Zellatmung - Dissimilation

Die Zellatmung ist ein aerober Prozess, bei dem Glukose in Energie umgewandelt wird. Sie beginnt mit der Glykolyse im Cytoplasma und setzt sich in den Mitochondrien fort.

Definition: Die Zellatmung ist der Prozess, bei dem die durch Fotosynthese hergestellte Glukose in Energie umgewandelt wird.

Der Ablauf der Zellatmung gliedert sich in mehrere Schritte:

1. Glykolyse im Cytoplasma
2. Oxidative Decarboxylierung
3. Citratzyklus
4. Atmungskette

Highlight: Am Ende der Zellatmung sind aus Glukose und Sauerstoff Kohlenstoffdioxid, Wasser und Energie in Form von 38 ATP entstanden.

Die Glykolyse findet im Cytoplasma statt und spaltet Glukose in zwei Pyruvat-Moleküle. Dabei entstehen 2 ATP und 2 NADH+H+.

Vocabulary: Pyruvat ist das Endprodukt der Glykolyse und dient als Ausgangsstoff für die weiteren Schritte der Zellatmung.

Die oxidative Decarboxylierung und der Citratzyklus finden in den Mitochondrien statt. Hier wird das Pyruvat weiter abgebaut, wobei CO₂ freigesetzt und weitere Reduktionsäquivalente (NADH+H+ und FADH₂) gebildet werden.

Example: Im Citratzyklus wird das Kohlenstoffskelett schrittweise verändert, wobei Wasser eingebaut und als Wasserstoff wieder abgespalten wird.

Atmungskette und Gärung

Die Atmungskette ist der letzte Schritt der Zellatmung und findet in der inneren Mitochondrienmembran statt. Hier werden die Reduktionsäquivalente oxidiert und die Energie zur ATP-Synthese genutzt.

Highlight: In der Atmungskette entstehen 34 ATP, was den Großteil der Energieausbeute der Zellatmung ausmacht.

Die Gärung ist ein anaerober Prozess, der als Alternative zur Zellatmung dient, wenn kein Sauerstoff verfügbar ist. Es gibt zwei Arten der Gärung:

1. Milchsäuregärung: Das Endprodukt ist Lactat.
2. Alkoholische Gärung: Die Endprodukte sind Ethanol und CO₂.

Vocabulary: Anaerob bedeutet "ohne Sauerstoff". Die Gärung kann also auch in Abwesenheit von Sauerstoff ablaufen.

Example: Bei der alkoholischen Gärung wird Pyruvat zu Acetaldehyd und schließlich zu Ethanol umgewandelt. Diese Art der Gärung wird beispielsweise bei der Bierherstellung genutzt.

Die Energiebilanz der Gärung ist mit 2 ATP deutlich geringer als die der Zellatmung. Dennoch ist sie für viele Organismen und in bestimmten Situationen von großer Bedeutung.

Highlight: Der Vergleich zwischen Milchsäuregärung und alkoholischer Gärung zeigt, dass beide Prozesse zwar unterschiedliche Endprodukte haben, aber die gleiche Energieausbeute von 2 ATP liefern.