erste Phase, die Energieinvestitionsphase, verbraucht ATP, um Glukose in Zwischenprodukte wie Fructose-6-Phosphat und 1,3-Bisphosphat-Glycerin zu verwandeln. Die zweite Phase, die Energiegewinnungsphase, führt zur Produktion von ATP und NADH. Die Rolle von Enzymen wie Hexokinase, Phosphofructokinase und andere wird erläutert, die die chemischen Umlagerungen katalysieren. Der Prozess wird als Teil des größeren Stoffwechsels betrachtet, der zur Energiegewinnung aus Glukose im Körper beiträgt, und die Bedeutung der Regeneration von NAD+ und ATP für die Fortsetzung der Zellatmungsreaktionen wird hervorgehoben.
Mindmap
Keywords
💡Zellatmung
💡Glukose
💡Polysaccharide
💡Glykolyse
💡ATP
💡Enzym
💡Oxidation
💡Substratphosphorylierung
💡NADH
💡Fermentation
Highlights
Zellatmung ist ein Thema, das in mehreren Videos erkundet wird.
Klose ist ein Hauptbetriebsstoff, aus dem Energie gewonnen wird.
Glukose ist oft in komplexen Molekülen wie Polysacchariden gebunden.
Polysaccharide wie Stärke aus Getreide oder Kartoffeln müssen in Glukose umgewandelt werden.
Der Abbau von Polysacchariden ist für die langanhaltende Sättigung nach dem Verzehr von Getreidehaltiger Nahrung verantwortlich.
Glukose muss zuerst abgebaut werden, um die gespeicherte Energie freizusetzen.
Der Abbau von Glukose findet über viele Reaktionsschritte statt, die Energie wird in ATP gespeichert.
Die Zellatmung liefert eine beträchtliche Menge an Energie in Form von 32 ATP-Molekülen.
Die Glykolyse ist ein Teilschritt der Zellatmung, der auch unter anaerobe Bedingungen stattfindet.
Die Glukose wird in das Endprodukt Pyruvat umgewandelt, wobei zwei ATP-Moleküle verbraucht und zwei erzeugt werden.
Die Glykolyse setzt eine Reihe von zehn enzym katalysierten Reaktionen voraus.
Die ersten fünf Reaktionen der Glykolyse sind energieintensiv und verbrauchen ATP.
Die letzten Reaktionen der Glykolyse produzieren ATP und liefern NADH sowie weitere ATP.
Die Glykolyse ist ein universeller Prozess, der von allen lebenden Organismen durchgeführt wird.
Die Enzyme der Glykolyse katalysieren spezifische chemische Reaktionen, die den Stoffwechsel vorantreiben.
Die Glykolyse ist nur der erste Schritt des Glukoseabbaus, der im weiteren Verlauf mit der Zellatmung fortgesetzt wird.
Unter anaerobe Bedingungen findet die Glykolyse auch statt, was im Video über die Gärung näher beschrieben wird.
Transcripts
dieses video ist das zweite video der
videoreihe zum thema zellatmung im
ersten übersichts video haben wir
festgestellt dass klose unser haupt
betriebsstoffe aus dem wir unsere
energie beziehen
dabei ist es oft nicht luca als einfach
zucker bzw mono sache riet den wir zu
uns nehmen
häufig ist glukose in ganz vielen
molekülen komplex gebunden als
sogenanntes polysaccharid wie es zum
beispiel bei stärke der fall ist
bestandteil von getreide oder kartoffeln
damit sie in den komplexen molekülen
steckende energie genutzt werden kann
müssen diese stoffe zuerst zu glukose
umgewandelt werden das gilt ebenso für
viele lipide oder eiweiße die ebenfalls
der energiegewinnung dienen
der abbau von polysacchariden ist
übrigens auch dafür verantwortlich dass
uns der verzehr von getreide haltiger
nahrung oder kartoffeln solange sättigt
denn der abbau dieser polysaccharide
dauert eben ganz im gegensatz zu
traubenzucker oder schokolade die nur
eine kurze sättigung bewirken dafür
allerdings als sehr schnellen
energielieferanten dienen der umbau der
über die nahrung aufgenommenen
nährstoffe zu glukose gewährleistet noch
nicht dass wir all unsere energie
aufwendigen stoffwechselwege im körper
antreiben können
das liegt daran dass die kurse immer
noch energiereich ist glukose muss erst
noch abgebaut werden denn dann wird die
in den chemischen verbindungen
gespeicherte energie freigesetzt und
steht der zelle zur verfügung
der abbau von glukose geschieht über
eine vielzahl von reaktionen schritten
die freigesetzte energie wird dabei in
den energiespeicher stoff atp
gespeichert in diesem video fokussieren
wir uns auf den ersten teilschritt des
logos abbaus der glücklose man sollte
sich an dieser stelle vergegenwärtigen
die weitere energiebereitstellung hängt
davon ab ob der zelle sauerstoff zur
verfügung steht oder mich unter er oben
bedingungen finden die stoffwechsel
reaktion der zellatmung statt
sie liefern eine beträchtliche menge an
energie die in form von 32 atp molekülen
gespeichert wird
auch wenn fast überall die glykol nyse
als ein teilschritt der zellatmung
beschrieben wird ist dies unter einbezug
folgenden
nicht korrekt die stoffwechselwege der
zellatmung finden ausschließlich in
anwesenheit von sauerstoff statt auf die
glukose trifft dies nicht zu werden sie
findet auch unter an ihr open
bedingungen statt wie auch im video über
die gärung näher beschrieben wird
ich setze inbegriff gemüse also bewusst
nicht gleich mit der zellatmung deshalb
ist die glukose als erster schritt des
glücks abbaus übrigens einen prozess
derweil sämtlich lebenden organismen
stattfindet schauen wir uns die glukose
mal genauer an glukose als ausgangs
substrat wird in das endprodukt privat
umgewandelt das muss also am ende des
stoffwechselwege stehen
dieser vorgang setzt eine geringe menge
an energie in form von zwei atp
molekülen frei insgesamt braucht es
dafür zehn enzym katalysiert reaktion
dann legen die endprodukte in form von
zwei molekülen privat und atp sowie zwei
molekülen ndh vor
die einzel reaktion der glücklose lassen
sich zwei abschnitten zuordnung in der
energie- investitionsphase wird wie der
name bereits verrät energie investiert
und damit atp verbraucht sie umfasst
detail reaktion 1 bis 5 in der zweiten
phase der energiegewinnung phase wird
atp produziert weil einer produktion von
vier atp molekülen einem verbrauch von 2
atp molekülen gegenübersteht legt die
netto ausbeute an atp also bei zwei
molekülen ihr wisst dass sämtliche
stoffwechsel reaktion enzym katalysiert
ablaufen also mit hilfe von enzymen
jederzeit schritt der kulisse von und
also mit hilfe eines bestimmten enzyms
statt auch wenn sie mitunter relativ
komplizierte namen haben häufig verraten
die endungen der einzelnen in sieben
namen bereits etwas über die chemische
reaktion diese katalysieren wie gleich
noch deutlich wird die erste reaktion
wird vom enzym hexe kinase katalysiert
bzw hervorgerufen
sie überträgt eine phosphat gruppe aus
atp auf das sechste kohlenstoffatom die
atome sind kohlenstoffatome sodass
glukose sechs phosphat entsteht
dieses molekül wird durch das zweite
analyse beteiligte enzym der facebook
user mehr raser bzw
der glukose 6 kati sommer raser
umgelagert zu fruktose sechs phosphat
bei einer isolierung handelt es sich
immer um eine umlagerung glukose
fruktose besitzen zwar die gleichen
atome die zusammensetzung aber
unterscheidet sich der sechsjährige
glukose ring lagert sich zu einem
fünfjährigen fruktose ring um in der
dritten reaktion überträgt das enzym
phosphor folk duo kinase eine weitere
phosphat gruppe die von einem anderen
atp stammt auf den fruktose ring so dass
fruktose 16 bis phosphat entsteht wenn
ihr euch die erste und die dritte
reaktion anschaut die beide von kinasen
hervorgerufen werden wird ihre bedeutung
bereits deutlich kinasen sind enzyme die
eine phosphat gruppe auf andere moleküle
übertragen
in reaktion vier wird der fruktose ring
unter der katalytischen wirkung des
enzyms all dollase geöffnet und
gespalten
es entstehen zwei unterschiedliche c3
verbindung die hydroxyl aceton phosphat
und glycerin alle drei phosphat
abgekürzt g3 p durch eine weitere summe
raase wird im fünften reaktion schritt
dass die hydroxyl aceton phosphat
umgelagert so dass ein weiteres enzym g3
entsteht denn auch bei diesen molekülen
handelt es sich um ihr so mehr die
energie investitionsphase ist damit
abgeschlossen und sogleich die halbzeit
der glukose erreicht fünf von zehn
reaktion haben bis dahin stattgefunden
es lässt sich festhalten dass bis
halbzeit zwei atp moleküle also
verbraucht wurden und dass das glukose
molekül als eine c6 verbindung zu zwei
molekülen glyzerin alle drei phosphat
umgewandelt wurde
für die nun anschließende
energiegewinnung phase sollte also
beachtet werden dass jede reaktion pro
glukose molekül zwei mal stattfindet
denn jedes glukose molekül wurde ein
zwei moleküle die 3p gespalten die
energiegewinnung phase liefert neben dem
endprodukt privat sowohl ndh als auch
at&t wie die weiteren reaktion zeigen
reaktion 6 wird durch das enzym glycerin
alt treffers fahrt dehydrogenase auch
kuriose phosphat dehydrogenase genannt
katalysiert beide 3p moleküle werden
dabei zu zwei molekülen 1 3 bis 5 grad
wie der name bereits verrät ist nicht
nur am 3
meine phosphat gruppe an gelagert
sondern auch am c1 atom es findet also
eine fast formulierung das anhängen
einer phosphatgruppen statt
außerdem wird das molekül in diesem
schritt oxidiert oxidation heißt die
abgabe von elektronen das heißt es gibt
elektronen und ein wasserstoffatom ab
das molekül energy plus nimmt die
elektronen in sowie das wasserstoffatom
auf und wird dadurch zu ndh reduziert
denn eine reduktion geht mit der
aufnahme von elektronen einher
auch wenn auch situation und reduktion
als übertragungsprozess von elektronen
definiert werden können gerade wie
biologen die begriffe auch bei der
aufnahme bzw abgabe von
wasserstoffatomen verwenden denn die
übertragung von wasserstoff atom geht
immer auch mit einer übertragung von
elektronen einher
das molekül wird oxidiert weil es ein
wasserstoffatom abgibt die übrigen
reaktion schritte sind relativ schnell
erzählt in der siebten und zehnten
reaktion ebenfalls durch kinasen
katalysiert werden jeweils die beiden
phosphatgruppen auf hd transferiert
wodurch bei jedem dieser reaktion
schritte die wie gesagt zwei mal pro
zyklus ablaufen auch jeweils zwei
moleküle atp gebildet werden aus den
zwei molekülen 13 bis fast vor glücksrad
entstehen so zwei moleküle 3-fassung
blitzer rat wobei die jeweilige phosphat
gruppe im achten reaktionen schritt
verschoben wird mit hilfe des enzyms
vorletzte rathenow tase und zwei
moleküle 25 literat entstehen im neunten
schritt katalysiert das enzym amylase
das wasser vom molekül zwei fast
vergisst abgespalten wird und das
energiereiche phosphor in mol privat
kurz einfach nur pep entsteht
bei der installierten übertragung von
phosphatgruppen von molekülen auf adp
moleküle wie es im teilschritt 7 und 10
der fall ist handelt es sich um eine
sogenannte substrat ketten
phosphorylierung diesen komplexen
stoffwechselweg der glukose lassen sich
folgende kernaussagen zusammenfassend ab
bleiben die kulisse liefert ein
nettogewinn von 2 atp monika neben dem
atp liefern die reaktion der
energiegewinnung phase zudem zwei
moleküle ndh auch in ndh ist im weiteren
verlauf des glukose aufbaus noch von
nutzen wer in den weiteren videos sehen
werde
erinnert euch dass die glukose nur den
ersten teilschritt des glukose abbaus
darstellt wie schon erwähnt folgen in
anwesenheit von sauerstoff die drei
stoffwechselwege der zellatmung die
private situation der citrat zyklus um
die atmungskette und weil nrd plus in
der glukose übrigens verbraucht wird und
in der zelle nur in begrenzter menge
fanden es muss in diesem reaktion vor
allem energie plus regeneriert werden
und der glücklose wieder zugeführt
werden damit deren ablauf weiterhin
gewährleistet
und weil auch unter an ihr oben
bedingungen bei der gärung in hd+
regeneriert wird findet die glücklose
eben auch unter anderen bedingungen
statt
[Musik]
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