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Zwei Wege ins Mitochondrium
AFB I–IIDas NADH + H+ aus der Glykolyse entsteht im Cytoplasma. Die innere Mitochondrienmembran ist für NADH undurchlässig; nur seine Elektronen werden über Shuttle-Systeme übergeben. In Herz und Leber arbeitet der Malat-Aspartat-Shuttle: Die Elektronen erreichen die Matrix wieder als NADH + H+. In Skelettmuskel und Gehirn überwiegt der Glycerinphosphat-Shuttle: Die Elektronen gelangen auf FAD und steigen wie bei FADH₂ in die Atmungskette ein. Rechnen Sie mit ≈ 2,5 ATP je NADH + H+ und ≈ 1,5 ATP je FADH₂.
M1Produkte der Teilschritte je Molekül Glucose
| Teilschritt | NADH + H⁺ | FADH₂ | ATP (Substratkette, netto) | CO₂ |
|---|---|---|---|---|
| Glykolyse | 2 | 0 | 2 | 0 |
| Oxidative Decarboxylierung | 2 | 0 | 0 | 2 |
| Citratzyklus | 6 | 2 | 2 | 4 |
- Nennen Sie für jeden Teilschritt der Zellatmung den Ort in der Zelle.
- Beschreiben Sie mithilfe von M1 die Stoffbilanz der Zellatmung und leiten Sie daraus die Summengleichung ab.
- Berechnen Sie die ATP-Ausbeute je Glucose und den Wirkungsgrad für eine Skelettmuskelzelle.
- Erklären Sie, warum Lehrbücher je Glucose zwischen 30 und 38 ATP angeben.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Vier Teilschritte, drei Orte.
Hinweis zu Aufgabe b)
Zählen Sie CO₂ und Reduktionsäquivalente zusammen; wie viele Elektronen braucht ein O₂-Molekül?
Hinweis zu Aufgabe c)
Die 2 NADH der Glykolyse zählen im Muskel wie FADH₂. Energie der Glucose: 2870 kJ/mol, ATP: 30,5 kJ/mol.
Hinweis zu Aufgabe d)
Denken Sie an die P/O-Werte früher und heute und an die Shuttles.