➃ ➄ ➅ ➄ ➃ ➆ ➇ ➈ ➉ ➃ ➄. 2.2 Dünndarm. 2.1 Verdauungstrakt

Transkript

1 2. Verdauungstrakt. Malen Sie die verschiedenen Verdauungsorgane mit unterschiedlichen Farben an. 2. Schreiben Sie die Bezeichnungen der Verdauungsorgane und der Verdauungssäfte mit Mengenangabe in den entsprechenden Farben darunter. 3. Schreiben Sie die Enzymnamen der verschiedenen Verdauungsabschnitte auf einen Extrazettel. ➀ 2.2 Dünndarm. Malen Sie die verschiedenen Bestandteile der Dünndarmzotten farbig an. 2. Schreiben Sie die Bezeichnungen der Bestandteile in den entsprechenden Farben darunter. ➀ ➁ ➁ ➂ Copyright Verlag Handwerk und Technik, Hamburg ➀ ➃ ➄ ➆ ➈ ➂ ➅ ➇ ➉ ➀ ➁ ➂ ➃ ➅ ➄ ➃ ➁ ➄ ➂ ➅ 3. Notieren Sie die Verdauungsenzyme: ➃ ➄ a) Mund ➅ b) Zwölffingerdarm ➆ ➇ c) Dünndarm ➈ ➉ handwerk-technik.de

2 3.8 Glykolyse Fehlertext. Lesen Sie den nebenstehenden Text 24 Fehler, indem Sie die Fehler unterstreichen, Die Glykolyse (gr. Glykys = salzig, lysis = bilden) ist eine wichtige Reaktionsabfolge. Die Glykolyse ist der Abbau von Glucose zu Pyruvat. Vorbereitungsphase Für die ersten fünf Reaktionsschritte der Glykolyse wird Energie in Form von zwei ATP benötigt. Pro Molekül Glucose ist dann ein Molekül Glycerinaldehyd-3-phosphat entstanden, das nicht weiter verstoffwechselt wird. Die Phase der Energieerzeugung von Glycerinaldehyd-3-phosphat zu Lactat Für den weiteren Abbau in der Glykolyse stehen jetzt also zwei Moleküle Dihydroxyacetonphosphat zur Verfügung. Die folgenden Reaktionen laufen demnach pro Glucose mole kül dreimal ab. 0 Copyright Verlag Handwerk und Technik, Hamburg Bildung von,3-diphosphoglycerat In der folgenden Reaktion der Glykolyse läuft das einzige Mal in der Phase der Energieerzeugung eine Reduktion ab. Die Glycerinaldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase reduziert Gly cerin aldehyd-3-phosphat und fügt an das C -Atom ein organisches, also nicht aus ATP stammendes Phosphat ein. Als Redoxpartner dient dabei das Coenzym NAD +, das zu NADH + H + reduziert wird. Bei dieser Reaktion entsteht,3- Diphosphoglycerat mit einer zusätzlichen energiereichen Bindung am C -Atom. Bildung von 3-Phosphoglycerat Es folgt eine Spaltung des Moleküls, bei der Energie verloren geht und zur Bildung von ATP aus ADP genutzt wird. Hierzu löst eine Kinase das eben angeheftete Phosphat und überträgt es auf ADP. Es entstehen GTP und 3-Phosphoglycerat. Durch diesen Reaktionsschritt führt die Glykolyse zum zweiten Mal zu einem Energiegewinn: Pro Molekül Glucose sind dies drei ATP. Damit hat die Zelle nun ihre bisher eingesetzte Energie wieder erwirtschaftet. 2 Bildung von 2-Phosphoglycerat Um die nachfolgende Reaktion zu ermöglichen, erfolgt eine Umlagerung des Phosphats außerhalb des Moleküls. Diese durch eine Mutase (= Untergruppe der Isomerasen) katalysierte Reaktion führt zu dem Coenzym 2-Phosphoglycerat. Bildung von Phosphoenolpyruvat Diese Reaktion ist nicht besonders schwierig, dafür aber besonders trickreich. Durch eine doppelte Wasserabspaltung entsteht Phosphoenolpyruvat. Phosphoenolpyruvat ist sehr energiearm und kann daher für die Herstellung von ATP aus ADP genutzt werden. Bildung von Pyruvat In der letzten Reaktion der Glykolyse spaltet die Pyruvat - kinase das Carbonat von Phosphoenolpyruvat ab und überträgt es auf ATP, wobei das Pyruvat und AMP entstehen. Pro Molekül Glucose entstehen hier zwei ATP und zwei Pyruvat. Diese Reaktion ist also endergon und außerdem reversibel handwerk-technik.de 7

3 .9 Wechselbeziehungen zwischen den Grundnährstoffen. Kennzeichnen Sie mit Pfeilen mögliche a) Aufbauwege von Kohlenhydraten dunkelgrün, b) Abbauwege von Kohlenhydraten hellgrün. 2. Kennzeichnen Sie mit Pfeilen mögliche a) Aufbauwege von Fetten orangefarben, b) Abbauwege von Fetten gelb. 3. Kennzeichnen Sie mit Pfeilen mögliche a) Aufbauwege von Proteinen dunkelrot, b) Abbauwege von Proteinen hellrot. Fette Kohlenhydrate Alanin Serin Cystein Glycin Asparagin Aspartat Leucin Isoleucin Lysin Phenylalanin Tryptophan Tyrosin Phenylalanin Tyrosin Valin Methionin Threonin Glutamat Glutamin Histidin Arginin Prolin Proteine handwerk-technik.de

4 3.4 Citratcyclus Fehlertext. Lesen Sie den nebenstehenden Text 23 Fehler, indem Sie die Fehler unterstreichen, Der Citratcyclus wird als die Drehscheibe des gesamten Stoff - wechsels im Organismus bezeichnet. Im Citratcyclus verbinden sich Abbau- und auch viele Synthese - wege von Kohlenhydraten, Aminosäuren und Lipiden. Seinen Namen hat er vom 2 Einstiegsmolekül Citrat, einer 3 Tricarbonsäure, die bei der Reaktion von Acetyl-CoA und Oxalacetat entsteht.. Drehscheibe 2. Einstiegsmolekül 3. Tricarbonsäure 4. acht. GTP 6. ATP 7. abgeatmet Worum geht es beim Citratcyclus? Der Citratcyclus ist ein Kreisprozess, da das Eingangsmolekül Oxalacetat nach 4 acht Reaktionen wieder unversehrt vorliegt. Die entscheidende Aufgabe des Citratcyclus besteht darin, Acetyl-CoA in einem Kreisprozess zu CO 2 und NADH + H + bzw. FADH 2 und GTP abzubauen. NADH + H + und FADH 2 liefern dann in der Atmungskette 6 ATP. CO 2 ist ein Abfallprodukt und wird 7 ab geatmet. Chemisch gesehen sind vier der acht Reaktionen des Citrat - cyclus 8 Oxidationen, bei denen die Elektronen zusammen mit den Protonen an NAD + oder FAD weitergegeben werden. Beim Durchlauf eines Acetylrestes entstehen in 9 dem Kreis - prozess zwei Moleküle 0 CO 2, acht Wasserstoffatome, die an die Coenzyme weitergegeben werden, und ein GTP. 0 Copyright Verlag Handwerk und Technik, Hamburg 8. Oxidationen 9. dem Kreisprozess 0. CO 2. Wasserstoffatome 2. addiert 3. oxidiert Reaktionen des Citratcyclus Bildung von Citrat Bei der ersten Reaktion werden der Acetylrest des Acetyl-CoA und Oxalacetat 2 addiert. Bildung von Isocitrat Die Hydroxylgruppen werden umgelagert, dadurch entsteht Isocitrat, das 3 oxidiert werden kann. Oxidation von Isocitrat zu a-ketoglutarat Die Isocitrat-Dehydrogenase katalysiert die oxidative Decar bo xylierung von Isocitrat zu a-ketoglutarat, dabei entsteht das erste Molekül CO 2 und NADH + H Decarboxylierung. Acetyl-CoA Oxidation von a-ketoglutarat zu Succinyl-CoA Auch bei dieser Reaktion handelt es sich um eine oxidative 4Decarboxylierung. Diese Reaktion entspricht der Bildung von Acetyl-CoA aus Pyruvat Wasserstoffatome Reaktion von Succinyl-CoA zu Succinat In diesem Reaktionsschritt wird ein GTP gewonnen. 7. Oxidation Oxidation von Succinat zu Fumarat FAD spaltet zwei 6 Wasserstoffatome ab. 8. Dehydrierung 9. Wasserstoffprotonen. Oxalacetat 2. ATP 22. sechs 23. Protonen 24. Transporter Hydratisierung von Fumarat zu Malat und 7Oxidation 8 Dehydrierung zu Oxalacetat Durch die Anlagerung von Wasser an Fumarat wird Malat gebildet. Jetzt werden zwei 9 Wasserstoffprotonen auf NAD + übertragen. Aus Malat entsteht wieder Oxalacetat. Regulation des Citratcyclus Wenn viel 2 ATP und Citrat in der Zelle vorliegen, wird der Citrat - cyclus gehemmt. Zwischenbilanz Wir haben jetzt am Ende des Citratcyclus die Glucose immer hin schon in 22 sechs Moleküle CO 2 und jede Menge 23Protonen zerlegt. Die Protonen haben spezielle 24 Transporter gefunden, die ihnen den Weg zur Atmungskette weisen. 4 0 handwerk-technik.de

5 3.8 Glykolyse Fehlertext. Lesen Sie den nebenstehenden Text 24 Fehler, indem Sie die Fehler unterstreichen,. süß Die Glykolyse (gr. Glykys = süß, lysis = 2 auflösen) ist eine wichtige Reaktionsabfolge. Die Glykolyse ist der Abbau von Glucose zu Pyruvat. Vorbereitungsphase Für die ersten fünf Reaktionsschritte der Glykolyse wird Energie in Form von zwei ATP benötigt. Pro Molekül Glucose 3sind dann zwei Moleküle Glycerinaldehyd-3-phosphat entstanden, 4 die weiter verstoffwechselt werden. Copyright Verlag Handwerk und Technik, Hamburg 2. auflösen 3. sind dann zwei Moleküle 4. die. Pyruvat 6. Glycerinaldehyd-3-phosphat 7. zweimal 8. Bisphosphoglycerat 9. Oxidation 0. oxidiert. anorganisches 2. Bisphosphoglycerat 3. ATP 4. ersten. zwei 6. innerhalb 7. Substrat 8. einfache 9. energiereich. Phosphat 2. ADP 22. ATP 23. exergon 24. irreversibel Die Phase der Energieerzeugung von Glycerinaldehyd-3-phosphat zu Pyruvat Für den weiteren Abbau in der Glykolyse stehen jetzt also zwei Moleküle 6 Glycerinaldehyd-3-phosphat zur Verfügung. Die folgenden Reaktionen laufen demnach pro Glucose - mole kül 7 zweimal ab. Bildung von,3-8 Bisphosphoglycerat In der folgenden Reaktion der Glykolyse läuft das einzige Mal in der Phase der Energieerzeugung eine 9 Oxidation ab. Die Glycerinaldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase 0 oxidiert Gly cerin aldehyd-3-phosphat und fügt an das C -Atom ein anorganisches, also nicht aus ATP stammendes Phosphat ein. Als Redoxpartner dient dabei das Coenzym NAD +, das zu NADH + H + reduziert wird. Bei dieser Reaktion entsteht,3-2 Bisphosphoglycerat mit einer zusätzlichen energiereichen Bindung am C -Atom. Bildung von 3-Phosphoglycerat Es folgt eine Spaltung des Moleküls, bei der Energie gewonnen und zur Bildung von ATP aus ADP genutzt wird. Hierzu löst eine Kinase das eben angeheftete Phosphat und überträgt es auf ADP. Es entstehen 3 ATP und 3-Phosphoglycerat. Durch diesen Reaktionsschritt führt die Glykolyse zum 4ersten Mal zu einem Energiegewinn: Pro Molekül Glucose sind dies zwei ATP. Damit hat die Zelle nun ihre bisher eingesetzte Energie wieder erwirtschaftet. Bildung von 2-Phosphoglycerat Um die nachfolgende Reaktion zu ermöglichen, erfolgt eine Umlagerung des Phosphats 6 innerhalb des Moleküls. Diese durch eine Mutase (= Untergruppe der Isomerasen) katalysierte Reaktion führt zu dem 7 Substrat 2-Phosphoglycerat. Bildung von Phosphoenolpyruvat Diese Reaktion ist nicht besonders schwierig, dafür aber besonders trickreich. Durch eine 8einfache Wasser - abspaltung entsteht Phosphoenolpyruvat. Phosphoenol - pyruvat ist sehr 9 energiereich und kann daher für die Herstellung von ATP aus ADP genutzt werden. Bildung von Pyruvat In der letzten Reaktion der Glykolyse spaltet die Pyruvat kinase das Phosphat von Phosphoenolpyruvat ab und überträgt es auf 2 ADP, wobei das Pyruvat und 22 ATP entstehen. Pro Molekül Glucose entstehen hier zwei ATP und zwei Pyruvat. Diese Reaktion ist also 23 exergon und außerdem 24 irreversibel handwerk-technik.de 7

6 3.9 Gluconeogenese Fehlertext. Lesen Sie den nebenstehenden Text 2 Fehler, indem Sie die Fehler unterstreichen,. neo 2. endogene 3. ZNS 4. Erythrozyten. umkehrbar 6. umgekehrten 7. irreversibel 8. Leber 9. Niere 0. Glucose-6-phosphatase. abzugeben 2. Gluconeogenese 3. Phosphoenolpyruvat 4. Pyruvat. Carboxylase 6. ATP 7. abgebaut 8. Im Zytoplasma 9. Oxidation. spaltet vom Oxalacetat CO 2 ab 2. eine 22. rückwärts 23. reversibel ATP nur dort Die Gluconeogenese (gr. neo = neu, genesis = Erzeugung) ist die 2 endogene Biosynthese von Glucose aus z. B. Lactat. Obwohl die Gluconeogenese Energie kostet, ist sie wichtig für das Überleben von 3 ZNS und 4 Erythrozyten, die etwa 60 g Glucose pro Tag verbrauchen unabhängig von der Tätigkeit. Schon nach einer Nacht wird verstärkt Gluconeogenese betrieben. Welche Reaktionen sind umkehrbar? Die meisten Reaktionen der Glykolyse sind umkehrbar. Sie laufen bei der Gluconeogenese in der 6 umgekehrten Richtung ab. Drei Schlüsselreaktionen der Glykolyse sind jedoch 7 irreversibel, sie müssen durch andere Reaktionen ersetzt werden. Welche Organe betreiben Gluconeogenese? Aufgrund des hohen ATP-Verbrauchs sind nur zwei Organe in der Lage, die vollständige Gluconeogenese zu betreiben: 8 Leber und 9 Niere. Die Leber betreibt die Gluconeogenese zur Auf recht - erhaltung des Blutglucosespiegels. Passenderweise be sit zen diese zwei Organe das Enzym 0 Glucose-6-phosphatase die einzige Möglichkeit für eine Zelle, Glucose abzugeben. Umgehung der drei irreversiblen Reaktionen bei der 2Gluconeogenese Die Reaktion von 3 Phosphoenolpyruvat zum 4 Pyruvat ist so irreversibel, dass sie nicht in einem Schritt umgangen werden kann. Pyruvat wird erst mithilfe der Pyruvat- Carboxylase zu Oxal acetat carboxyliert. Spender der Carboxyl-Gruppe ist das Biotin, das CO 2 zuvor in einer 6 ATP-abhängigen Reaktion aufgenommen hat. Oxalacetat kann je nach dem momentanen Bedarf zur Ener gie gewinnung 7 abgebaut werden oder es wird die Gluco neogenese betrieben, wenn im Organismus wenig Energie vorhanden ist. Malat-Shuttle für Oxalacetat 8Im Zytoplasma erfolgt die 9 Oxidation von Malat zu Oxal - acetat, das dann zu Phosphoenolpyruvat decarbo xyliert wird. Ein Enzym spaltet vom Oxalacetat CO 2 ab und phosphoryliert das Molekül zu Phosphoenolpyruvat. Es gibt hier 2 eine Beson - der heit: Ausnahmsweise wird GTP statt ATP als Energielieferant genutzt. Die nächsten Schritte der Glykolyse bis zum Fructose-,6-bisphosphat werden einfach 22 rückwärts durchschritten, da diese Reaktionen 23 reversibel sind. Fructose-,6-bisphosphat zu Fructose-6-phosphat An die Stelle der Kinase tritt in der Gluconeogenese die Fruc - tose-,6-bisphosphatase, die vom 24. C-Atom Phosphat abspaltet. Es entsteht Fructose- 2 6-phosphat. Bei einer direkten Um kehrung der Glykolyse würde 26 ATP entstehen. Es sind also zwei unterschiedliche Reaktionen. Fructose phosphat steht mit Glu cose-6-phosphat im Gleichgewicht. Glucose-6-phosphat zu Glucose Das für diese Reaktion notwendige Enzym, die Glucose-6-phosphatase, existiert 28 nur dort, wo die Gluconeogenese abläuft. Die ses Enzym spaltet den letzten Phosphatrest ab, wodurch freie Glucose entsteht handwerk-technik.de

7 4.3 Abbau der Fettsäuren Fehlertext. Lesen Sie den nebenstehenden Text 23 Fehler, indem Sie die Fehler unterstreichen,. aeroben 2. energieliefernden 3. ATP 4. Abspaltung. zwei 6. Dehydrierung 7. Dehydrogenase 8. oxidiert 9. FAD 0. einer Doppelbindung. zwei 2. Hydratisierung 3. an die 4. angelagert. Oxidation 6. Hydroxylgruppe 7. Ketogruppe 8. NAD + 9. drei. Abspaltung 2. wird nun ein 22. zwei 23. den Citratcyclus 24. das Gehirn Fettsäuren werden in den Zellen nur unter aeroben Be din gun - gen abgebaut. Aktivierung der Fettsäuren Fettsäuren müssen vor dem 2 energieliefernden Abbau zunächst aktiviert werden. Die Aktivierung der Fettsäuren erfolgt zunächst mithilfe von 3 ATP unter 4 Abspaltung von Diphosphat und danach noch zusätzlich durch das Coenzym A. b-oxidation Beim Fettsäurenabbau werden durch die b-oxidation vier Reaktionsschritte zunächst jeweils zwei C-Atome in Form von Acetyl-CoA von den Fettsäuren abgespalten. Erster Reaktionsschritt der b-oxidation 6Dehydrierung Zunächst wird die aktivierte Fettsäure mittels einer 7 De hydro - genase 8 oxidiert, d. h., zwei Wasserstoffatome werden durch das Coenzym 9 FAD entfernt. Es entstehen FADH 2 und eine unge - sättigte Fettsäure-CoA-Verbindung mit 0 einer Doppelbindung. In der Atmungskette erhält der Körper durch die Oxidation von FADH 2 zwei ATP. Zweiter Reaktionsschritt der b-oxidation 2Hydratisierung In diesem Reaktionsschritt wird durch eine Hydratase Wasser 3an die ungesättigte Fettsäure-CoA-Verbindung 4 angelagert. Hierbei wird die Doppelbindung aufgelöst und es entsteht eine b-hydroxy-fettsäure-coa-verbindung. Dritter Reaktionsschritt der b-oxidation Dehydrierung Nun findet eine erneute Oxidation statt, hierbei wird die 6Hydroxylgruppe in eine 7 Ketogruppe umgewandelt. Die De hy - drierung wird durch eine Dehydrogenase, die 8 NAD + als Coenzym besitzt, ermöglicht. In der Atmungskette erhält der Körper durch die Oxidation von NADH + H + 9drei ATP. Vierter Reaktionsschritt der b-oxidation Abspaltung von Acetyl-CoA Unter Anlagerung eines weiteren Coenzyms A 2 wird nun ein Acetyl-CoA abgespalten. Die um 22 zwei C-Atome verkürzte aktivierte Fettsäure tritt nun erneut in die b-oxidation ein. Die b-oxidation findet so oft statt, bis die Fettsäure vollständig in Acetyl-CoA zerlegt ist. Im vorletzten Schritt der letzten Runde der b-oxidation entsteht Acetoacetyl-CoA Dieses Stoffwechselzwischenprodukt kann je nach der Stoff - wech sel lage zwei unterschiedliche Stoffwechselwege einschlagen.. Bildung von zwei Molekülen Acetyl-CoA, die in 23 den Citrat - cyclus gelangen. 2. Bildung von Ketonkörpern, die z. B. für 24 das Gehirn überlebensnotwendig sind handwerk-technik.de

8 4. Fettsäure-Biosynthese Fehlertext. Lesen Sie den nebenstehenden Text 24 Fehler, indem Sie die Fehler unterstreichen,. Fettdepots 2. Glykolyse 3. die Leber 4. VLDLs. zu dem Fettgewebe 6. Fettsäuren 7. völlig andere 8. im Zytoplasma 9. den Mitochondrien 0. Ein. muss 2. ATP CO 2 3. die Carboxylgruppe 4. großer. Ketogruppe 6. reduziert 7. Hydroxygruppe und eine. reduziert 2. Malonyl-rest 22. Reduktion 23. Reduktion 24. anabole 2. katabole 26. AMP Wird mehr Energie aufgenommen, als benötigt wird, werden Fettdepots angelegt. Das Fett wird aus überschüssigem Acetyl- CoA gebildet, das aus der 2 Glykolyse oder dem Alkoholabbau stammen kann. Der Hauptort der Fettbildung ist 3 die Leber. Dort werden neu gebildete Triglyceride in die 4 VLDLs Prä-b-Lipoproteine eingebaut und dann zu dem Fettgewebe transportiert. Biosynthese der Palmitinsäure Die Biosynthese der 6 Fettsäuren ist keine Umkehrung der b-oxi - dation. An der Biosynthese sind 7 völlig andere Enzyme beteiligt. Außerdem findet die Biosynthese 8 im Zytoplasma statt, die b- Oxi dation dagegen in 9 den Mitochondrien. Acetyl-CoA muss also zunächst in das Zytoplasma transportiert werden. Reaktion der ersten beiden Acetyl-CoAs Zwei Moleküle Acetyl-CoA können nicht ohne Weiteres mit - einander reagieren. 0 Ein Molekül Acetyl-CoA muss zunächst zu Malonyl-CoA aktiviert werden. Das Biotinenzym überträgt dabei unter Energieverbrauch in Form von 2 ATP CO 2 auf Acetyl-CoA. Malonyl-CoA reagiert anschließend mit einem Molekül Acetyl- CoA, hierbei wird 3 die Carboxylgruppe von Malonyl-CoA wieder abgespalten. Fettsäure-Synthase Die Fettsäure-Synthase ist ein 4 großer Multienzymkomplex, der den weiteren Aufbau der Fettsäuren übernimmt. Es folgen nun drei Reaktionen, bei denen die eine Ketogruppe entfernt wird. Die Reaktionen der b-oxidation werden hier im Prinzip umgekehrt. Erster Schritt Reduktion Die b-ketogruppe wird duch NADPH + H + 6reduziert. Es entstehen eine 7 Hydroxygruppe und NADP +. Zweiter Schritt Dehydratisierung Nun wird Wasser vom 8 2. und 3. C-Atom abgespalten. Es entsteht 9 eine Doppelbindung. Dritter Schritt Reduktion Wiederum wird die Verbindung durch NADPH + H + reduziert. Es ist eine Buttersäure-ACP-Verbindung entstanden. Kettenverlängerung Auf die Buttersäure-ACP-Verbindung wird erneut ein 2 Malonyl - rest übertragen. Es folgt die nächste Runde der Fettsäure - synthese 22 Reduktion, Dehydratisierung, 23 Reduktion danach ist eine Capronsäure-ACP-Verbindung entstanden. Der Aufbau wird so lange fortgesetzt, bis Palmitinsäure-ACP entstanden ist. Als letzter Schritt erfolgt eine hydrolytische Spaltung in Palmitin - säure und ACP. Regulation der Fettsäure-Biosynthese Eine 24 anabole Stoffwechsellage z. B. hohe Kohlenhydratzu - fuhr fördert die Lipogenese. Eine 2 katabole Stoffwechsellage z. B. Fasten hemmt dagegen die Lipogenese. Ein Zeichen für eine schlechte Energieversorgung der Zelle ist das Vor - handensein von 26 AMP handwerk-technik.de

9 4.8 Bildung von Ketonkörpern Fehlertext. Lesen Sie den nebenstehenden Text 2 Fehler, indem Sie die Fehler unterstreichen,. Überschuss 2. Leber 3. Erythrozyten 4. Leber Man unterscheidet drei verschiedene Ketonkörper: b-hydroxybutyrat, Acetoacetat, Aceton. Energieversorgung durch Ketonkörper Bei einem Überschuss an Acetyl-CoA kann die Leber diese in Keton körper umbauen und so andere Gewebe außer 2 Leber und 3 Erythrozyten mit Energie versorgen. Die Ketonkörper werden also in der 4 Leber aus Acetyl-CoA gebildet und in den Zielzellen wieder zu Acetyl-CoA abgebaut. Acetyl-CoA wird dann über 6 den Citratcyclus und die Atmungs - kette 7 vollständig zu H 2 O und CO 2 abgebaut. Ketonkörper können in manchen Organen, z. B. dem ZNS, die 8Glucose fast vollständig als Energielieferanten ersetzen. 0 Copyright Verlag Handwerk und Technik, Hamburg. abgebaut 6. den Citratcyclus 7. vollständig 8. Glucose 9. Absinken 0. Acidose. größerem 2. nun nicht mehr vollständig 3. NADH + H + 4. zwei Durch eine zu starke Ketonkörperbildung kann es im Organis - mus jedoch zu einem 9 Absinken des ph-wertes und somit zu einer 0 Acidose kommen. Folge einer Acidose kann ein lebensgefährliches Koma sein. Bildung von Ketonkörpern in der Leber Im Hungerzustand, z. B. bei einer Nulldiät, betreibt die Leber in größerem Umfang b-oxidation, um den Körper ausreichend mit Energie zu versorgen. Das in Mengen vorliegende Acetyl-CoA kann 2 nun nicht mehr vollständig über den Citratcyclus und die Atmungskette abgebaut werden. Im Hungerzustand ist nicht nur Acetyl-CoA, sondern auch 3 NADH + H + im Überschuss in der Leber vorhanden. Bildung von Acetoacetat Bei einer solchen Stoffwechsellage reagieren dann 4 zwei Mole - küle Acetyl-CoA unter Abspaltung von HS CoA zu Acetoacetyl- CoA. Durch eine Hydrolase entsteht nun Acetoacetat. 2. HS CoA zu Acetoacetyl-CoA 6. NADH + H + 7. reduziert 8. am meisten Bildung von b-hydroxybutyrat Acetoacetat kann nun durch 6 NADH + H + zu b-hydroxybutyrat 7re duziert werden. b-hydroxybutyrat ist der Ketonkörper, der mengenmäßig 8 am meisten im Blut vorkommt. Mit b-hydroxy - butyrat wird also jeweils auch ein NADH + H + in andere Zellen ge - bracht, damit es in 9 der Atmungskette Energie liefern kann. 9. der Atmungskette. ohne 2. decarboxyliert 22. Mitochondrien Bildung von Aceton Acetoacetat kann auch spontan ohne Enzymeinwirkung in Aceton und CO 2 zerfallen, d. h., Acetoacetat wird zu Aceton 2de car bo xyliert. Aceton kann von den Zellen nicht verwertet werden, es wird ausgeatmet NAD oxidiert 2. NADH + H den Citratcyclus Abbau von Ketonkörpern, z. B. im Gehirn In den 22 Mitochondrien dieser Zellen wird Acetoacetat bzw. b-hy - d ro xybutyrat zur Energiegewinnung abgebaut. b-hydroxybutyrat wird also zunächst durch 23 NAD + zu Acetoacetat 24 oxidiert, dabei wird gleichzeitig 2 NADH + H + gebildet, das in der Atmungskette Energie liefert. Acetoacetat wird dann zu Acetyl-CoA abgebaut, das in den 26 Citratcyclus eingeschleust wird. 4 handwerk-technik.de 27

10 . Stoffwechsel der Aminosäuren Fehlertext. Lesen Sie den nebenstehenden Text 22 Fehler, indem Sie die Fehler unterstreichen,. Aminocarbonsäuren 2. Drei 3. a-ketosäuren 4. Keto. Pyruvat 6. Pyruvat 7. Pyruvat 8. zur 9. wichtigste 0. Transaminierung. Aminosäure 2. a-ketosäure 3. zwei 4. PLP. PAMP 6. a-ketosäure 7. Aminosäure 8. Pyridoxaminphosphat 9. Pyridoxalphosphat. Aminosäurestoffwechsel 2. Pyruvat 22. Glutamat 23. Desaminierung 24. oxidiert 2. Zellgift Aminosäuren sind Aminocarbonsäuren. 2 Drei der zwanzig Amino - säuren sind beim Stoffwechsel besonders wichtig. Dies sind: Alanin, Aspartat und Glutamat Zusätzlich zu diesen Aminosäuren werden für den Stoffwechsel die entsprechenden 3 a-ketosäuren benötigt. Die a-ketosäuren haben einen Aufbau wie die Aminosäuren, anstelle der Amino - gruppe befindet sich jedoch bei diesen Verbindungen eine 4Keto gruppe. Alanin und Pyruvat Eine wichtige Rolle im Aminosäurestoffwechsel hat die a-keto - säure 6 Pyruvat. 7 Pyruvat steht in enger Verbindung mit Alanin. Aspartat und Oxalacetat Entsprechend gehört die a-ketosäure Oxalacetat 8 zur Amino - säure Aspartat. Glutamat und a-ketoglutarat Die 9 wichtigste Aminosäure im Stoffwechsel ist das Glutamat, das in einer engen Beziehung zu a-ketoglutarat steht. Transaminierung Bei der 0 Transaminierung wird die Aminogruppe von der Amino säure auf die entsprechende 2 a-ketosäure übertragen. Die a-keto säure wird hierdurch zu einer neuen Aminosäure. Die Transaminierung erfolgt in 3 zwei Teilschritten.. Teilschritt: Zunächst wird die Aminogruppe auf Pyridoxal - phosphat 4 PLP übertragen. Es entstehen Pyridoxamin - phosphat PAMP und die entsprechende 6 a-ketosäure. 2. Teilschritt: Damit nun eine neue 7 Aminosäure entstehen kann, lagert sich eine andere a-ketosäure an 8 Pyridoxamin - phosphat an und übernimmt die Aminogruppe. Es entstehen wieder 9 Pyridoxalphosphat und die neue Aminosäure. Chemisch gesehen handelt es sich bei Pyridoxalphosphat um Vitamin B 6, das eine wichtiges Coenzym im Aminosäure - stoff wechsel ist. Beispiel einer Transaminierung. Teilschritt: Von Alanin wird die Aminogruppe auf Pyridoxal - phosphat übertragen. Es entstehen 2 Pyruvat und Pyridox - amin phosphat. 2. Teilschritt: a-ketoglutarat übernimmt von Pyridoxa min phos - phat die Aminogruppe, es entstehen 22 Glutamat und Py - ridoxal phosphat. Oxidative Desaminierung Bei der oxidativen 23 Desaminierung wird die Aminogruppe von Gluta mat entfernt. Zunächst wird hierbei die Aminogruppe von Glutamat zu einer Imino-Gruppe 24 oxidiert. Der Wasserstoff wird dabei auf NAD + übertragen. Es folgt eine hydrolytische Spaltung, bei der a-ketoglutarat und Ammoniak entstehen. Ammoniak, ein starkes 2 Zellgift, wird dann in der Harnstoffsyn - these gebunden handwerk-technik.de

11 6. Alkohol Fehlertext. Lesen Sie den nebenstehenden Text 24 Fehler, indem Sie die Fehler unterstreichen,. Ethanol 2. Kohlenwasserstoffverbindung 3. eine 4. hydrophilen. lipophilen 6. gut 7. die Leber 8. NAD + 9. oxidiert 0. reduziert. Dehydrogenase 2. CoA 3. den Citratcyclus 4. wichtiges. den Citratcyclus 6. CO 2 7. hemmt 8. dem Citratcyclus 9. verstärkt. hoch 2. Fettsäuresynthese 22. der Leber 23. Monate 24. Leberzellen 2. Leberzellen Was ist Alkohol? Ethanol ist der Alkohol, den wir trinken. Chemisch gesehen besitzt ein Alkohol eine 2 Kohlenwasser - stoff verbindung mindestens 3 eine Hydroxylgruppe. Löslichkeit von Alkohol Ethanol besteht also einerseits aus der 4 hydrophilen Hydroxyl - gruppe und andererseits aus dem lipophilen Rest. Alkohol ist so im Blut 6 gut löslich. Alkohol kann aufgrund dieser Struktur aber auch Membranen, fettige Strukturen, durchdringen. Alkoholmetabolismus Wird viel Alkohol aufgenommen, so gelangt die größte Menge dieses Alkohols in 7 die Leber, die diesen nun abbauen soll. Alkohol wird hauptsächlich durch die Alkoholdehydrogenase abgebaut, die 8 NAD + als Coenzym enthält. Reaktionsschritte des Alkoholabbaus Im ersten Reaktionsschritt wird also Ethanol zu Ethanal 9 oxidiert, NAD + wird in diesem Reaktionsschritt zu NADH + H + 0re - duziert. Im zweiten Reaktionsschritt wird Ethanal durch eine weitere Dehydrogenase zu Acetat Ethansäure oxidiert. NAD + wird wiederum zu NADH + H + reduziert. Im dritten Reaktionsschritt wird Acetat zu Acetyl- 2 CoA aktiviert. Weiterer Abbau des Alkohols über 3 den Citratcyclus und die Atmungskette Acetyl-CoA ist ein 4 wichtiges Substrat im Stoffwechsel. In dieser Form kann der Alkohol nun über den Citratcyclus und die Atmungskette vollständig zu H 2 O und 6 CO 2 verstoffwechselt werden. Die beim bisherigen Alkoholabbau entstandene hohe NADH + H + -Konzentration in der Leber 7 hemmt den weiteren Abbau des entstandenen Acetyl-CoA in 8 dem Citratcyclus. Bei größerem Alkoholkonsum entsteht also 9 verstärkt Acetyl- CoA, das nicht über den Citratcyclus und die Atmungskette verstoffwechselt werden kann, da die NADH + H + -Konzentration zu hoch ist. Acetyl-CoA, das bei verstärktem Alkoholabbau entstanden ist, ist also Ausgangsstoff für die 2 Fettsäuresynthese und somit die Triglyceridsynthese in 22 der Leber. Fettleber Leberzirrhose Durch langjährigen Alkoholkonsum kann es so zu einer Leber - verfettung kommen. Eine Fettleber kann jedoch wieder geheilt werden, wenn einige 23 Monate dem Alkohol entsagt wird. Passiert dies nicht, so werden die 24 Leberzellen zunehmend geschädigt, es kommt zur Leberzirrhose, zum Untergang der 2Leberzellen. Dieser Vorgang ist nicht mehr umkehrbar. Hier kann nur noch eine Transplantation helfen, wenn ein geeignetes Organ zur Verfügung steht handwerk-technik.de

12 9.3 Gewichtszunahme Ein normalgewichtiger Student nimmt täglich ein kleines Helles (0,2 l) zu viel über seinen täglichen Energiebedarf zu sich. Welches Übergewicht hat er nach a) 2 Jahren beim Physikum, b) Jahren beim Staatsexamen, c) Jahren als Chefarzt, wenn er seine Trinkgewohnheiten beibehält? Kleines Helles (0,2 l) Kohlenhydratgehalt: 6 g Ethanolgehalt: 8 g Energieüberschuss pro Tag pro Jahr Kohlenhydrate 6 7 kj = 02 kj 02 kj 36 = 372 kj = 37,2 MJ Ethanol 8 29 kj = 232 kj 232 kj 36 = kj = 84,680 MJ Copyright Verlag Handwerk und Technik, Hamburg Energieverlust bei Speicherung Kohlenhydrate als Fett minus %: 02 kj : = 7,4 kj Ethanol als Fett minus %: 232 kj : 00 8 = 97,2 kj Triglyceridspeicher pro Tag pro Jahr aus Kohlenhydraten 7,4 kj / 37 kj =,93 g,93 g 36 = 704,4 g aus Ethanol 97,2 kj / 37 kj =,33 g,33 g 36 = 94,4 g Gewichtszunahme pro Tag pro Jahr,93 g +,33 g = 7,26 g 7,26 g 36 = 2649,90 g plus % Wasser 7,26 g +,09 g = 8,3 g 8,3 g 36 = 47,7 g Student: normales Körpergewicht 70 kg Gewichtszunahme nach 2 Jahren beim Physikum: 3kg 2 = 6kg Der Student wiegt 76 kg. Gewichtszunahme nach Jahren beim Staatsexamen: 3 kg = kg Der Student wiegt 8 kg. Gewichtszunahme nach Jahren als Chefarzt: 3 kg = 60 kg Der Chefarzt wiegt kg. handwerk-technik.de