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2 Schlagwörter ADP; Atmungskette; ATP; Biochemie; Citratzyklus; Coenzym; Energie; Energiebedarf; Enzym; Filmkompetenz; Fruchtzucker; Fructose; Gärung; Glucose; Glykolyse; Knallgas; Knallgasreaktion; Kohlenstoffkreislauf; Kompartiment; Kreislauf; Lebewesen; Matrix; Membran; Mitochondrium; Modell; Modellkompetenz; Molekül; Oxidation; oxidative Decarboxylierung; Physiologie; Pyruvat; Reaktion; Reduktion; Stoffwechsel; Transportkette; Traubenzucker; Zelle; Zytoplasma Systematik Biologie Chemie Allgemeine Biologie Biologische Regelkreise, Zellenlehre Zoologie Stoffwechsel Biochemie Stoffwechselvorgänge 2

3 Zum Inhalt Zellatmung (Film 18 min) Um ihre Lebensvorgänge aufrechtzuerhalten, benötigen alle Lebewesen Energie. Um diese zu gewinnen, nehmen Zellen Glucose auf, welche im Cytoplasma und in den Mitochondrien von Eukaryoten vollständig zu Kohlenstoffdioxid und Wasser abgebaut wird. Am Ende des Abbauweges gewinnt die Zelle mit Hilfe der frei werdenden Energie die energiereiche Verbindung ATP, die für viele Stoffwechselvorgänge als universelle Energiequelle für den Organismus erforderlich ist. Zur Zellatmung zählen die Prozesse der Glykolyse, des Citratzyklus und der Atmungskette, deren Teilschritte hier stückweise erarbeitet werden. Der Film endet mit einer Übersicht der Gesamtbilanz der Zellatmung, die den Inhalt abrundet. Filmsequenzen Kreislauf der Energiebereitstellung (1:20 min) Je größer und komplexer die Lebewesen, desto mehr dieser Moleküle müssen hergestellt werden. Grundlage hierfür ist der im Laufe der Evolution entwickelte effektivste Abbauweg, bei dem aus Traubenzucker über eine Kette an chemischen Reaktionen die meisten ATP-Moleküle gewonnen werden können die Zellatmung. Diese bringt die Animation geschickt mit der Fotosynthese in Verbindung und schafft so einen Überblick über den Stoff und Energiekreislauf der Lebewesen. 3

4 dabei auf die H+-Konzentrationen und die einzelnen Abschnitte der Transportkette in der Membran gelegt, die eine kontrollierte Knallgasreaktion zulassen. Diese sorgt schließlich für den hohen Wirkungsgrad der ATP-Gewinnung. Die Energiebilanz der Zellatmung (0:50 min) Diese Sequenz dient der Zusammenfassung aller Teilabschnitte der Zellatmung und arbeitet dabei den umfangreichen Gewinn an ATP-Molekülen bei der Aufarbeitung des Traubenzuckers mit Hilfe von Sauerstoff nochmals heraus. Somit wird die Effektivität der Zellatmung den Schülerinnen und Schülern erneut visuell präsentiert, um ein besseres Lernergebnis zu erzielen. Grafiken Übersicht: Die Zellatmung Diese Grafik gibt eine Übersicht über die Vorgänge der Zellatmung und deren Verortung. Wichtige Moleküle (16 Grafiken) Zu den Molekülen ATP, ADP, NADH, NAD+, FADH2, FAD, Pyruvat und Glucose stehen jeweils die Valenzstrichformel und ein 3D-Molekül zur Verfügung. 6

5 Arbeitsmaterial Als Arbeitsmaterial steht Ihnen im ROM- Teil ein umfangreiches Angebot an ergänzenden Materialien zur Verfügung (siehe Tabelle). Die Arbeitsblätter liegen als PDF- und Word-Dateien vor. Die Word-Dateien können bearbeitet und so individuell an die Unterrichtssituation angepasst werden. Ordner Didaktische Hinweise Arbeitsblätter (mit Lösungen) Grafiken Materialien Hinweise zum Einsatz des Films, der Filmsequenzen, den Grafiken und den ergänzenden Arbeitsmaterialien 1) Glykolyse 2) Die oxidative Decarboxylierung des Pyruvats und der Citratzyklus (differenziert) 3) Zellatmung Übersicht und Energiebilanz 4) Abbau von energiereicher Glucose mit und ohne Sauerstoff Übersicht: Die Zellatmung Jeweils als 3D-Molekül und als Valenzstrichformel (schwarz und eingefärbt): ATP ADP NADH NAD+ FADH2 FAD Pyruvat Glucose Filmtext Programmstruktur Weitere Medien Produktionsangaben Filmtext zum Film als PDF-Dokument Übersicht über den Aufbau der DVD Informationen zu ergänzenden FWU-Medien Produktionsangaben zur DVD und zum Film 9

6 Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form Auszug aus: Lehrerhandreichungen zu: "Zellatmung" Das komplette Material finden Sie hier: School-Scout.de

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