Versuch zur Aufklärung der glykolyse?
Hallo, ich habe diese Aufgabe und verstehe einfach nicht, wie ich die Versuchsbeobachtung erklären kann, dass die intakten Zellen und Mitochondrien+ cytoplasma in der Salzlösung zu finden sind, aber Mitochondrien alleine nicht. Es handelt sich um Aufgabe 2a.
ich würde mich sehr über eine Antwort mit Erklärung freuen.
Vielen Dank schon einmal im Voraus!!
liebe Grüße,
Sabrina
1 Antwort
Hi,
ja, da muss man auch ein wenig drüber nachgrübeln.
Um die Glykolyse näher zu untersuchen, wird die Glucose radioaktiv markiert (Glucose*). Diese radioaktiv markierte Glucose* oder umgewandelte Abbauprodukte* von ihr, lassen sich später wiederfinden, indem man die Lösung auf Radioaktivität untersucht (misst). Kann man Radioaktivität feststellen, muss dort Glucose* oder eines ihrer radioaktiven Abbauprodukte* vorhanden sein.
Ansatz 1: verwendet man intakte Zellen,
findet sich Radioaktivität zu einem großen Teil in der untersten Phase wieder.
Glucose* allein wandert nicht in die unterste Phase. Dies wird sichergestellt, durch eine Trennphase aus Silikonöl. Glucose* löst sich nicht in Silikonöl und kann diese Trennschicht auch nicht überspringen oder sonstwie durchdringen, so dass die einzige Möglichkeit für Glucose* in die untere Phase zu gelangen, darin besteht, dorthin transportiert zu werden. Dies ist hier offenbar geschehen.
Das bedeutet, dass die Glucose* von den Zellen aufgenommen worden sein muss und mit ihnen transportiert wurde, sonst könnte sie nicht durch das Silikonöl in die untere Phase gelangen.
Schlussfolgerung: Zellen können Glucose offenbar aufnehmen.
Ansatz 2: Die Probelösung enthält Glucose + Mitochondrien
Radioaktivität findet sich nur in der Probelösung (oben) wieder.
Die Mitochondrien (Zellorganellen) können mittels Zentrifugation in die Salzphase gelangen, sie wandern bei schneller Rotation des Röhrchens nach unten (vgl. Text).
Glucose* wandert nicht, dies wird sichergestellt, durch die Trennphase aus Silikonöl. So dass die einzige Möglichkeit für Glucose in die untere Phase zu gelangen, darin besteht, in den Mitochondrien transportiert zu werden. Dies ist aber offenbar nicht geschehen.
Das deutet darauf hin, dass in isolierten Mitochondrien keine Glucose aufgenommen zu werden scheint. Sie verbleibt im Überstand bzw. der Aufgabelösung, oberhalb des Silikonöls.
Schlussfolgerung: Isolierte Mitochondrien können keine Glucose aufnehmen.
Ansatz 3: hier hat man aufgebrochene Zellen verwendet: Mitochondrien + Cytoplasma
jedoch nur die Mitochondrien haben eine Chance, durch die Trennschicht aus Silikonöl zu wandern, das Ergebnis ist gleich zu Ansatz 1: Ein Großteil der markierten Glucose* findet sich in der Salzphase wieder.
Das bedeutet, dass die Glucose* oder Abbauprodukte* von ihr, transportiert worden sind, dazu muss sie in die Mitochondrien hinein gelangt sein. Dies war in Ansatz 2 nicht möglich, in Ansatz 3 jedoch schon, so dass man die Vermutung aufstellen kann, dass die Anwesenheit von Cytoplasma dazu führt, dass die Glucose* oder Abbauprodukte* von ihr, in die Mitochondrien hineingelangen können, um im Versuch (Ansatz 3) transportiert zu werden und dass dazu das Cytoplasma offenbar notwendig ist.
Die Ergebnisse 1-3 stützen die Hypothese, dass isolierte Mitochondrien offenbar gar keine Glucose aufnehmen oder sie verstoffwechseln können, ohne Hilfe des Cytoplasmas.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Verstoffwechselung von Glucose nur stattfindet, wenn die Mitochondrien und das sie natürlicherweise umgebende Cytoplasma der Zelle, in das sie als Zellorganellen eingebettet sind, vorhanden sind.
Aus den Ergebnissen kann man weiter schließen, dass die ersten Schritte der Verstoffwechselung von Glucose im Cytoplasma zu erfolgen scheinen, da der abzubauende Stoff (Glucose) erst mal gar nicht direkt in die Mitochondrien aufgenommen zu werden scheint.
Später scheint die Glucose oder eines ihrer Abbauprodukte dann doch in die Mitochondrien aufgenommen zu werden, nachdem sie im Cytoplasma irgendwie "aufnahmefähig" gemacht wurde, so dass die späteren Stoffwechselschritte in den Mitochondrien abzulaufen scheinen.
Liest man es in der Literatur nach, so wird dies bestätigt. Es zeigt sich, dass der erste Teil des Abbauweges der Glucose, nämlich die Glykolyse, in der Tat im Cytoplasma stattfindet. Die Glykolyse ist ein sehr bedeutsamer Stoffwechselweg des Energiestoffwechsels, der in Organismen universell verbreitet ist, einschließlich des Menschen und der den Stoffwechsel einleitet, der zum Energiegewinn aus dem Abbau von Glucose führt.
Erst das (im Versuch radioaktive) Endprodukt der Glykolyse im Cytoplasma, das Pyruvat* (früher: Brenztraubensäure) gelangt in Ansatz 3 in die Mitochondrien hinein, so dass die Radioaktivität im Versuch 3 transportiert werden kann. LG
Vielen, vielen Dank!!! Ihre Antwort hat mir sehr geholfen und durch die sehr genaue Erklärung habe ich das jetzt auch verstanden!! Dankeschön :)