Aufgabe 2 · Abitur NRW Biologie LK · Mitochondrien 2025

Thema: Enzyme, Stofftransport und Zellatmung · Aus der Prüfung LK · Mitochondrien (2025)

Aufgabenstellung

Material 2: Mitochondriopathien

Mitochondriopathien sind eine heterogene Gruppe von Erkrankungen, deren Ursache in einer Fehlfunktion der Mitochondrien liegt. Organe mit hohem Energiebedarf wie z. B. Muskeln sind besonders betroffen. In defekten Mitochondrien kann Pyruvat (Brenztraubensäure) nicht mehr aerob abgebaut werden. Ein erhöhter Laktatwert (Milchsäurekonzentration) im venösen Blut ist demnach ein wichtiger Indikator für das Vorliegen eines mitochondrialen Defektes.

Neben erworbenen Formen der Mitochondriopathie gibt es auch vererbte Formen (Abb. 1). Der Gendefekt wird dabei nicht Y-chromosomal vererbt.

Erläutern Sie, wie die Energiebereitstellung in den Zellen auch bei einer Mitochondriopathie aufrechterhalten bleibt (M 2).

Aufgabenstellung: Aufgabe 2 · Abitur NRW Biologie LK · Mitochondrien 2025

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

Erläutern Sie, wie die Energiebereitstellung in den Zellen auch bei einer Mitochondriopathie aufrechterhalten bleibt (M 2).

Lösung: Angereichertes Pyruvat kann nicht aerob, aber durch Milchsäuregärung zu Laktat umgewandelt werden (erhöhte Laktat-Konzentration): dabei Regeneration von NAD+\text{NAD}^+ aus NADH+H+\text{NADH} + \text{H}^+, damit Glykolyse weiter ablaufen kann und damit zumindest eine geringe Energiebereitstellung von 2 Molekülen ATP pro Molekül Glukose weiter möglich ist.

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