Grundlagen des Stoffwechsels

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Dieses Modul für das Bundesland Niedersachsen beschäftigt sich mit Stoffwechselvorgängen. Während wir im Stoffwechsel den Stoff- und Energiefluss im "Kleinen", also in der Zelle verstehen wollen, betrachten wir in den Lerninhalten den Stoff- und Energiefluss im „Großen" z.B. in Ökosystemen. Die Ökologie beschreibt den Haushalt der Natur.

Basiskonzepte, auf die wir im Modul Stoffwechsel treffen, sind:

Struktur & Funktion
Variabilität & Angepasstheit
Geschichte & Verwandtschaft
Reproduktion

Dem Thema Stoffwechsel können dabei folgende Anforderungen aus dem Fachwissen (FW) zugeordnet werden:

Fachwissen Zuordnung nach Kerncurriculum	biologisches Prinzip	Stichpunkt
1.1.	Struktur + Funktion	Enzyme, Rezeptormoleküle
1.2.	Struktur + Funktion	auf Ebene der Organellen: Chloroplasten, Mitochondrien
1.3.	Struktur + Funktion	auf Ebene der Organe: Licht- und Schattenblatt
2.2	Kompartimentierung	chemiosmotische ATP-Gewinnung
3.1	Steuerung + Regulation	Enzymaktivität und Regulation von Enzymaktivität
4.1.	Stoff- + Energieumwandlung	Grundprinzipien des Stoffwechsels (Redoxreaktionen, Energieumwandlung, Energieentwertung, ATP/ADP-System)
4.2.	Stoff- + Energieumwandlung	Wie wird Lichtenergie in chemische Energie umgewandelt? Fotosynthese: Lichtreaktion, Dunkelreaktion (C-Körper-Schema)
4.3.	Stoff- + Energieumwandlung	Wie wird Energie in Zellatmung bereitgestellt? (C-Körper-Schema, ATP-Bilanz)

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Stoffwechsel

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Diese Themen werden im Kurs behandelt:

[Bitte auf Kapitelüberschriften klicken, um Unterthemen anzuzeigen]

Grundlagen des Stoffwechsels
- Einleitung zu Grundlagen des Stoffwechsels
- Grundlagen des Stoffwechsels (Allgemein)
- Energieumwandlung
  - Einleitung zu Energieumwandlung
  - Wege der Energieumwandlung - Basiswissen Chemie
    - Einleitung zu Wege der Energieumwandlung - Basiswissen Chemie
    - Wasser - das Lebenselexier
    - Kohlenwasserstoffe und funktionelle Gruppen
      - Einleitung zu Kohlenwasserstoffe und funktionelle Gruppen
      - Charakteristischen Reaktionen
  - Zellen und Organellen des Stoffwechsels
- Fließgleichgewicht und Regulation des Stoffwechsels
- Stoffwechselregulation
Prozesse zur ATP-Gewinnung
- Einleitung zu Prozesse zur ATP-Gewinnung
- Enzymatik - Grundlage: Proteinwissen generell
  - Einleitung zu Enzymatik - Grundlage: Proteinwissen generell
  - Aufbau von Proteinen
  - Eigenschaften der Enzyme
    - Einleitung zu Eigenschaften der Enzyme
    - Schlüssel-Schloss-Prinzip
  - Ablauf der Enzymreaktion
  - Möglichkeiten der Enzymbeeinflussung
    - Einleitung zu Möglichkeiten der Enzymbeeinflussung
    - Biokatalysatoren: Einfluss von Temperatur, pH, Salzkonzentration
    - kompetetive Hemmung
    - nicht kompetitive Hemmung
    - allosterische Wechselwirkung
      - Einleitung zu allosterische Wechselwirkung
      - Schwermetalle und Enzymaktivität
  - Einfluss von Hitze auf Enzyme - Ein Experiment
    - Einleitung zu Einfluss von Hitze auf Enzyme - Ein Experiment
    - Beispiele für Enzymreaktionen - Urease
    - Beispiele für Enzymreaktionen - Katalase
  - Enzyme im Alltag
Fotosynthese
- Einleitung zu Fotosynthese
- Ort der Fotosynthese
  - Einleitung zu Ort der Fotosynthese
  - Chloroplasten: Organelle der Fotosynthese
    - Einleitung zu Chloroplasten: Organelle der Fotosynthese
    - Endosymbionten-Hypothese
- Primärreaktion der Fotosynthese
  - Einleitung zu Primärreaktion der Fotosynthese
  - Lichtsammelkomplexe
  - Frühe Experimente zur Fotosynthese
  - Experiment: Dünnschicht-Chromatographie (DC) der Blattfarbstoffe
  - Primärvorgänge der Fotosynthese
    - Einleitung zu Primärvorgänge der Fotosynthese
    - Wasserspaltung durch Licht
    - Elektronentransport und Fotophosphorylierung
  - Zyklische Fotophosphorylierung
  - Chemiosmose
    - Einleitung zu Chemiosmose
    - Redoxchemie
  - ATP-Synthase
  - Lichtreaktion auf einen Blick
    - Einleitung zu Lichtreaktion auf einen Blick
    - Lichtreaktion: Weiterverwendung der Endprodukte
- Sekundärvorgänge der Fotosynthese
  - Einleitung zu Sekundärvorgänge der Fotosynthese
  - C-Körper-Schema des Calvin-Zyklus
  - Autoradiagraphie bringt Licht in die Dunkelreaktion
  - Katalyse: Enzymreaktion am Beispiel der Dunkelreaktion
- Fotosynthese in Gleichungen
- Aufklärung der Fotosynthese
- Fotosynthese und Ökologie
  - Einleitung zu Fotosynthese und Ökologie
  - Abhängigkeit der Fotosyntheserate von Außenfaktoren
    - Einleitung zu Abhängigkeit der Fotosyntheserate von Außenfaktoren
    - Umweltfaktor Licht
    - Umweltfaktor Wasser
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