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Übung AFB III

Urteilen, planen, Behauptungen prüfen: zehn Transferaufgaben zur Zellatmung und Gärung auf Klausurniveau.

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Aufgabenblock — AFB III

Zehn Aufgaben zum Übertragen und Urteilen: Aussagen prüfen, Experimente planen, Modelle bewerten. Lesen Sie jede Situation genau — hier stecken die Fallen.

A1
Fehlersuche im Fitness-Blog
AFB III

Sechs Sätze aus einem Fitness-Blog — drei sind fachlich 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.
Den Weg der Atome sauber trennen: Kohlenstoff und Sauerstoff der Glucose → CO₂, eingeatmeter Sauerstoff → Wasser.
Verfolgen Sie das Sauerstoffatom aus der Atemluft.
Wie viele ATP liefert die Glykolyse netto?
A2
ATP aus der Dose?
AFB III

Ein Nahrungsergänzungsmittel wird mit dem Satz beworben: „ATP-Kapseln — direkte Energie für Ihre Muskeln.“ Beurteilen Sie die Werbung, indem Sie alle fachlich tragfähigen Argumente markieren.

Mehrere Antworten sind richtig. Markieren Sie alle zutreffenden und klicken Sie dann auf „Prüfen“.
Urteil: Die Werbung ist fachlich nicht haltbar. ATP ist ein schnell recycelter Überträger; sein Vorrat wird ständig aus Nährstoffen nachgebildet.
Wie groß ist der tägliche ATP-Umsatz im Vergleich zu einer Kapsel?
Was passiert mit Nukleotiden im Darm?
A3
Versuch mit Mehlwürmern
AFB III

Sie wollen untersuchen, wie die Temperatur die Zellatmung von Mehlwürmern beeinflusst. Dazu messen Sie in einem geschlossenen Gefäß mit Sensoren die Gaskonzentrationen. Planen Sie den Versuch, indem Sie die Größen einordnen.

Setzen Sie in jeder Zeile genau ein Kreuz. Enter setzt und löscht.
Größeunabhängige Variableabhängige VariableKontrollvariable
Temperatur im Gefäß (10, 20, 30 °C)
Abnahme der O₂-Konzentration pro Minute
Gesamtmasse der Mehlwürmer je Ansatz
Volumen des Gefäßes
Zunahme der CO₂-Konzentration pro Minute
Messdauer
Eine Größe wird verändert (Temperatur), die Atmungsrate wird gemessen (O₂-Abnahme, CO₂-Zunahme), alles andere bleibt konstant. Ein Ansatz ohne Tiere dient als Kontrolle.
Was verändern Sie gezielt, was messen Sie?
Zwei Größen werden gemessen.
A4
Welcher Weg läuft?
AFB III

Entscheiden Sie, auf welchem Weg Glucose in der jeweiligen Situation überwiegend abgebaut wird.

Setzen Sie in jeder Zeile genau ein Kreuz. Enter setzt und löscht.
SituationZellatmungMilchsäuregärungalkoholische Gärung
Hefe im stark belüfteten Fermenter zur Backhefe-Produktion
Hefe im verschlossenen Weinfass
Rote Blutzelle ohne Mitochondrien
Joghurtbakterien in Milch
Brotteig nach einer Stunde in der abgedeckten Schüssel
Herzmuskel bei normaler Durchblutung
Entscheidend sind Sauerstoff und Ausstattung: Hefe veratmet mit O₂ und gärt ohne O₂ zu Ethanol; Zellen ohne Mitochondrien und Milchsäurebakterien bilden Lactat.
Im Teig ist der Sauerstoff nach kurzer Zeit verbraucht.
Welche Zellen haben gar keine Mitochondrien?
A5
Sechs Sauerstoff-Moleküle
AFB III

Zeigen Sie mit einer Elektronenbilanz, dass beim Abbau eines Moleküls Glucose genau 6 O₂ verbraucht werden.

Rechnen Sie die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft. Dezimalzahlen mit Komma oder Punkt.
  1. Elektronenpaare, die NADH + H⁺ und FADH₂ je Glucose zur Kette bringen: Paare
  2. dafür benötigte O₂-Moleküle (ein O₂ nimmt zwei Paare auf): O₂
  3. in der Atmungskette gebildete Wassermoleküle: H₂O
10 NADH + H⁺ und 2 FADH₂ = 12 Elektronenpaare. Jedes reduziert ein O-Atom zu H₂O: 12 H₂O aus 6 O₂ — genau der Sauerstoff der Summengleichung.
Jedes Reduktionsäquivalent liefert ein Elektronenpaar.
Ein O-Atom nimmt zwei Elektronen auf.
A6
Mehr Mitochondrien, mehr Leistung?
AFB III

Ausdauertraining erhöht die Zahl der Mitochondrien in Muskelzellen. Nehmen Sie Stellung zu den Aussagen aus einem Trainingsratgeber.

5 Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann starten Sie die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5

Training verändert die Kapazität, nicht die Stöchiometrie: Die Zahl der ATP je Glucose und der Wirkungsgrad bleiben gleich.
Unterscheiden Sie „je Glucose“ und „pro Minute“.
Woher kommt das Pyruvat?
A7
Wie viel ATP ist richtig?
AFB III

Zwei Bücher, zwei Zahlen: 38 und 32 ATP je Glucose. Diskutieren Sie die Angaben, indem Sie die Argumentation vervollständigen — zwei Wörter bleiben 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.

Ältere Bücher nennen 38 ATP je Glucose, heute rechnet man mit etwa . Früher nahm man ganzzahlige P/O-Werte von 3 und 2 an, gemessen werden aber nur etwa ATP je NADH + H⁺. Atmungskette und ATP-Synthase sind nur über den gekoppelt, und ein Teil der Protonen ohne ATP-Bildung durch die Membran zurück. Jede ATP-Zahl ist deshalb ein , der vom Gewebe und vom Shuttle abhängt.

Fazit der Diskussion: Beide Zahlen folgen aus ihren Annahmen. Die neueren Werte beruhen auf Messungen, die Kopplung ist nicht ganzzahlig.
Welche P/O-Werte gelten heute?
Wodurch sind Atmungskette und ATP-Synthase verbunden?
A8
Grenzen der Elektronentreppe
AFB III

Die Atmungskette wird oft als Treppe nach den Redoxpotenzialen dargestellt. Bewerten Sie das Modell, indem Sie die Aspekte einordnen.

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).
1leistet das Treppenmodell
2leistet es nicht
Das Modell ist energetisch, nicht räumlich oder zeitlich. E°′-Werte gelten für Standardbedingungen, und die Stufen sind sehr unterschiedlich hoch.
Was ist auf der y-Achse aufgetragen?
Standardwerte gelten für pH 7 und 1 mol/L.
A9
Trickaufgabe: Gas im Brotteig
AFB III

Ein Bäcker sagt: „Gärung heißt Gas — ohne Sauerstoff entsteht aus jedem Zucker viel mehr CO₂, darum geht der Teig nur ohne Luft auf.“ Überprüfen Sie die Aussage: Wie viel mal so viel CO₂ setzt die Zellatmung je Glucose frei wie die alkoholische Gärung?

Rechnen Sie oder überlegen Sie selbst und tragen Sie das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
Die Falle: Gärung klingt nach Gas. Je Glucose setzt die Zellatmung 6 CO₂ frei, die Gärung nur 2 — Faktor 3. Im Teig ist der Sauerstoff aber rasch verbraucht; dann gärt die Hefe und muss viel mehr Glucose umsetzen.
Vergleichen Sie die CO₂-Zahlen beider Summengleichungen.
Zellatmung: alle sechs C-Atome werden zu CO₂.
A10
Ein Hemmstoff an Komplex III
AFB III

Antimycin A blockiert Komplex III der Atmungskette. Stellen Sie Vermutungen über die Folgen für isolierte Mitochondrien auf, indem Sie alle begründbaren Aussagen markieren.

Mehrere Vermutungen sind begründbar. Markieren Sie alle und klicken Sie dann auf „Prüfen“.
Vor der Blockade staut sich der Elektronenfluss (Ubichinon bleibt reduziert), dahinter kommen keine Elektronen an (Cytochrom c bleibt oxidiert). Beide Einstiege laufen über Komplex III.
Liegt Komplex III vor oder hinter dem Einstieg von FADH₂?
Vor einer Blockade staut sich der Fluss, dahinter herrscht Leere.