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Dissimilation einfach erklärt

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V

Vanessa Nguyen

8.12.2025

Biologie

Dissimilation

4.228

8. Dez. 2025

18 Seiten

Dissimilation einfach erklärt

V

Vanessa Nguyen

@vanessanguyen_zllw

Die Zellatmung ist der Prozess, durch den deine Zellen aus... Mehr anzeigen

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Glucose
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Pyruvat
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H₂C-C-
Brenztraubensäure
NADH+H
H₂O
2 NAD
2 ADP + 2 P
2 ATP
2 NAD

Überblick der Zellatmung

Stell dir vor, deine Zellen sind wie kleine Fabriken, die ständig Energie brauchen - genau das liefert die Zellatmung. Aus einem Glucose-Molekül entstehen dabei insgesamt 38 ATP-Moleküle, die pure Energie für deinen Körper.

Der ganze Prozess läuft in drei Hauptphasen ab: Glykolyse im Zellplasma, Citratzyklus in den Mitochondrien und die Atmungskette an der inneren Mitochondrienmembran. Jede Phase baut auf der vorherigen auf und macht das System extrem effizient.

Die Gesamtgleichung zeigt, wie aus Glucose und Sauerstoff Kohlendioxid, Wasser und ATP entstehen: C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + 38 ATP. Das ist eine exergonische Reaktion, weil dabei Energie freigesetzt wird.

Merktipp: Die Zellatmung ist das Gegenteil der Photosynthese - Pflanzen bauen Glucose auf, deine Zellen bauen sie ab!

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Mitochondrien - Die Zellkraftwerke

Mitochondrien werden nicht umsonst die Kraftwerke der Zelle genannt - hier passiert der Großteil der ATP-Produktion. Diese kleinen Organellen haben eine spezielle Doppelmembran-Struktur, die perfekt für ihre Aufgabe ist.

Die innere Membran bildet Falten (Cristae), die die Oberfläche vergrößern - mehr Platz für die Atmungskette bedeutet mehr ATP. In der Matrix laufen Citratzyklus und die Aktivierung der Brenztraubensäure ab, während der Membranzwischenraum für den H⁺-Gradienten wichtig ist.

An der inneren Membran sind die Proteinkomplexe der Atmungskette eingebaut. Sie transportieren Elektronen und pumpen dabei Protonen, was den entscheidenden H⁺-Gradienten aufbaut. Die ATP-Synthase nutzt diesen Gradienten dann wie ein Wasserrad zur ATP-Produktion.

Fun Fact: Mitochondrien haben sogar ihre eigene DNA - ein Überbleibsel aus der Zeit, als sie mal eigenständige Bakterien waren!

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Zellatmung im Gesamtüberblick

Die Zellatmung transformiert ein Glucose-Molekül in beeindruckende 38 ATP-Moleküle - das ist wie der Tausch einer Münze gegen 38 Energiescheine. Dieser mehrstufige Prozess ist perfekt organisiert und extrem effizient.

Alles beginnt mit der Glykolyse im Zellplasma, wo aus einem C₆-Glucose-Molekül zwei C₃-Pyruvat-Moleküle entstehen. Dabei werden bereits 2 ATP und 2 NADH produziert - ein guter Start, aber noch längst nicht das Ende.

Die Pyruvat-Moleküle wandern dann in die Mitochondrien, wo der Citratzyklus weitere 2 ATP, 6 NADH und 2 FADH₂ liefert. Den großen Gewinn macht aber die Atmungskette: Hier entstehen aus den Reduktionsäquivalenten satte 34 ATP.

Wichtig für die Klausur: Die Verteilung ist 2+2+34 ATP aus Glykolyse, Citratzyklus und Atmungskette!

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Glykolyse - Der erste Schritt

Die Glykolyse ist der Startschuss der Zellatmung und läuft komplett im Zellplasma ab - kein Sauerstoff nötig! Hier wird das C₆-Glucose-Molekül in zwei C₃-Pyruvat-Moleküle gespalten.

Die Stoffbilanz zeigt: C₆H₁₂O₆ + 2NAD⁺ + 2ADP + 2P → 2C₃H₄O₃ + 2NADH + 2ATP. Das sieht kompliziert aus, bedeutet aber einfach: Ein Zucker wird gespalten und dabei entstehen 2 ATP und 2 NADH.

Wichtig ist, dass zunächst 2 ATP investiert werden müssen, um die Glucose zu aktivieren - wie eine Startgebühr. Erst danach werden 4 ATP produziert, sodass netto 2 ATP übrig bleiben.

Eselsbrücke: Glykolyse = "Glyco" (Zucker) + "Lyse" (spalten) - der Zucker wird gespalten!

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Regulation der Glykolyse

Die Glykolyse hat ein geniales Regulationssystem, das wie ein Thermostat funktioniert - sie passt sich automatisch an den Energiebedarf der Zelle an. Das Schlüsselenzym Phosphofructokinase ist der Hauptschalter.

Wenn die Zelle genug Energie hat (viel ATP vorhanden), wirkt ATP als allosterischer Inhibitor und blockiert die Phosphofructokinase. Das ist negative Rückkopplung - die Glykolyse wird gedrosselt, weil genug ATP da ist.

Braucht die Zelle dagegen Energie (viel ADP vorhanden), wirkt ADP als allosterischer Aktivator und beschleunigt das Enzym. Diese positive Rückkopplung sorgt dafür, dass mehr Glucose abgebaut wird, wenn Energie gebraucht wird.

Klausurtipp: Allosterische Regulation bedeutet, dass Moleküle das Enzym an einer anderen Stelle als dem aktiven Zentrum beeinflussen!

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Aktivierung der Brenztraubensäure

Bevor der Citratzyklus starten kann, muss die Brenztraubensäure (Pyruvat) erst aktiviert werden - wie ein Schlüssel, der ins Schloss passen muss. Dieser Schritt passiert in der Mitochondrienmatrix.

Aus der C₃-Brenztraubensäure wird dabei Acetyl-CoA (C₂) gebildet, wobei ein CO₂-Molekül abgespalten wird. Das Coenzym A CoASHCoA-SH dockt an und macht die Essigsäure reaktionsfähig - daher der Name "aktivierte Essigsäure".

Die Stoffbilanz für zwei Pyruvat-Moleküle: 2C₃H₄O₃ + 2NAD⁺ + 2CoA-SH → 2Acetyl-CoA + 2CO₂ + 2NADH + H⁺. Dabei entstehen bereits 2 NADH, die später in der Atmungskette zu ATP werden.

Merkregel: Aus C₃ wird C₂ - ein Kohlenstoff geht als CO₂ verloren, den atmest du aus!

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Citratzyklus - Der Kreislauf der Energie

Der Citratzyklus in der Mitochondrienmatrix ist wie ein perfekt organisiertes Recycling-System. Oxalessigsäure verbindet sich mit Acetyl-CoA zu Citronensäure, die dann schrittweise abgebaut wird, bis wieder Oxalessigsäure entsteht.

Das Geniale: Die Oxalessigsäure wird regeneriert und kann immer wieder neue Acetyl-CoA-Moleküle aufnehmen. So läuft der Zyklus kontinuierlich und verarbeitet alle Acetyl-CoA-Reste aus der Glucose.

Die Ausbeute pro Glucose ist beeindruckend: 6CO₂ + 6NADH + 2ATP + 2FADH₂. Die meiste Energie steckt in den Reduktionsäquivalenten (NADH und FADH₂), die in der Atmungskette zu ATP umgewandelt werden.

Wichtig: Der Citratzyklus produziert hauptsächlich "Energiegutscheine" NADH/FADH2NADH/FADH₂, die erst später eingelöst werden!

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Atmungskette - Die ATP-Fabrik

Die Atmungskette an der inneren Mitochondrienmembran ist der absolute Höhepunkt der Zellatmung - hier entstehen 34 von 38 ATP! Die Proteinkomplexe I bis IV arbeiten wie eine perfekt koordinierte Maschinerie.

NADH und FADH₂ geben ihre Elektronen an die Proteinkomplexe ab, die sie wie in einer Kette weiterreichen. Bei jedem Schritt wird Energie frei, die genutzt wird, um H⁺-Ionen aus der Matrix in den Intermembranraum zu pumpen.

Am Ende nimmt Komplex IV die Elektronen und führt die Knallgasreaktion durch: O₂ + 4e⁻ + 4H⁺ → 2H₂O. Diese exergonische Reaktion liefert die Energie für den ganzen Prozess und erklärt, warum du Sauerstoff brauchst.

Visualisierung: Stell dir die Atmungskette wie ein Wasserfall vor - die Elektronen "fallen" von einem Niveau zum nächsten!

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Mechanismus der ATP-Synthese

Der H⁺-Gradient zwischen Matrix und Intermembranraum ist wie ein gespannter Bogen voller potentieller Energie. Die Proteinkomplexe haben eine hohe Affinität zu Elektronen und pumpen dabei kontinuierlich Protonen nach außen.

Die Knallgasreaktion O2+4e+4H+H2OO₂ + 4e⁻ + 4H⁺ → H₂O ist stark exergonisch und wird energetisch mit der ATP-Synthese gekoppelt. Das ist das Geniale: Die Energie einer Reaktion treibt eine andere an.

Die H⁺-Ionen diffundieren mit dem Gradienten durch die ATP-Synthase zurück in die Matrix. Dabei dreht sich das Enzym wie eine Turbine und synthetisiert ATP aus ADP und Phosphat.

Analogie: Die ATP-Synthase funktioniert wie ein Wasserkraftwerk - der H⁺-Gradient ist der Wasserdruck!

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Regulation der Atmungskette

Die Atmungskette läuft nur unter bestimmten Bedingungen optimal - wie ein Motor, der die richtigen Betriebsbedingungen braucht. Reduktionsäquivalente NADH+H+undFADH2NADH + H⁺ und FADH₂ müssen ständig regeneriert werden, sonst stoppt der ganze Prozess.

Sauerstoff ist absolut essentiell als Elektronenakzeptor - ohne O₂ keine Atmungskette! Die H⁺-Ionen sorgen für einen niedrigen pH-Wert im Intermembranraum, was den Gradienten verstärkt.

Das saure Außenmilieu ist entscheidend für die ATP-Synthese - je größer der pH-Gradient, desto mehr ATP wird produziert. Deshalb ist die Regulation so fein abgestimmt auf die Bedürfnisse der Zelle.

Merksatz: Ohne Sauerstoff keine Atmungskette - deshalb stirbt man beim Ersticken!



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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

iOS user

Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

iOS user

Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

Android user

Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

Android user

Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

Android user

Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

iOS user

Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

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Die Zellatmung ist der Prozess, durch den deine Zellen aus Glucose Energie gewinnen - quasi das Kraftwerk in jeder Zelle. Dabei wird Glucose schrittweise abgebaut und die freigesetzte Energie in ATP gespeichert, das dein Körper für alle Lebensprozesse braucht.

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Überblick der Zellatmung

Stell dir vor, deine Zellen sind wie kleine Fabriken, die ständig Energie brauchen - genau das liefert die Zellatmung. Aus einem Glucose-Molekül entstehen dabei insgesamt 38 ATP-Moleküle, die pure Energie für deinen Körper.

Der ganze Prozess läuft in drei Hauptphasen ab: Glykolyse im Zellplasma, Citratzyklus in den Mitochondrien und die Atmungskette an der inneren Mitochondrienmembran. Jede Phase baut auf der vorherigen auf und macht das System extrem effizient.

Die Gesamtgleichung zeigt, wie aus Glucose und Sauerstoff Kohlendioxid, Wasser und ATP entstehen: C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + 38 ATP. Das ist eine exergonische Reaktion, weil dabei Energie freigesetzt wird.

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Mitochondrien - Die Zellkraftwerke

Mitochondrien werden nicht umsonst die Kraftwerke der Zelle genannt - hier passiert der Großteil der ATP-Produktion. Diese kleinen Organellen haben eine spezielle Doppelmembran-Struktur, die perfekt für ihre Aufgabe ist.

Die innere Membran bildet Falten (Cristae), die die Oberfläche vergrößern - mehr Platz für die Atmungskette bedeutet mehr ATP. In der Matrix laufen Citratzyklus und die Aktivierung der Brenztraubensäure ab, während der Membranzwischenraum für den H⁺-Gradienten wichtig ist.

An der inneren Membran sind die Proteinkomplexe der Atmungskette eingebaut. Sie transportieren Elektronen und pumpen dabei Protonen, was den entscheidenden H⁺-Gradienten aufbaut. Die ATP-Synthase nutzt diesen Gradienten dann wie ein Wasserrad zur ATP-Produktion.

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Zellatmung im Gesamtüberblick

Die Zellatmung transformiert ein Glucose-Molekül in beeindruckende 38 ATP-Moleküle - das ist wie der Tausch einer Münze gegen 38 Energiescheine. Dieser mehrstufige Prozess ist perfekt organisiert und extrem effizient.

Alles beginnt mit der Glykolyse im Zellplasma, wo aus einem C₆-Glucose-Molekül zwei C₃-Pyruvat-Moleküle entstehen. Dabei werden bereits 2 ATP und 2 NADH produziert - ein guter Start, aber noch längst nicht das Ende.

Die Pyruvat-Moleküle wandern dann in die Mitochondrien, wo der Citratzyklus weitere 2 ATP, 6 NADH und 2 FADH₂ liefert. Den großen Gewinn macht aber die Atmungskette: Hier entstehen aus den Reduktionsäquivalenten satte 34 ATP.

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Glykolyse - Der erste Schritt

Die Glykolyse ist der Startschuss der Zellatmung und läuft komplett im Zellplasma ab - kein Sauerstoff nötig! Hier wird das C₆-Glucose-Molekül in zwei C₃-Pyruvat-Moleküle gespalten.

Die Stoffbilanz zeigt: C₆H₁₂O₆ + 2NAD⁺ + 2ADP + 2P → 2C₃H₄O₃ + 2NADH + 2ATP. Das sieht kompliziert aus, bedeutet aber einfach: Ein Zucker wird gespalten und dabei entstehen 2 ATP und 2 NADH.

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Regulation der Glykolyse

Die Glykolyse hat ein geniales Regulationssystem, das wie ein Thermostat funktioniert - sie passt sich automatisch an den Energiebedarf der Zelle an. Das Schlüsselenzym Phosphofructokinase ist der Hauptschalter.

Wenn die Zelle genug Energie hat (viel ATP vorhanden), wirkt ATP als allosterischer Inhibitor und blockiert die Phosphofructokinase. Das ist negative Rückkopplung - die Glykolyse wird gedrosselt, weil genug ATP da ist.

Braucht die Zelle dagegen Energie (viel ADP vorhanden), wirkt ADP als allosterischer Aktivator und beschleunigt das Enzym. Diese positive Rückkopplung sorgt dafür, dass mehr Glucose abgebaut wird, wenn Energie gebraucht wird.

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Aktivierung der Brenztraubensäure

Bevor der Citratzyklus starten kann, muss die Brenztraubensäure (Pyruvat) erst aktiviert werden - wie ein Schlüssel, der ins Schloss passen muss. Dieser Schritt passiert in der Mitochondrienmatrix.

Aus der C₃-Brenztraubensäure wird dabei Acetyl-CoA (C₂) gebildet, wobei ein CO₂-Molekül abgespalten wird. Das Coenzym A CoASHCoA-SH dockt an und macht die Essigsäure reaktionsfähig - daher der Name "aktivierte Essigsäure".

Die Stoffbilanz für zwei Pyruvat-Moleküle: 2C₃H₄O₃ + 2NAD⁺ + 2CoA-SH → 2Acetyl-CoA + 2CO₂ + 2NADH + H⁺. Dabei entstehen bereits 2 NADH, die später in der Atmungskette zu ATP werden.

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Citratzyklus - Der Kreislauf der Energie

Der Citratzyklus in der Mitochondrienmatrix ist wie ein perfekt organisiertes Recycling-System. Oxalessigsäure verbindet sich mit Acetyl-CoA zu Citronensäure, die dann schrittweise abgebaut wird, bis wieder Oxalessigsäure entsteht.

Das Geniale: Die Oxalessigsäure wird regeneriert und kann immer wieder neue Acetyl-CoA-Moleküle aufnehmen. So läuft der Zyklus kontinuierlich und verarbeitet alle Acetyl-CoA-Reste aus der Glucose.

Die Ausbeute pro Glucose ist beeindruckend: 6CO₂ + 6NADH + 2ATP + 2FADH₂. Die meiste Energie steckt in den Reduktionsäquivalenten (NADH und FADH₂), die in der Atmungskette zu ATP umgewandelt werden.

Wichtig: Der Citratzyklus produziert hauptsächlich "Energiegutscheine" NADH/FADH2NADH/FADH₂, die erst später eingelöst werden!

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Atmungskette - Die ATP-Fabrik

Die Atmungskette an der inneren Mitochondrienmembran ist der absolute Höhepunkt der Zellatmung - hier entstehen 34 von 38 ATP! Die Proteinkomplexe I bis IV arbeiten wie eine perfekt koordinierte Maschinerie.

NADH und FADH₂ geben ihre Elektronen an die Proteinkomplexe ab, die sie wie in einer Kette weiterreichen. Bei jedem Schritt wird Energie frei, die genutzt wird, um H⁺-Ionen aus der Matrix in den Intermembranraum zu pumpen.

Am Ende nimmt Komplex IV die Elektronen und führt die Knallgasreaktion durch: O₂ + 4e⁻ + 4H⁺ → 2H₂O. Diese exergonische Reaktion liefert die Energie für den ganzen Prozess und erklärt, warum du Sauerstoff brauchst.

Visualisierung: Stell dir die Atmungskette wie ein Wasserfall vor - die Elektronen "fallen" von einem Niveau zum nächsten!

ZELLATMUNG
Zellplasma
2
Glukose-
Molekül
C6
Glucose
*
C₂
Pyruvat
GLYKOLYSE
H₂C-C-
Brenztraubensäure
NADH+H
H₂O
2 NAD
2 ADP + 2 P
2 ATP
2 NAD

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Mechanismus der ATP-Synthese

Der H⁺-Gradient zwischen Matrix und Intermembranraum ist wie ein gespannter Bogen voller potentieller Energie. Die Proteinkomplexe haben eine hohe Affinität zu Elektronen und pumpen dabei kontinuierlich Protonen nach außen.

Die Knallgasreaktion O2+4e+4H+H2OO₂ + 4e⁻ + 4H⁺ → H₂O ist stark exergonisch und wird energetisch mit der ATP-Synthese gekoppelt. Das ist das Geniale: Die Energie einer Reaktion treibt eine andere an.

Die H⁺-Ionen diffundieren mit dem Gradienten durch die ATP-Synthase zurück in die Matrix. Dabei dreht sich das Enzym wie eine Turbine und synthetisiert ATP aus ADP und Phosphat.

Analogie: Die ATP-Synthase funktioniert wie ein Wasserkraftwerk - der H⁺-Gradient ist der Wasserdruck!

ZELLATMUNG
Zellplasma
2
Glukose-
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C6
Glucose
*
C₂
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Regulation der Atmungskette

Die Atmungskette läuft nur unter bestimmten Bedingungen optimal - wie ein Motor, der die richtigen Betriebsbedingungen braucht. Reduktionsäquivalente NADH+H+undFADH2NADH + H⁺ und FADH₂ müssen ständig regeneriert werden, sonst stoppt der ganze Prozess.

Sauerstoff ist absolut essentiell als Elektronenakzeptor - ohne O₂ keine Atmungskette! Die H⁺-Ionen sorgen für einen niedrigen pH-Wert im Intermembranraum, was den Gradienten verstärkt.

Das saure Außenmilieu ist entscheidend für die ATP-Synthese - je größer der pH-Gradient, desto mehr ATP wird produziert. Deshalb ist die Regulation so fein abgestimmt auf die Bedürfnisse der Zelle.

Merksatz: Ohne Sauerstoff keine Atmungskette - deshalb stirbt man beim Ersticken!

Wir dachten, du würdest nie fragen...

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Stefan S

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Marcus B

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Sarah L

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Hans T

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