Kompartimentierung ermöglicht gegenläufige Stoffwechselreaktionen

Kompartimentierung ermöglicht gegenläufige Stoffwechselreaktionen

Gymnasium | Mittlere Schulformen

Biologie

11. | 12. | 13. Klasse

6 Unterrichtsstunden

Beschreibung

Auf der Ebene von Zellen und bei Vielzellern auf der Ebene des Gesamtorganismus sind Abläufe des Katabolismus und des Anabolismus eng miteinander verzahnt. Verschiedene Mechanismen wie die Kompartimentierung auf beiden Ebenen und verschiedene Formen der Steuerung ermöglichen den gleichzeitigen Ablauf von Reaktionen aus beiden Komplexen des Stoffwechsels. In diesem Kontext spielt die energetische Kopplung von Reaktionen aus beiden Bereichen eine entscheidende Rolle.
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# Stoffwechsel
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Kompetenzen

Klassenstufe:11, 12, 13
Dauer:6 Unterrichtsstunden
Kompetenzen:Sachkompetenz, Kommunikationskompetenz, Erkenntnisgewinnungskompetenz
Inhalt:Kompartimentierung, Stoffwechselreaktionen, Stoffgradienten, energetische Kopplung, exergonische und endergonische Stoffwechselreaktionen

Inhaltsangabe

1. Stunde

Thema:Reaktionen von Anabolismus und Katabolismus erkennen
M 1Auf- und Abbaureaktionen im Zellstoffwechsel
Benötigt:
  • Beamer/Whiteboard

2. Stunde

Thema:Eukaryotische Zellen enthalten Kompartimente
M 2Organellen bilden getrennte Reaktionsräume
Benötigt:
  • Beamer/Whiteboard

3. Stunde

Thema:Funktionen von Konzentrationsunterschieden an Biomembranen
M 3a/M 3bKompartimente und Konzentrationsunterschiede
Benötigt:
  • Beamer/Whiteboard

4. Stunde

Thema:Kopplung endergonischer und exergonischer Reaktionen
M 4Energetische Kopplung und gegenläufige Reaktionen
Schülerversuch: Stärkeproduktion in Pflanzenzellen
Dauer:Vorbereitung: 5 min, Durchführung: 15 min
Chemikalien:
  • Kartoffel
  • Seesand
  • Kaolin
  • Lugolsche Lösung
  • Glucoselösung (w=1%)
  • Glucose-I-phosphatlösung (w=1%)
Geräte:
  • Reibe
  • Büchnertrichter mit Filterpapier und Wasserstrahlpumpe
  • 1 Becherglas (100 ml)
  • Mörser mit Pistill
  • 2 Reagenzgläser mit Ständer
  • Zentrifuge mit Zentrifugengläsern
  • Tüpfelplatte mit mindestens 6 Tüpfeln
  • Pipette
  • Löffel

5. Stunde

Thema:Gleichzeitige energetische Nutzung und Aufbau von Nährstoffen
M 5Der Citratzyklus
Benötigt:
  • OH-Projektor bzw. Beamer/Whiteboard

6. Stunde

Thema:Kompartimentierung und gegenläufige Stoffwechselreaktionen
M 6Selbstdiagnose zur Kompartimentierung
Benötigt:
  • OH-Projektor bzw. Beamer/Whiteboard

Minimalplan

Bei Zeitmangel kann auf die die Selbstdiagnose (

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