Zellatmung und Energiegewinnung

Die Zellatmung ist ein komplexer Prozess zur Energiegewinnung, der hauptsächlich in den Mitochondrien stattfindet. Er gliedert sich in mehrere Schritte:

Glykolyse

Die Glykolyse findet im Cytoplasma statt und wandelt Glucose in Brenztraubensäure um.

Highlight: Bei der Glykolyse werden bereits 2 ATP-Moleküle gebildet und NADH als Transportmolekül produziert.

Citratzyklus

Der Citratzyklus, auch Zitronensäurezyklus genannt, läuft in der Matrix der Mitochondrien ab.

Definition: Der Citratzyklus Funktion besteht in der vollständigen Oxidation von Acetyl-CoA unter Freisetzung von CO₂ und Bildung von Reduktionsäquivalenten.

Vocabulary: Ein Citratzyklus Merksatz könnte lauten: "Citrat dreht sich im Kreis und gibt Energie frei."

Die Citratzyklus Reaktionsgleichung zeigt, dass pro Umdrehung 2 CO₂-Moleküle freigesetzt und wichtige Reduktionsäquivalente wie NADH und FADH₂ gebildet werden.

Atmungskette

Die Atmungskette ist der letzte Schritt der aeroben Atmung und findet in der inneren Mitochondrienmembran statt.

Highlight: Die Kopplung von Citratzyklus Atmungskette ermöglicht die effiziente ATP-Produktion.

In der Atmungskette werden die Elektronen aus den Reduktionsäquivalenten über mehrere Komplexe transportiert, wobei ein Protonengradient aufgebaut wird. Dieser treibt die ATP-Synthase an, die den Großteil des ATP produziert.

Example: Die Energiebilanz Citratzyklus und Atmungskette zeigt, dass aus einem Glucose-Molekül theoretisch bis zu 38 ATP-Moleküle gewonnen werden können.

Gärung

Bei Sauerstoffmangel können Zellen auf Gärungsprozesse ausweichen:

• Milchsäuregärung: C₆H₁₂O₆ → 2 C₃H₆O₃
• Alkoholische Gärung: C₆H₁₂O₆ → 2 CO₂ + 2 C₂H₅OH

Quote: "Die Gärung ist ein Notfallprogramm der Zelle zur Energiegewinnung unter anaeroben Bedingungen."

Die durch diese Prozesse gewonnene Energie wird für lebenswichtige Funktionen und die Aufrechterhaltung der Homöostase verwendet.

Highlight: Der Zitronensäurezyklus Wirkung geht über die reine Energieproduktion hinaus; er liefert auch wichtige Zwischenprodukte für Biosynthesen.

Diese komplexen biochemischen Vorgänge verdeutlichen die Effizienz und Anpassungsfähigkeit des Energiestoffwechsels in lebenden Organismen.