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Name: Jenny Brotzmann
Datum:21.Mai 2013

ATP-Bildung

Die ATP-Synthese erfolgt sowohl in der Lichtreaktion, als auch bei der Zellatmung.

  • ATP dient als wichtigester Energie Kurzzeitspeicher.
  • die dreifache Anknüpfung von Phosphat macht ATP energiereich
  • die Spaltung von ATP in ADP und Phosphat setzt die Energie frei, welche zu seiner Bildung eingesetzt wurde. An der Spaltung und am Aufbau sind Enzyme beteiligt. Die Spaltung selbst ist eine stark exotherme, hydrolytische Spaltung
  • bei der Spaltung eines Mols ATP werden 29kJ Energie frei
  • maximal 20-30g ATP kann ein Mensch speichern (reicht nur für wenige Sekunden Muskelarbeit -> als Langzeitspeicher sind Glycogen und Fette ebenfalls notwendig)
  • ein Erwachsener hat einen täglichen Energiebedarf von 13000 kJ (3000kcal), dafür werden im Körper ca. 75kg ATP umgesetzt
  • ATP wird neben der Nutzung als energiereiche Verbindung auch zur Übertragung eines Phosphat auf andere Verbindungen genutzt -> Phosphorylierung (bei Lichtreaktion: Photophosphorylierung)
  • durch Phosphorylierung entstanden Verbindungen sind demzufolge energiereich
  • das Abspalten von Phosphat nennt man Dephosphorylierung

Um ATP zu produzieren, werden chemische Ungleichgewichte aufgebaut, indem in einem geschlossenem Innenraum Ladungsgradienten gebildet werden. Der Ladungsunterschied und das Konzentrationsgefälle dient dazu die Energie umzuwandeln. Dabei diffundieren Protonen aus dem positiv geladenenen Innenraum durch Tunnelproteine, den ATP-Synthasen, in den Raum mit der negativen Membranladung und der niedrigeren Protonenkonzentration. Bei diesem Vorgang wandelt die ATP-Synthase die energieärmeren Verbindungen ADP und Phosphat ind energiereiche ATP um-> Phospholierung 

 

ATP-Synthase

Protonen, die durch diese Protonenkanäle diffundieren bewirken eine Rotation im Kopfteil der ATP-Synthase. Dadurch öffnen und schließen sich abwechselnd drei Bindungsstellen für ADP und Phosphat

  1. ADP und Phosphat werden von einer Bindungsstelle im ATP-Synthase-Kopfteil aufgenommen
  2. Diese verformt sich und bringt ADP und Phosphat so nahe, dass sie sich verbinden
  3. Die Bindungsstelle öffnet sich wieder und das gebildete ATP wird frei

Um ein Molekül ATP herzustellen, werden drei Protonen benötigt.

 

MERKMALE:

ATP-Synthese bei der Lichtreaktion

- die ATP-Synthese finden in den Chloroplasten, an den Granathylakoiden statt.

- Bildung des Gradienten im Innenraum:

hohe Konzentration von H+ durch die Photolyse-> Konzentrationsgefälle,

Ladungsunterschied aufgrund von Protonen, die positive Ladung aufweisen und der innere Bereich des Granas somit positiv, der äußere im Vergleich negativer wird,

bei Transport der Elektronentransportkette zu vieler Elektronen und NADP+, die nicht rechtzeitig reduziert werden-> zyklischen Elektronentransport: sie gelangen mit Protonen ins Innere des Granathylakoids

 

ATP-Synthese bei der Zellatmung

- die ATP-Synthese findet im Mitochondrium statt (Innenraum: Matrix , außen: Intermembranraum)

- vom NADH+H+ aus gelangen zehn Protonen bei einem Durchgang der Atmungskette in den Intermembranraum, was ausreichend zur Bildung von drei Molekülen ist

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