Big Bang HTL 4, Schulbuch

Stoffwechsel 4 Biochemie und Biotechnologie (IV. Jahrgang, 7. Semester) 55 nicht genug Sauerstoff über das Blut nachgeliefert werden kann. Macht man häufig Sport, beginnt der Körper mehr rote Blutkörperchen zu produzieren, um auch mehr Sauer- stoff liefern zu können. Dadurch kommt man dann nicht mehr so schnell „aus der Puste“, also in anaerobe Bedingun- gen. ( F18 ) Diese Art der anaeroben Regeneration von NAD + gibt es nicht nur im Menschen, sondern in allen Tieren aber auch in einigen Bakterien. Alkoholische Gärung Der Hefepilz Saccharomyces cerevi- siae und das Bakterium Zymomo- nas mobilis (dem verdanken wir den Tequila) haben einen anderen Weg gefunden. Unter Sauerstoff- mangel spaltet die Hefe CO 2 von Pyruvat ab und reduziert das er- haltene Produkt dann zu Ethanol . Dieser Prozess wird von Menschen schon seit Jahrtausenden ausgenutzt um alkoholische Ge- tränke herzustellen. ( F19 ) Abb. 4.18: Alkoholische Gärung Andere Gärungen Allgemein spricht man von Gärung, wenn organische Verbin- dungen ohne Sauerstoff abgebaut werden. Im Reich der Bakterien gibt es eine Vielzahl von Gärungsvarianten. So kann aus Pyruvat z. B. Propansäure, Butanol, Aceton oder Buttersäure (= Butansäure) gebildet werden. Früher wurde der Begriff Fermentation für Gärungen mit Mikroorganis- men verwendet. Heute sind Fermentationen allgemeiner definiert und man zählt alle technisch genutzten mikrobio- logischen Reaktionen dazu. Mehr dazu im Kapitel 6 Biotech- nologie. ( F20 ) Abb. 4.17: Saccharomyces cerevisiae Bearbeite die Aufgaben Auch in der Hefe läuft bei Anwesenheit von Sauerstoff die gesamte Zellatmung ab. Erkläre wie sich der Zuckerverbrauch der Hefe bei konstantem ATP-Bedarf ändert, wenn sich die Bedingungen von aerob auf anaerob verändern! L Welcher Stoffwechselweg läuft sowohl bei aeroben als auch bei anaeroben Bedingungen ab? L Vergleiche in einem kurzen Text den aeroben und den anaeroben Abbau der Glucose. L 4 F20 A2 F21 A1 F22 A2 4.4 Zucker aus CO 2 Photosynthese Sie ist die Lebensgrundlage aller Pflanzen, und somit auch die Basis allen tierischen Lebens auf der Erde. Aus den ein- fachsten anorganischen Molekülen CO 2 und H 2 O baut sie Glucose auf, die Nahrungsgrundlage für unzählige Lebe- wesen. Zusätzlich entsteht Sauerstoff, das wichtigste Abfall- produkt eines Stoffwechselwegs überhaupt. Pflanzen sind autotrophe also „selbst ernährende“ Lebewe- sen. Den Zucker, den sie, wie andere Lebewesen auch, für die Zellatmung benötigen, können sie aus dem Kohlendoxid der Luft und Wasser selbst aufbauen. Die benötigte Energie dazu stammt aus dem Licht. Die Photosynthese läuft in allen grünen Pflanzenteilen, also auch grünen Ästen oder unreifen Früchten, in den Chloro- plasten ab. Hauptort der Photosynthese sind aber die Blät- ter. Bevor wir uns dem Prozess der Photosynthese selbst widmen schauen wir uns zuerst an wie die Ausgangsstoffe der Reaktion, also Kohlenstoffdioxid und Wasser, in die Blätter bzw. dort in die Chloroplasten gelangen: Abb. 4.19: Transportwege in der Pflanze Wo genau in der Pflanze läuft die Photosynthese ab? Wer kann sich noch an den Aufbau des Organells aus Kapitel 1 erinnern? Die Summengleichung der Photosynthese ist die exakte Umkehrung der Zellatmung. Wo liegen die Unterschiede? Wie genau läuft die Photosynthese ab ? Was machen die Pflanzen eigentlich mit der gebilde- ten Glucose? F23 F24 F25 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv