Reaktionsgleichung Glucose

Die Reaktionsgleichung Glukose

Wie wird Glukose während der Fehling-Reaktion behandelt? Sie haben die Aufgabe, Energie in Form von ATP durch Abbau von Glukose zu Pyruvat oder Laktat zu gewinnen. Glukose wird zu Gluconsäure oxidiert. Die Nachweisreaktion wurde bisher unter anderem zum qualitativen Nachweis von Glukose im Urin eingesetzt. Dabei wird Glukose zu Gluconsäure oxidiert.

zelluläre Atmung

Zellenatmung, Biooxidation oder Innenatmung sind jene Stoffwechselvorgänge, die dazu beitragen, für die Zelle neue Energien zu erzeugen. Nachfolgend wird der Einsatz von Glukoseoxidationsenergie ( "Glukose") durch die Zelle gezeigt. Auch durch die Oxydation anderer Substanzen können Küvetten Strom erhalten, aber die Oxydation von Glukose ist die am meisten verbreitete Form der Energiegewinnung.

Sie absorbieren Glukose, um sie mit Strom zu versorgen. Im Zytoplasma und den Zellmitochondrien wird es durch Eukaryonten zu Kohlendioxid und Trinkwasser abgebaut: Der pH-Wert 7 statt 0 ist bei dieser Rezeptur ?G' = - 2822 KB pro Mol Glukose. 25 C, Arbeitsdruck 1.013 Bars, Konzentrationen der an der Durchführung der Reaktionen teilnehmenden Substanzen (Reaktanten) bis auf 55,6 Mol/L für die 55,6 Mol/L (Reinwasser) und Gase, für die eine Lösungsgleichgewichtskonzentration mit einem Gaspartialdruck von jeweils einem Bars in der Phase des Gases festgelegt ist.

Für die H+-Ionenkonzentration ist in der Biologie jedoch nicht die für nahezu alle lebenden Organismen nicht schädliche Menge 1 mol/L festgelegt, sondern 10-7 mol/L für den Wert der H+-Ionen, der dem Wert von 1 mol/L entspricht. Wenn die realen Verhältnisse von diesen Normbedingungen abweicht, kann auch die Menge der Veränderung der Grundenergie vom Normwert abwichen.

Die Menge der Veränderung der kostenlosen Energien unter Normalbedingungen gibt daher nur einen Hinweis auf die bei der Umwandlung in lebende Organismen freigesetzte Wärme. Dabei werden Wasserstoffatome aus den Abbau-Produkten von Glukosemolekülen in einer Serie komplizierter Reaktionsschritte - darunter viele Redox-Reaktionen - abgeschieden und mit Wasserstoffträgern (Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid, NAD) in die Zellmembranen befördert.

In der Atemkette reagiert das Wasserstoffatom mit Wasserstoff zu Wasserstoff zu Wasser und die Moleküle werden schließlich komplett oxydiert ("biologische Knallgasreaktion"). Nach dem Abbauprozess erhält die Messzelle die hochenergetische Substanz Adenosintriphosphat (ATP) mit der bei der Bio-Wasserstoffoxidation freigesetzten Kraft. Der zusammenfassenden Reaktionsgleichung der Zellenatmung ist die Reaktionsgleichung für die Sauerstoff-Photosynthese von rechter Hand zu entnehmen.

Im Falle der Zellenatmung wird das Glucosemolekül C6H12O6 normalerweise in vier Stufen zu einem C1-Körper (CO2) und Wasserstoff (H2O) oxidiert: die Glycolyse, die letzte Oxidation in der Atmenkette. In diesem Prozess ist die Veränderung der kostenlosen Energien (Gibbs-Energie) unter Standard-Bedingungen, jedoch mit einem Wert von 7 (statt 0), 2822kJ/mol. Dabei wird das Glucosemolekül zunächst in zwei C3-Körper aufgespalten.

Durch Doppelphosphorylierung, d.h. Eliminierung von H und Zugabe eines Phosphatrests (P), wird zunächst Glucose-6-phosphate (C6H11O6P) gebildet (durch Strukturänderung in Fructose-6-phosphate umgewandelt) und dann Fructose1,6-bis-phosphate (C6H10O6PP). Aufgrund der Phosporylierung befindet sich die Glukose nun im aktiven Zustande. Es wird ein weiteres Phospat zugegeben und das Moleküle oxydiert, was zu 1,3-Bisphosphoglycerat (C3H4O4PP) führt.

Dabei werden die Ionen auf den Wasserstoff-Transmitter NAD+ ( "Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid" in oxidierter Form) transferiert. Beim Abspalten von Wässern bildet sich PEP (Phosphoenolpyruvat, C3H3O3P). Durch einen aufwendigen Umsetzungsmechanismus (Decarboxylierung) wird ein Kohlendioxid aus der Brenztraubensäure abgetrennt und 2 H-Atome auf NAD+ ( "Redoxreaktion") überführt und die resultierende Acetessigsäure (Acetat) an das Coenzym A (CoA) angebunden, so dass Acetyl-CoA gebildet wird.

Der Zitronensäurezyklus, auch bekannt als Tricarbonsäure-Zyklus, verdankt seinen Ursprung dem ersten produzierten Citronensäureprodukt, das drei Carboxyl-Gruppen aufweist. Am Ende des Zitratzyklus bildet sich Oxalessigsäure (C4H4O5). Erst durch Wasseraufnahme und Eliminierung von CoA kann es sich mit Acetyl-CoA zu Zitronensäure (C6H8O7) verknüpfen.

Auch hier wird wiederum Kohlendioxid freigesetzt und ein Reduzierungsäquivalent NADH und ?-Ketoglutarsäure (C5H6O5) entsteht. In einem weiteren Arbeitsschritt wird wiederum Kohlendioxid abgetrennt und mit dem Coenzym A NADH aufgebaut. Der in die Umsetzung eingetretene C3-Körper wurde erst an dieser Position vollständig durchtrennt. Dabei werden die Moleküle Bernsteinsäure-CoA (C4H5O3-CoA), Bernsteinsäure (C4H6O4), fumarsaure (C4H4O4), Apfelsäure (C4H6O5) und dann durch Oxydierung (Bildung eines Reduktionsäquivalents) zu Oxyessigsäure umgesetzt.

Es sind 10 NADH (zwei aus der Glycolyse und acht (2 mal 4) aus dem Citratzyklus) und 2 NADH ("Flavinadenin-Dinukleotid") verfügbar. Eine NADH kann 2 Elektron (e-) freisetzen, wobei der an die NAD bindende Wasserstof als Proton (H+) freigesetzt wird und das restliche NAD Molekül formschlüssig aufgeladen wird: Das NADH-Molekül:

Da sich die beiden so emittierten Ionen auf einem relativ hohem energetischen Niveau bewegen (sehr geringes Redoxpotenzial des Redox-Paares NADH/NAD+), können mit ihrer Unterstützung 10 H-Atome aus der Matrize in den Intermembran-Raum befördert werden. Durch die 2 Elektronengruppen von NADH wird der erste Komplexe (Komplex I) mehrerer Enzymkomplexe der Respirationskette zwischen Matrize und Membranraum des Mitochondriums reduziert.

Wegen der Übertragung von Elektron von einer komplexen zu einer komplexen, wird dieser Prozess auch als elektronentransportierende Kette beschrieben. H+-Ionen (Protonen) werden aus der Matrize durch die Komplexe I, III und IV in den Intermembran-Raum translokiert. Dadurch wird im Zwischenmembranraum eine große Konzentration an Wasserstoffionen erzeugt, was zu einem pH-Wert unter 7 und einem osmotischen Potenzial führt.

Bei den Redox-Reaktionen handelt es sich um ein chemisches Verhalten, die Differenz der H+-Konzentrationen von Matrix und Intermembran-Raum repräsentiert ein Osmosepotential. Aus dem Zwischenmembranraum strömen die Wasserstoff-Ionen über die Membran-gebundene ATP Synthase in den Zwischenmembranraum. Die Oxydation eines NADHs erzeugt 3 ATP. Die beiden NADHs aus der Glycolyse sind eine Ausnahmen.

Durch die Oxidation von 8 + 2 NADH ergeben sich 8 × 3 + 2 × 2 = 28 ATP. Der Prozess läuft bei diesem Verfahren prinzipiell gleich ab, aber es emittiert Elektron auf einem hohen Redoxpotenzial, d.h. niedrigerem Energielevel, und gelangt daher nur auf einem niedrigen Energielevel in die Atemprozesse.

Daher können mit Unterstützung der Ionen von der Matrize nur 4 H-Atome in den Intermembran-Raum eingepumpt werden. Durch die Oxidation von zwei ATPs werden 4 ATPs erzeugt. Dabei werden die von NADH und NADH2 ( "FADH2") gebildeten Atome und Elektroden zusammen mit 6 Sauerstoff zu 12 Sauerstoff oxydiert, die durch die Membran in die mitochondriale Matrize eindringen.

Der Elektronen- und Wasserstoff-Transmitter NAD+ und FAD kann durch Annahme von je 2 e- und 2 H+ wieder in NADH und FAD umgewandelt werden.

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