Milchsäure-Gärung - Aufgaben und Übungen

Welche der folgenden Aussagen sind richtig?

1) Die Zellatmung ist bei vielen Organismen ein wichtiger Prozess zur Energiegewinnung. Während der Zellatmung wird Glucose zu Kohlenstoffdioxid und Wasser abgebaut. Die freigesetzte Energie wird genutzt um ATP (Energieträger) aufzubauen. Da nicht immer Sauerstoff zur Verfügung steht, läuft bei manchen Organismen statt der Zellatmung die Milchsäuregärung ab. Wie läuft die Milchsäuregärung ab?

a) Bei der Milchsäuregärung wird Glucose zu Milchsäure umgewandelt. Durch den Prozess der Milchsäuregärung werden zwei ATP pro Glucose-Molekül gebildet (diese resultieren aus der Glykolyse-Reaktion)

b) Bei der Milchsäuregärung wird im Organismus Milchsäure zu Kohlenstoffdioxid und Wasser umgewandelt. Die dabei freigesetzte Energie wird zum Aufbau von 4 ATP (pro Milchsäuremolekül) verwendet

2) Der Prozess der Milchsäuregärung dient vielen Organismen, z.B. Milchsäurebakterien zur Energiegewinnung. Die Milchsäuregärung spielt aber im menschlichen Organismus keine Rolle?

a) Der Prozess der Milchsäuregärung spielt im menschlichen Organismus keine Rolle. Die Milchsäure würde den menschlichen Körper schädigen

b) Die Milchsäuregärung spielt im menschlichen Organismus eine Rolle. So wird beispielsweise bei hoher körperlicher Belastung der Sauerstoff in der "Zellen" knapp, so dass die Zellatmung nicht mehr genug "Energie" in Form von ATP liefert. So kann in den menschlichen Muskelzellen kurzzeitig durch den Prozess der Milchsäuregärung ATP gewonnen werden und dem Organismus zur Verfügung gestellt werden

3) Wie läuft die sogenannte Milchsäuregärung ab?

a) Bevor die Milchsäuregärung beginnt, muss diese erst einmal in die Zellen transportiert werden. Diese gelingt mit L-Carnitin. Dieses Enzym transportiert die Milchsäure in die Muskelzellen, wo der Abbau zu Kohlenstoffdioxid und Wasser erfolgt. Dabei werden 2 Moleküle ATP gewonnen.

b) Bevor die eigentliche Milchsäuregärung beginnt, erfolgt in der Glykolyse-Reaktion der Abbau von einem Glucose-Molekül in zwei Brenztraubensäure-Moleküle (Pyruvat).

4) Wie läuft die Milchsäuregärung ab, nachdem die Glucose zu Pyruvat abgebaut worden ist?

a) Die Brenztraubensäure bzw. das Pyruvat unterliegt der Milchsäuregärung. Dabei wird mit Hilfe des Coenzyms NADH/H+ Elektronen und Protonen auf die Brenztraubensäure bzw. Pyruvat übertragen. Das Enzym Lactatdehydrogenase dient hierbei als Katalysator. Am Ende der Milchsäuregärung sind die zwei Pyruvat-Moleküle zu je einem Milchsäure- bzw. Lactat-Molekül umgewandelt worden

b) Die Milchsäure, die mit Hilfe von Enzymen in die Zellen transportiert wurde, wird hier mit Hilfe des Coenzyms NADH/H+ oxidiert. Dabei werden zwei Elektronen von NADH/H+ auf das Milchsäure-Molekül übertragen, in dessen Folge die oxidative Decarboxylierung einsetzt und die Säure zu Kohlenstoffdioxid und Wasser "zerfällt".

5) Wie viel Energie in Form von ATP kann während der Milchsäuregärung gewonnen werden?

a) Die Milchsäuregärung (die Umwandlung von Brenztraubensäure in Milchsäure) führt zur Bildung von 10 ATP pro Glucose-Molekül

b) Im Rahmen der eigentlichen Milchsäuregärung (die Umwandlung von Brenztraubensäure in Milchsäure) kommt es zu keiner Bildung von ATP. Allerdings wird bei dem gesamten Prozess im Rahmen der Glykolyse zwei ATP pro Glucose-Molekül gebildet

6) Durch den Prozess der Milchsäuregärung wird ein Glucose-Molekül zu zwei Milchsäure-Molekülen (bzw. Lactat) abgebaut. Was passiert mit der entstandenen Milchsäure im menschlichen Körper?

a) Mit Hilfe des Blutkreislaufes wird die Milchsäure in die Leber transportiert und kann dort zu Brenztraubensäure oxidiert werden. Die Brenztraubensäure kann anschließend im Tricarbonsäurezyklus und der Atmungskette (= Zellatmung) komplett zu Kohlenstoffdioxid und Wasser abgebaut werden und damit ATP gebildet werden.

b) Mit Hilfe des Blutkreislaufes wird die Milchsäure in die Leber transportiert und kann dort zu Kohlenstoffdioxid und Wasser oxidiert werden. Diese beiden Abbauprodukte werden anschließend aus dem menschlichen Körper "ausgeschieden"

7) Was ist die richtige chemische Formelgleichung für den Prozess der Milchsäuregärung?

a) C6H12O6 => 2 C3H6O3

b) C6H12O6 => 2 C2H5OH + 2 CO2

Biologie Test – Milchsäuregärung

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