Zellatmung und ATP

Cellular Respiration and ATP

Biologie Klasse 10 14 Aufgaben
BiologieZellatmungATPStoffwechsel

Die Kinder trennen Atmung (Gasaustausch in der Lunge) von Zellatmung (Abbau von Glucose mit Sauerstoff in jeder Zelle) — fĂŒr viele dasselbe Wort fĂŒr dasselbe Ding (Anderson, Sheldon & Dubay 1990). Sie deuten den Glucoseabbau als Redoxreaktion, deren Energie in ATP zwischengespeichert wird: ATP ist Kleingeld, das der Muskel fĂŒr wenige Sekunden vorrĂ€tig hat und stĂ€ndig nachprĂ€gt. Am Sprint vergleichen sie die Bilanz von Zellatmung (rund 32 ATP pro Glucose) und MilchsĂ€uregĂ€rung (2 ATP) und rechnen nach, wohin abgebautes Fett verschwindet — ĂŒberwiegend als CO₂ ĂŒber die Lunge (Meerman & Brown 2014). Nebenbei fĂ€llt der Mythos, Muskelkater komme von liegengebliebener MilchsĂ€ure. Die Stoffbilanz schließt den Kreis zur Photosynthese; die Oberstufe zerlegt den Weg in Glykolyse, Citratzyklus und Atmungskette.

Voraussetzungen (1)

Photosynthese und Zellatmung
Klasse 6
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Leicht
Wahr / Falsch #1 10s ▶ Testen

Zellatmung ist ein anderes Wort fĂŒr Ein- und Ausatmen.

✓ Falsch
Atmen bringt Sauerstoff in die Lunge. Zellatmung ist der Abbau von Glucose mit diesem Sauerstoff in jeder einzelnen Körperzelle — die Lunge ist nur der Lieferant.
Multiple Choice #2 12s ▶ Testen

Wo findet die Zellatmung statt?

  • ● in den Mitochondrien jeder Körperzelle
  • ○ nur in den LungenblĂ€schen
  • ○ nur im Blut
Jede Zelle braucht ATP, also atmet jede Zelle selbst. Lunge und Blut liefern nur den Sauerstoff und holen das CO₂ ab.
Multiple Choice #3 12s ▶ Testen

Auf den letzten 100 Metern eines 400-m-Laufs reicht der Sauerstoff nicht mehr. Welcher Weg liefert zusÀtzlich ATP?

  • ● MilchsĂ€uregĂ€rung
  • ○ alkoholische GĂ€rung
  • ○ Photosynthese
Menschliche Muskelzellen gÀren zu MilchsÀure. Alkoholische GÀrung betreiben Hefen, Photosynthese nur Pflanzen und Algen.
Multiple Choice #4 12s ▶ Testen

Was entsteht, wenn eine Zelle Glucose mit Sauerstoff vollstÀndig abbaut?

  • ● Kohlenstoffdioxid und Wasser
  • ○ MilchsĂ€ure
  • ○ Sauerstoff und Glucose
C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O. Es ist genau der RĂŒckweg der Photosynthese.
LĂŒckentext #5 10s ▶ Testen

ATP gibt Energie ab, indem es in ADP und ___ zerfÀllt.

✓ Antwort: Phosphat
Die Abspaltung einer Phosphatgruppe setzt Energie frei, die die Zelle fĂŒr Muskelkontraktion, Transport und Aufbau nutzt; danach wird ADP wieder zu ATP geladen.
Mittel
Multiple Choice #1 12s ▶ Testen

Ein Muskel baut ein GlucosemolekĂŒl ohne Sauerstoff zu MilchsĂ€ure ab. Wie viele ATP gewinnt er dabei?

  • ● 2
  • ○ 32
  • ○ 0
Die MilchsĂ€uregĂ€rung liefert nur 2 ATP pro Glucose — schnell, aber sparsam. Die meiste Energie steckt danach noch in der MilchsĂ€ure.
Multiple Choice #2 12s ▶ Testen

Dieselbe Glucose wird mit Sauerstoff vollstĂ€ndig zu CO₂ und Wasser abgebaut. Wie viele ATP entstehen ungefĂ€hr?

  • ● 32
  • ○ 2
  • ○ 6
Rund 30 bis 32 ATP — etwa sechzehnmal so viel wie bei der GĂ€rung. Die 6 ist die Zahl der O₂- und CO₂-MolekĂŒle in der Gleichung, nicht der ATP.
Multiple Choice #3 12s ▶ Testen

Wie lange reicht der ATP-Vorrat in einem Muskel bei voller Anstrengung?

  • ● wenige Sekunden
  • ○ etwa eine Stunde
  • ○ einen ganzen Tag
ATP ist kein Speicher, sondern Kleingeld: Der Muskel prÀgt es stÀndig aus Glucose und Fett nach. Ein Mensch setzt am Tag etwa sein eigenes Körpergewicht an ATP um.
Wahr / Falsch #4 12s ▶ Testen

Bei der Zellatmung wird Energie erzeugt.

✓ Falsch
Energie wird nie erzeugt, nur umgewandelt: Chemische Energie der Glucose wird zum Teil in ATP ĂŒbertragen, der Rest wird zu WĂ€rme — die hĂ€lt unseren Körper warm.
Multiple Choice #5 12s ▶ Testen

Wann betreibt eine Pflanze Zellatmung?

  • ● Tag und Nacht
  • ○ nur nachts
  • ○ nie
Auch Pflanzenzellen brauchen stĂ€ndig ATP. TagsĂŒber ĂŒberdeckt die Photosynthese die Zellatmung in der Gasbilanz, nachts bleibt nur die Zellatmung sichtbar.
Wahr / Falsch #6 10s ▶ Testen

ATP ist ein Langzeitspeicher, den der Körper fĂŒr Wochen anlegt.

✓ Falsch
Langzeitspeicher sind Fett und Glykogen. ATP ist der EnergieĂŒbertrĂ€ger, der in Sekunden verbraucht und sofort wieder aufgebaut wird.
Multiple Choice #7 15s ▶ Testen

Zwei LĂ€uferinnen starten ĂŒber 5 km. Welche ist durch ihr Training im Vorteil?

  • ● die mit mehr Kapillaren und Mitochondrien in den Beinmuskeln
  • ○ die mit mehr MilchsĂ€ure im Muskel
  • ○ die mit weniger roten Blutkörperchen
Ausdauertraining verbessert Sauerstofflieferung und Zellatmung. So deckt der Muskel lÀnger seinen Bedarf mit der ergiebigen aeroben Bilanz.
Wahr / Falsch #8 12s ▶ Testen

Muskelkater am Tag nach dem Training kommt von MilchsÀure, die im Muskel liegen geblieben ist.

✓ Falsch
Das Laktat ist nach etwa einer Stunde wieder abgebaut. Muskelkater entsteht durch winzige Verletzungen der Muskelfasern, besonders bei ungewohnten, bremsenden Bewegungen.
Schwer
Multiple Choice #1 20s ▶ Testen

Jemand nimmt 10 kg Fett ab. Auf welchem Weg verlĂ€sst der grĂ¶ĂŸte Teil dieser Masse den Körper?

  • ● als CO₂ ĂŒber die Lunge
  • ○ als WĂ€rme
  • ○ ĂŒber Stuhl und Urin
Rund 84 % der Atome des Fetts werden als Kohlenstoffdioxid ausgeatmet, der Rest verlÀsst den Körper als Wasser (Meerman & Brown 2014). WÀrme ist Energie und hat keine Masse, die man abnehmen könnte.