Bioenergetik: Quizfragen und Lernmaterialien

Question 1

Welches Enzym katalysiert den letzten Schritt der oxidativen Phosphorylierung?

Accepted Answer

ATP-Synthase

Answer

Pyruvatkinase

Answer

Citratsynthase

Answer

Succinatdehydrogenase

Question 2

Welche Reaktion liefert die direkte Energiequelle für die Muskelkontraktion?

Accepted Answer

ATP-Hydrolyse

Answer

Glykolyse

Answer

Citronensäurezyklus

Answer

Oxidative Phosphorylierung

Question 3

Welche Reaktion im Citratzyklus ist exergon und setzt Energie in Form von NADH frei, während Isocitrat in α-Ketoglutarat umgewandelt wird?

Accepted Answer

Isocitrat-Dehydrogenase

Answer

Succinat-Dehydrogenase

Answer

Malat-Dehydrogenase

Answer

Pyruvat-Kinase

Question 4

Wo findet die Glykolyse statt und wie wird sie reguliert?

Accepted Answer

Zytoplasma, reguliert durch Hexokinase

Answer

Mitochondrien, reguliert durch Phosphofructokinase

Answer

Zellkern, reguliert durch Pyruvatkinase

Answer

Sauerstoffabhängig, reguliert durch Lactatdehydrogenase

Question 5

Welcher Vorgang ist **nicht** Teil der oxidativen Phosphorylierung?

Accepted Answer

Hydrolyse von GTP zu GDP

Answer

Elektronentransportkette

Answer

Aufbau eines Protonengradienten über die innere Mitochondrienmembran

Answer

ATP-Synthese aus ADP und anorganischem Phosphat

Question 6

Welcher bioenergetische Prozess ermöglicht die höchste Energiefreisetzung pro Glukosemolekül?

Accepted Answer

Oxidative Phosphorylierung

Answer

Glykolyse

Answer

Citratzyklus

Answer

Fettsäureoxidation

Question 7

Welche Stufe der Zellatmung liefert den größten Beitrag zur ATP-Produktion durch oxidative Phosphorylierung?

Accepted Answer

Oxidative Phosphorylierung

Answer

Glykolyse

Answer

Citronensäurezyklus

Answer

Lipolyse

Question 8

Welches Coenzym akzeptiert Elektronen vom oxidierten Pyruvat während der oxidativen Decarboxylierung?

Accepted Answer

NAD+

Answer

FAD

Answer

Coenzym A

Answer

Thiaminpyrophosphat

Question 9

Welche der folgenden Aussagen beschreibt den Citratzyklus am zutreffendsten?

Accepted Answer

Ein zyklischer Prozess, bei dem Citrat als Ausgangsstoff in den Zyklus eintritt und als Produkt wieder austritt.

Answer

Ein linearer Prozess, der ausschließlich im Cytosol abläuft.

Answer

Ein Prozess, der ausschließlich durch die Verfügbarkeit von Sauerstoff reguliert wird.

Answer

Die Hauptquelle für ATP-Produktion in der Zelle.

Question 10

Welches Molekül ist die universelle Energiequelle in lebenden Zellen?

Accepted Answer

ATP

Answer

ADP

Answer

NADH

Answer

Glukose

Question 11

Welche primäre Funktion erfüllt ATP in einer Zelle?

Accepted Answer

Bereitstellung von Energie für zelluläre Aktivitäten

Answer

Transport von Elektronen in der Atmungskette

Answer

Speicherung von genetischen Informationen

Answer

Bereitstellung von Phosphatgruppen für andere Moleküle

Question 12

Welcher Proteinkomplex in der Atmungskette nimmt Elektronen von NADH auf?

Accepted Answer

Komplex I

Answer

Komplex III

Answer

Komplex V

Question 13

Welches Enzym katalysiert die letzte Reaktion der Glykolyse und spielt eine entscheidende Rolle bei ihrer Regulierung?

Accepted Answer

Pyruvatkinase

Answer

Hexokinase

Answer

Lactatdehydrogenase

Answer

Citrat-Synthase

Question 14

Wo findet die oxidative Phosphorylierung statt und welcher Prozess liefert die Energie dafür?

Accepted Answer

Im Intermembranraum der Mitochondrien, angetrieben durch den Elektronentransport von NADH und FADH2 zu Sauerstoff

Answer

In der äußeren Mitochondrienmembran, angetrieben durch den Elektronentransport von FADH2 zu Sauerstoff

Answer

Im Zytosol, angetrieben durch den Elektronentransport von ATP zu Sauerstoff

Answer

Im Endoplasmatischen Retikulum, angetrieben durch den Elektronentransport von Ubichinon zu Sauerstoff

Question 15

Welches Molekül ist KEIN Substrat im Citratzyklus?

Accepted Answer

Pyruvat

Answer

Acetyl-CoA

Answer

Succinyl-CoA

Question 16

Welcher Prozess ist für die direkte ATP-Bildung im ersten Schritt des Glukosestoffwechsels verantwortlich?

Accepted Answer

Glykolyse

Answer

Citronensäurezyklus

Answer

Oxidative Phosphorylierung

Question 17

In der oxidativen Phosphorylierung dient ADP als Akzeptor für Phosphatgruppen. Welche Aussage beschreibt die Rolle von ADP in diesem Prozess korrekt?

Accepted Answer

ADP bindet an die ATP-Synthase und erhält Phosphatgruppen von anorganischem Phosphat, wodurch ATP entsteht.

Answer

ADP wird durch die ATP-Synthase hydrolysiert und setzt anorganisches Phosphat frei.

Answer

ADP transportiert Elektronen in der Elektronentransportkette.

Question 18

Welcher Faktor hat KEINEN Einfluss auf die Reaktionsgeschwindigkeit der Glykolyse?

Accepted Answer

ATP-Konzentration

Answer

Glukosekonzentration

Answer

pH-Wert

Answer

NAD+-Konzentration

Question 19

Wo findet die Glykolyse in der Zelle statt?

Accepted Answer

Cytosol

Answer

Mitochondrien

Answer

Endoplasmatisches Retikulum

Question 20

Wo befindet sich die Atmungskette in den Mitochondrien und aus wie vielen Proteinkomplexen besteht sie?

Accepted Answer

Innere Mitochondrienmembran, fünf Komplexe

Answer

Äußere Mitochondrienmembran, vier Komplexe

Answer

Zwischenmembranraum, drei Komplexe

Question 21

In welchem Schritt der oxidativen Phosphorylierung wird ATP gebildet?

Accepted Answer

Synthese von ATP durch die ATP-Synthase

Answer

Übertragung von Elektronen von NADH auf die Elektronentransportkette

Answer

Übertragung von Elektronen von Cytochrom b auf Cytochrom c

Answer

Oxidation von Succinat zu Fumarat im Zitronensäurezyklus

Question 22

Welche Aussage beschreibt den chemischen Aufbau von Adenosintriphosphat (ATP) korrekt?

Accepted Answer

ATP ist ein Nukleotid aus Adenin, Ribose und drei Phosphatgruppen.

Answer

ATP ist ein Nukleotid aus Thymin, Desoxyribose und zwei Phosphatgruppen.

Answer

ATP ist eine Aminosäure aus Aminogruppe, Carboxylgruppe und Seitenkette.

Question 23

Wie funktioniert die oxidative Phosphorylierung?

Accepted Answer

ATP wird unter Nutzung des Protonengradienten über die innere Mitochondrienmembran synthetisiert.

Answer

ATP wird direkt aus ADP und anorganischem Phosphat unter Beteiligung von Sauerstoff gebildet.

Answer

ATP wird unter Verwendung von Lichtenergie und Chlorophyll synthetisiert.

Answer

ATP wird durch Fermentation unter Freisetzung von Kohlendioxid synthetisiert.

Question 24

Wie trägt der Elektronentransport in der Atmungskette zur Bildung eines Protonengradienten bei?

Accepted Answer

Elektronen werden in einer Reihe von Redoxreaktionen weitergeleitet und pumpen Protonen aus der Matrix in den Intermembranraum.

Answer

Elektronen fließen ungehindert durch die Atmungskette.

Answer

Der Elektronentransport findet außerhalb der Mitochondrien statt.

Answer

Elektronen werden von Sauerstoff auf NADH übertragen und erzeugen ATP.

Question 25

Welches Molekül entsteht am Ende der Glykolyse, dem ersten Schritt der Energiegewinnung in Zellen?

Accepted Answer

Zwei Pyruvat-Moleküle

Answer

Glucose-6-phosphat

Answer

Acetyl-CoA

Answer

ATP und NADH

Question 26

Welcher Schritt leitet den Abbau von Glucose ein?

Accepted Answer

Umwandlung von Glucose in Glucose-6-phosphat

Answer

Umwandlung von Fructose-6-phosphat in Fructose-1,6-bisphosphat

Answer

Spaltung von Fructose-1,6-bisphosphat in Glyceraldehyd-3-phosphat und Dihydroxyacetonphosphat

Question 27

Welche Elektronentransportproteine werden in den Komplexen I, III und IV der Atmungskette verwendet und welche Redoxreaktionen finden in diesen Komplexen statt?

Accepted Answer

Komplex I: NADH, Komplex III: Cytochrom c, Komplex IV: Sauerstoff

Answer

Komplex I: FADH2, Komplex III: NADH, Komplex IV: Cytochrom c

Answer

Komplex I: Cytochrom c, Komplex III: FADH2, Komplex IV: Sauerstoff

Answer

Komplex I: Sauerstoff, Komplex III: Cytochrom c, Komplex IV: FADH2

Question 28

Wie ist ATP aufgebaut?

Accepted Answer

Adenin-Ring, Ribose-Zucker, drei Phosphatgruppen

Answer

Adenin-Ring, Desoxyribose-Zucker, zwei Phosphatgruppen

Answer

Cytosin-Ring, Ribose-Zucker, drei Phosphatgruppen

Question 29

Wie trägt der Protonengradient zur ATP-Synthese bei? Erläutern Sie den Mechanismus, durch den er die ATP-Synthase antreibt.

Accepted Answer

Der Protonengradient treibt die ATP-Synthase an, die ADP zu ATP phosphoryliert, indem er Protonen durch die Membran fließen lässt.

Answer

Der Protonengradient entsteht durch den aktiven Transport von Elektronen durch die Atmungskette.

Answer

Der Protonengradient ist für den Elektronentransport durch die Atmungskette erforderlich.

Answer

Der Protonengradient wird durch die hydrolytische Spaltung von ATP erzeugt.

Question 30

Was ist die korrekte Beschreibung der oxidativen Phosphorylierung?

Accepted Answer

ATP-Produktion durch Elektronentransport in der Atmungskette

Answer

ATP-Abbau unter Verwendung von Elektronen aus der Atmungskette

Answer

Elektronentransport unter Verbrauch von ATP

Question 31

Welche Aussage beschreibt die Hauptfunktion von ATP in biochemischen Reaktionen?

Accepted Answer

ATP ist der universelle Energieträger in Zellen.

Answer

ATP ist ein Coenzym, das Reaktionen katalysiert.

Answer

ATP reguliert die Genexpression.

Answer

ATP speichert genetische Informationen.

Question 32

Welcher Vorgang leitet die oxidative Phosphorylierung ein?

Accepted Answer

Elektronenübertragung von NADH auf Coenzym Q

Answer

ATP-Synthese aus ADP und Phosphat

Answer

CO2-Abspaltung von Acetyl-CoA

Question 33

Welcher Schritt leitet die Glykolyse ein?

Accepted Answer

Phosphorylierung von Glukose zu Glukose-6-phosphat

Answer

Bildung von zwei Pyruvat-Molekülen

Answer

Oxidation von NADH zu NAD+

Answer

Hydrolyse von ATP

Question 34

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Glykolyse korrekt?

Accepted Answer

Die Glykolyse zerlegt ein Glukosemolekül in zwei Pyruvatmoleküle.

Accepted Answer

Die Glykolyse findet im Zellzytoplasma statt.

Accepted Answer

Die Glykolyse ist ein exergonischer Prozess.

Answer

Die Glykolyse ist ein anaerober Prozess, der 36 ATP-Moleküle pro Glukosemolekül produziert.

Question 35

Welche Aussage gilt für die Glykolyse und den Citratzyklus?

Accepted Answer

Beide Prozesse produzieren ATP.

Answer

Beide Prozesse sind aerob.

Answer

Beide Prozesse finden im Cytoplasma statt.

Answer

Beide Prozesse benötigen NADH als Elektronenakzeptor.

Question 36

Erläutern Sie die Substratkettenphosphorylierung und nennen Sie zwei Stoffwechselwege, in denen sie vorkommt.

Accepted Answer

Bei der Substratkettenphosphorylierung überträgt eine phosphorylierte Verbindung ihre Phosphatgruppe direkt auf eine andere Verbindung, wodurch Energie freigesetzt wird.

Answer

Die Substratkettenphosphorylierung ist ein Prozess, bei dem ATP direkt aus anorganischem Phosphat und ADP gebildet wird.

Answer

Die Substratkettenphosphorylierung findet nur im Glykolyseweg statt.

Answer

Nur ATP kann als Substrat in der Substratkettenphosphorylierung phosphoryliert werden.

Question 37

Wie passt sich der Energiestoffwechsel verschiedener Zelltypen an ihre spezifischen Funktionen und physiologischen Rollen an?

Accepted Answer

Die Anpassung des Energiestoffwechsels erfolgt durch die Regulierung der Enzymaktivität und die Expression von Genen.

Answer

Alle Zelltypen nutzen denselben Energiestoffwechselweg.

Answer

Der Energiestoffwechsel ist nur für wenige Zelltypen wichtig.

Answer

Der Energiestoffwechsel ist eine unveränderliche Eigenschaft von Zellen.

Question 38

Wie wird die Glykolyse durch hormonelle Signale und den zellulären Energiebedarf reguliert? Erläutern Sie die Auswirkungen auf den Energiestoffwechsel und die Zellfunktion.

Accepted Answer

Insulin fördert die Glykolyse, während Glukagon sie hemmt, was zu einer erhöhten Glukoseaufnahme und -verwertung führt.

Accepted Answer

Bei hohem zellulärem Energiebedarf wird die Glykolyse durch Aktivierung des Enzyms Phosphofructokinase-1 angeregt.

Accepted Answer

Eine erhöhte Glykolyse führt zu einer gesteigerten ATP-Produktion und einer vermehrten Laktatbildung.

Answer

Hormonelle Signale und der zelluläre Energiebedarf beeinflussen die Glykolyse-Regulation nicht.

Question 39

Wie trägt die Lokalisierung von Stoffwechselwegen in bestimmten Organellen zur Effizienz der Bioenergetik in Zellen bei?

Accepted Answer

Trennung von Stoffwechselwegen, Vermeidung von Wechselwirkungen und präzise Kontrolle

Accepted Answer

Hohe Konzentration von Enzymen und Substraten, schnellere Reaktionen und höhere Effizienz

Accepted Answer

Lokale Stoffwechselpools, Gewährleistung der Substratverfügbarkeit für nachfolgende Reaktionen

Answer

Keine signifikanten Auswirkungen auf die Bioenergetik, da Stoffwechselwege auch im Zytoplasma effizient ablaufen

Question 40

Welche Rolle spielen Coenzym NADH und FADH2 im Elektronentransport und bei Redoxreaktionen? Erläutern Sie ihre Bedeutung für die Energiegewinnung und den Redoxstatus der Zelle.

Accepted Answer

NADH und FADH2 transportieren Elektronen und treiben so eine Elektronentransportkette an, die ATP erzeugt.

Answer

NADH und FADH2 sind Enzyme, die Elektronentransportreaktionen beschleunigen.

Answer

NADH und FADH2 sind nur am Elektronentransport beteiligt und beeinflussen den Redoxstatus der Zelle nicht.

Answer

NADH und FADH2 werden bei der ATP-Hydrolyse zur Energiegewinnung verwendet.

Question 41

Wie beeinflussen Kofaktoren und Coenzyme den Energiestoffwechsel?

Accepted Answer

Sie binden an Enzyme und verändern deren Aktivität.

Answer

Sie arbeiten unabhängig voneinander.

Answer

Sie haben keinen Einfluss auf die Energiegewinnung.

Answer

Sie können nur in ihrer reduzierten Form an Reaktionen teilnehmen.

Question 42

Welche Methode ist optimal zur Untersuchung der Reaktionsgeschwindigkeit enzymatischer Reaktionen?

Accepted Answer

Spektrophotometrie

Answer

Kalorimetrie

Answer

NMR-Spektroskopie

Answer

HPLC

Question 43

Welche der folgenden Substanzen dient als Energieträger in biologischen Systemen?

Accepted Answer

ATP

Answer

Glukose

Answer

Wasser

Answer

Sauerstoff

Question 44

Welche Funktion hat die Elektronentransportkette in der Zellatmung?

Accepted Answer

Bereitstellung von ATP durch oxidative Phosphorylierung

Answer

Erzeugung von NADH und FADH2

Answer

Abbau von Glukose

Answer

Produktion von Kohlendioxid

Question 45

Wie unterscheiden sich exergone von endergonen Reaktionen?

Accepted Answer

Exergonic reactions release energy, while endergonic reactions require energy.

Answer

Endergonic reactions release energy, while exergonic reactions require energy.

Answer

Exergonic reactions are spontaneous, while endergonic reactions are not.

Answer

Endergonic reactions are spontaneous, while exergonic reactions are not.

Question 46

Wie trägt die allosterische Regulation zur Steuerung von Stoffwechselwegen bei und unterstützt die zelluläre Homöostase?

Accepted Answer

Allosterische Effektoren binden an Enzyme und verändern ihre Form.

Answer

Allosterische Regulation erhöht ausschließlich die Enzymaktivität.

Answer

Allosterische Regulation beeinflusst die Geschwindigkeit von Stoffwechselwegen nicht.

Question 47

Welche der folgenden Aussagen über die Kinetik biochemischer Reaktionen ist korrekt?

Accepted Answer

Die Reaktionsgeschwindigkeit hängt von mehreren Faktoren wie Temperatur, pH-Wert und Enzymkonzentration ab.

Answer

Die Reaktionsgeschwindigkeit ist nur von der Konzentration der Reaktanten abhängig.

Answer

Eine Erhöhung der Temperatur führt immer zu einer Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit.

Answer

Die Reaktionsgeschwindigkeit ist nicht beeinflussbar durch Katalysatoren.

Question 48

Welches der folgenden Enzyme ist für die Hydrolyse von ATP verantwortlich?

Accepted Answer

ATPase

Answer

Hexokinase

Answer

Phosphofruktokinase

Answer

Glukokinase

Question 49

Welches Molekül dient als finaler Elektronenakzeptor in der Atmungskette?

Accepted Answer

Sauerstoff

Answer

NADH

Answer

FADH2

Answer

Koenzym Q

Question 50

Welche der folgenden Verbindungen ist ein Substrat für die Glykolyse?

Accepted Answer

Glukose

Answer

Pyruvat

Answer

Acetyl-CoA

Answer

Citrat

Question 51

Welches Molekül ist ein Elektronenüberträger in der Atmungskette?

Accepted Answer

Cytochrom c

Answer

Cytochromoxidase

Answer

ATP-Synthase

Answer

NADH-Dehydrogenase

Question 52

Welche der folgenden Aussagen über die Regulation der Bioenergetik beschreibt die allosterische Regulation?

Accepted Answer

Bindung eines Effektors an eine Stelle am Enzym, die vom aktiven Zentrum entfernt ist, wodurch eine Konformationsänderung ausgelöst wird.

Answer

Änderung der Enzymkonzentration als Reaktion auf eine Veränderung des pH-Werts.

Answer

Veränderung der Enzymstruktur als Reaktion auf eine kovalente Modifikation.

Answer

Veränderung der Reaktionsgeschwindigkeit durch Veränderung der Substratkonzentration.

Question 53

Beschreiben Sie den Mechanismus der ATP-Synthase bei der oxidativen Phosphorylierung. Erläutern Sie, wie der Protonengradient die ATP-Synthese antreibt.

Accepted Answer

Die ATP-Synthase nutzt den Protonengradienten, um ADP zu ATP zu phosphorylieren.

Answer

Die ATP-Synthase katalysiert die Elektronentransportkette.

Answer

Der Protonengradient treibt die ATP-Hydrolyse an.

Answer

ATP-Synthase ist nicht an der oxidativen Phosphorylierung beteiligt.

Question 54

Wie werden Reduktionsäquivalente aus der Glykolyse und dem Citratzyklus auf die Elektronentransportkette übertragen?

Accepted Answer

Über Elektronenüberträger wie NADH und FADH2

Answer

Direkt über Coenzym Q

Answer

Durch eine Reihe von Redoxreaktionen

Answer

Über ATP-Synthase

Question 55

Was ist Chemiosmose und wie trägt sie zur ATP-Synthese in der oxidativen Phosphorylierung bei?

Accepted Answer

Chemiosmose ist die Bewegung von Protonen über eine Membran, die einen Gradienten erzeugt, der für die ATP-Synthese genutzt wird.

Answer

Chemiosmose ist die Spaltung von ATP in ADP und Phosphat.

Answer

Chemiosmose ist die Übertragung von Elektronen in der Atmungskette, die Protonen erzeugt.

Answer

Chemiosmose ist die Synthese von ATP aus ADP und Phosphat unter Verwendung von Energie aus der Nahrung.

Question 56

Welche Rolle spielen Enzyme in Stoffwechselreaktionen, und wie kann ihre Aktivität reguliert werden?

Accepted Answer

Enzyme sind substratspezifisch und katalysieren jeweils nur eine bestimmte Reaktion.

Accepted Answer

Die Enzymaktivität kann durch Faktoren wie Temperatur, pH-Wert und die Verfügbarkeit von Cofaktoren beeinflusst werden.

Answer

Enzyme sind Proteine, die die Reaktionsgeschwindigkeit herabsetzen.

Answer

Enzyme spielen keine Rolle bei der Energieumwandlung in biologischen Systemen.

Question 57

Welche Faktoren beeinflussen die Bindungsaffinität von Enzymen zu ihren Substraten und wie wirkt sich diese Affinität auf die Reaktionsgeschwindigkeit biochemischer Reaktionen aus?

Accepted Answer

pH-Wert, Temperatur und Substratkonzentration

Answer

Enzymkonzentration, Substratkonzentration und Produktkonzentration

Answer

pH-Wert, Temperatur und Enzymkonzentration

Answer

Substratkonzentration, Produktkonzentration und Enzymmenge

Question 58

Welche Funktion hat ATP in biologischen Systemen?

Accepted Answer

Es dient als universelle Energiewährung.

Answer

Es katalysiert chemische Reaktionen.

Answer

Es speichert Erbinformationen.

Answer

Es ist ein wesentlicher Bestandteil von Zellmembranen.

Question 59

Was unterscheidet exergone von endergonen Reaktionen?

Accepted Answer

Exergone Reaktionen laufen spontan ab, während endergone Reaktionen Energie benötigen.

Answer

Exergone Reaktionen sind immer irreversibel.

Answer

Endergone Reaktionen führen immer zur Bildung eines Niederschlags.

Question 60

Welche Aussage über den oxidativen Abbau von Glukose ist zutreffend?

Accepted Answer

Er liefert ATP durch Glykolyse, Citratzyklus und oxidative Phosphorylierung.

Answer

Er erfolgt vollständig im Cytoplasma.

Question 61

Welches Hauptprodukt entsteht bei der Gärung?

Accepted Answer

Lactat oder Ethanol

Answer

ATP

Answer

Acetyl-CoA

Question 62

Welche Aussage über die Regulation der Bioenergetik ist zutreffend?

Accepted Answer

Rückkopplungsmechanismen spielen eine wesentliche Rolle bei der Aufrechterhaltung der zellulären Homöostase.

Answer

Die Bioenergetik wird ausschließlich durch genetische Faktoren reguliert.

Question 63

Welche der folgenden Aussagen zur Thermodynamik biochemischer Reaktionen ist korrekt?

Accepted Answer

Biochemische Reaktionen sind in der Regel exergonisch, d. h. sie setzen Energie frei.

Answer

Thermodynamisch spontane Reaktionen benötigen einen zusätzlichen Energieeintrag.

Answer

Biochemische Reaktionen sind in der Regel endergonisch, d. h. sie benötigen Energie.

Question 64

Welche der folgenden Aussagen zum Redoxpotential ist korrekt?

Accepted Answer

Das Redoxpotential ist ein Maß für die Tendenz einer Substanz, Elektronen aufzunehmen.

Answer

Das Redoxpotential ist unabhängig von der Temperatur.

Answer

Oxidationsmittel haben ein niedrigeres Redoxpotential als Reduktionsmittel.