Zehn Übungen zum ATP/ADP-System — von den Bausteinen bis zur Kopplungsrechnung.
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Übungsaufgaben
Zehn interaktive Übungen von AFB I bis AFB III. Jede Übung gibt Ihnen sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen die gestuften Tipps.
A1
Bausteine und Begriffe
AFB I
Ordnen Sie jedem Begriff die passende Erklärung zu.
Klicken Sie links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
ATP = Adenin + Ribose + drei Phosphatgruppen. ADP fehlt die endständige Phosphatgruppe.
Zerlegen Sie das Wort: Adenosin-tri-phosphat.
„Hydro-lyse“: Wasser + Lösen.
A2
Exergonisch oder endergonisch?
AFB I
Ordnen Sie die Vorgänge nach ihrem Energieumsatz ein.
Ziehen Sie jede Karte in den passenden Korb — oder wählen Sie sie mit Enter aus und drücken Sie dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1exergonisch (ΔG < 0)
2endergonisch (ΔG > 0)
Abbau großer Moleküle setzt meist Energie frei, Aufbau verbraucht Energie. ATP-Bildung und ATP-Spaltung sind genau Hin- und Rückreaktion.
Wird ein großes Molekül auf- oder abgebaut?
ATP-Hydrolyse und ATP-Bildung haben entgegengesetzte Vorzeichen.
A3
Lückentext ATP-Zyklus
AFB I
Setzen Sie die Fachbegriffe ein — ein Wort bleibt übrig.
Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.
Bei der von ATP entstehen ADP und Phosphat, dabei wird Energie . Diese Energie treibt Reaktionen an. In der Zellatmung wird ADP wieder zu ATP .
„exergonische“ und „gespeichert“ bleiben übrig: ATP gibt Energie ab, es speichert sie nicht langfristig.
Was geschieht bei der Hydrolyse mit der Energie?
Angetrieben werden Reaktionen, die allein nicht ablaufen.
A4
Eine Kopplung berechnen
AFB II
Eine Reaktion A → B hat \(\Delta G = +22{,}0\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}\). Sie wird mit der Hydrolyse von einem ATP (\(\Delta G = -30{,}5\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}\)) gekoppelt. Berechnen Sie \(\Delta G\) der gekoppelten Reaktion.
Rechnen Sie oder überlegen Sie selbst und tragen Sie das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
kJ/mol
\(\Delta G = +22{,}0 + (-30{,}5) = \mathbf{-8{,}5}\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}\) — die gekoppelte Reaktion läuft ab.
Die ΔG-Werte gekoppelter Reaktionen werden addiert.
Achten Sie auf das Vorzeichen: Das Ergebnis ist negativ.
A5
Ablauf einer Kopplung
AFB II
Beschreiben Sie den Ablauf einer gekoppelten Reaktion am Enzym, indem Sie die Schritte ordnen.
Ziehen Sie die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1ATP und das Substrat binden im aktiven Zentrum des Enzyms.
2Die endständige Phosphatgruppe des ATP wird auf das Substrat übertragen.
3Ein phosphoryliertes, energiereicheres Zwischenprodukt entsteht; ADP wird frei.
4Das Zwischenprodukt reagiert zum Produkt weiter.
5ADP wird in der Zellatmung wieder zu ATP phosphoryliert.
Das gemeinsame Zwischenprodukt verbindet beide Reaktionen — ohne es gäbe es keine Kopplung.
Womit beginnt jede Enzymreaktion?
Das ATP wird erst ganz am Ende regeneriert.
A6
Wofür wird ATP gebraucht?
AFB II
Geben Sie für jeden Vorgang an, wofür die Energie aus ATP genutzt wird.
Setzen Sie in jeder Zeile genau ein Kreuz. Enter setzt und löscht.
Vorgang
Synthese
Bewegung
Transport
Kontraktion eines Skelettmuskels
Natrium-Kalium-Pumpe in der Nervenzelle
Verknüpfung von Nukleotiden zu DNA
Schlag der Geißel einer Spermienzelle
Aufnahme von Ionen gegen das Konzentrationsgefälle
Bildung von Stärke im Chloroplasten
Drei Einsatzfelder: Stoffe aufbauen, Teile bewegen und Stoffe gegen ein Gefälle pumpen.
Entsteht ein neues Molekül, bewegt sich etwas oder wird etwas verlagert?
Pumpen transportieren — auch wenn sie sich dabei „bewegen“.
A7
Mix: Enzyme und Kopplung
MixAFB II
Hier geht es auch um 1.3.2 Wie Enzyme wirken aus Klasse 11. Erläutern Sie die Rolle der Enzyme, indem Sie alle richtigen Aussagen markieren.
Mehrere Antworten sind richtig. Markieren Sie alle zutreffenden und klicken Sie dann auf „Prüfen“.
Enzyme beschleunigen nur. Ob eine Reaktion ablaufen kann, entscheidet ΔG — und das ändert erst die Kopplung.
Was ändert ein Enzym: die Aktivierungsenergie oder ΔG?
Kinasen „kinieren“ = bewegen Phosphatgruppen.
A8
Behauptungen über ATP
AFB III
Überprüfen Sie die Behauptungen.
5 Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann starten Sie die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5
ATP ist ein Energieüberträger im Kreislauf ATP ⇄ ADP + Pᵢ, kein Speicher.
Wo speichert der Körper Energie für Stunden oder Tage?
Welche Seite der Hydrolyse-Gleichung ist energieärmer?
A9
Trickaufgabe: Wie viele ATP?
AFB III
Eine Zelle muss eine Reaktion mit \(\Delta G = +45\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}\) antreiben. Ermitteln Sie, wie viele ATP-Moleküle je Formelumsatz mindestens hydrolysiert werden müssen (\(\Delta G_{\text{ATP}} = -30{,}5\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}\)).
Rechnen Sie oder überlegen Sie selbst und tragen Sie das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
Die Falle: \(45 : 30{,}5 \approx 1{,}5\) — abrunden auf 1 reicht nicht (\(+45 - 30{,}5 = +14{,}5 > 0\)). Es werden 2 ATP gebraucht: \(+45 - 61 = -16\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}\).
Es gibt nur ganze ATP-Moleküle.
Prüfen Sie, ob ΔG gesamt mit Ihrer Zahl wirklich negativ ist.
A10
Fehlersuche im Referat
AFB III
Sechs Sätze aus einem Referat über ATP — drei sind falsch. Widerlegen Sie die falschen Aussagen, indem Sie sie markieren.
In diesem Text stecken Fehler. Klicken Sie genau die falschen Zeilen an — die richtigen müssen stehen bleiben.
Die Formulierung „energiereiche Bindung“ ist verbreitet, aber irreführend: Energie wird immer bei der Bildung stabilerer Produkte frei.
