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Grundlagen des Stoffwechsels (Allgemein)

Der Stoffwechsel oder Metabolismus stellt den Stoff- und Energiefluss im „Kleinen" in der Zelle dar. Betrachten wir den Stoff- und Energiefluss im „Großen", so geschieht dies beispielsweise im Zusammenhang mit Ökosystemen. Die Ökologie beschreibt den Haushalt der Natur.

Basiskonzepte, die Zusammenhänge im Thema Stoffwechsel zeigen, sind:

  • Struktur & Funktion
  • Variabilität & Angepasstheit
  • Geschichte & Verwandtschaft
  • Reproduktion 

Im Bundesland Hessen wird die Stoffwechselphysiologie gemeinsam mit der Ökologie im Halbjahr Q2 unterrichtet. Daher sind die Aufgabenstellungen in der schriftlichen Abiturprüfung in der Regel themenübergreifend gestellt. Meist wird hierbei das Stoffwechselgeschehen aus Sicht der Ökologie betrachtet. Fotosynthese als Hauptthema ist oftmals Fokus der Aufgaben, weniger häufig kamen in den vergangenen Jahren Aufgaben zur Zellatmung, da diese sich nicht ganz so offensichtlich mit der Ökologie verbinden lässt.

Wir empfehlen, in jedem Fall die Handreichungen Biologie zu Ihrem Abiturjahr zu studieren!

Abituraufgaben in Niedersachsen sind sehr „Fotosynthese-lastig“. Es empfiehlt sich, diesen Teil des Stoffwechsels besonders gut parat zu haben!

In den Vorgaben für Baden-Württemberg finden sich sehr viele Hinweise zum Thema Enzymatik. Bitte berücksichtigen Sie in Ihrer Vorbereitung, dass Sie auch experimentelle Arbeitsweisen und Experimente zum Thema Stoffwechsel kennen und beurteilen müssen.

Stoffwechsel: ein zu Unrecht ungeliebtes Thema

Die Stoffwechselvorgänge sind sehr komplex und für Schülerinnen und Schüler oftmals nur schwer verständlich. Doch die Konzepte des Stoffwechsels sind einfach und gut zu verstehen. Das gesamte Modul untersucht diese generellen Konzepte in den unterschiedlichsten Zusammenhängen.

Die Hauptfragen sind hier aufgeführt.

  • Wie kann Energie gewonnen werden?
  • Wie können ungünstige Reaktionbedingungen überlistet werden?
  • Energiekopplung: Wer hilft wem? Warum dreht sich alles um ATP?
  • Enzyme: Maschinen des Stoffwechsels. Wie können Enzyme aktiviert, reguliert, gesteuert werden?

Die Beantwortung dieser Fragen wird sich quer durch die Kapitel Stoffwechselgrundlagen, Enzymatik und die einzelnen Stoffwechselprozesse ziehen. Am Ende dieses Moduls werden wir die Stoffwechselkonzepte nochmals kurz im Kapitel „Stoffwechselbeeinflussung" zusammenfassen.

Methode

Lerntipp:

Das Thema Stoffwechsel oder Stoffwechselphysiologie ist sehr "Chemie-lastig". Daher kann eine Wiederholung der zu den Themen "Wasser" bzw. Grundlagen der organischen Chemie sinnvoll sein und das Verständnis für die Stoffwechselvorgänge deutlich einfacher machen.

Zur Erstellung dieses Moduls wurden verschiedene Bücher, Vorlesungsskripte, Vorträge und Internetquellen genutzt. Auf dieser Seite finden Sie die Literaturangaben, die sich auf das gesamte Modul beziehen. Speziell für ein Thema verwandte Literatur wird direkt auf den betroffenen Seiten genannt.

Multiple-Choice
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Hinweis:

Bitte kreuzen Sie die richtigen Aussagen an. Es können auch mehrere Aussagen richtig oder alle falsch sein. Nur wenn alle richtigen Aussagen angekreuzt und alle falschen Aussagen nicht angekreuzt wurden, ist die Aufgabe erfolgreich gelöst.

Bild von Autor Dr. Martina Henn-Sax

Autor: Dr. Martina Henn-Sax

Dieses Dokument Grundlagen des Stoffwechsels (Allgemein) ist Teil eines interaktiven Online-Kurses zum Thema Stoffwechsel.

Dr. Martina Henn-Sax verfügt über langjährige Erfahrung auf diesem Themengebiet.
Vorstellung des Online-Kurses StoffwechselStoffwechsel
Dieser Inhalt ist Bestandteil des Online-Kurses

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
      • Fotosynthesevarianten: Anpassung an die Umwelt
      • CAM-Pflanzen
      • C4-Pflanzen
      • Fotosyntheseprodukte der Pflanze -> Bedeutung und Speicherung
      • Zusammenfassung: Fotosynthese
    • Chemosynthese: es funktioniert auch ohne Licht
      • Einleitung zu Chemosynthese: es funktioniert auch ohne Licht
      • autotrophe Assimilation am Beispiel nitrifizierender Bakterien
  • Stoffwechsel vielzelliger Tiere - Wo kommt die Glukose her?
    • Einleitung zu Stoffwechsel vielzelliger Tiere - Wo kommt die Glukose her?
    • Verdauung und Resorption - Verdauungssystem
    • Verdauung und Resorption - Fette
    • Verdauung und Resorption - Proteine und Kohlenhydrate
    • Berechnung des Energieumsatzes
    • Gesundheit und Nahrung
      • Einleitung zu Gesundheit und Nahrung
      • Allergien gegen Nahrungsbestandteile
    • Blut- und Kreislauf
      • Einleitung zu Blut- und Kreislauf
      • Blut das flüssige Organ
      • Erythrozyten
        • Einleitung zu Erythrozyten
        • Sauerstofftransport - Hämoglobin
    • äußere Atmung
      • Einleitung zu äußere Atmung
      • Regulation der Atmung
    • Ausscheidungsprozesse
  • Zellatmung
    • Einleitung zu Zellatmung
    • Glykolyse
    • Oxidative Decarboxylierung
    • Der Citratzyklus
    • Endoxidation - Atmungskette
    • Zellatmung in Gefahr
    • Gesamtsumme des Glukoseabbaus über die Vorgänge der Zellatmung
    • Zellatmung: Abhängigkeit von inneren und äußeren Faktoren
      • Einleitung zu Zellatmung: Abhängigkeit von inneren und äußeren Faktoren
      • Energiebilanz und Regulation der Atmung
      • Regulation des Stoffwechsels
      • Regulation der Phosphofruktokinase (PFK)
    • Pyruvat als Scheitelpunkt: mit oder ohne Sauerstoff?
      • Einleitung zu Pyruvat als Scheitelpunkt: mit oder ohne Sauerstoff?
      • Milchsäuregärung
      • alkoholische Gärung
        • Einleitung zu alkoholische Gärung
        • Experimente zur alkoholischen Gärung
      • heterotrophe Assimilation
    • Zusammenfassung: Zellatmung
      • Einleitung zu Zusammenfassung: Zellatmung
      • Gemeinsamkeiten und Unterschiede bei diesen ATP-produzuierenden Prozessen
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Unsere Nutzer sagen:

  • Gute Bewertung für Stoffwechsel

    Ein Kursnutzer am 05.03.2016:
    "Die Texte sind sowohl einfach verständlich, als auch sehr detailliert!"

  • Gute Bewertung für Stoffwechsel

    Ein Kursnutzer am 26.10.2015:
    "Der Kurs gefaellt mir sehr gut, und hat mir sehr geholfen, mich auf die Klasur vorzubereiten."

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