Atmungskette und Gesamtbilanz der Zellatmung

Die Atmungskette ist der letzte Schritt der Zellatmung und findet in der inneren Mitochondrienmembran statt. Hier wird die in den Reduktionsäquivalenten (NADH und FADH2) gespeicherte Energie zur ATP-Synthese genutzt.

Definition: Die Atmungskette ist eine Reihe von Elektronentransportprozessen, bei denen Elektronen von NADH und FADH2 über verschiedene Komplexe auf Sauerstoff übertragen werden, wobei ein Protonengradient aufgebaut wird.

Die Atmungskette besteht aus vier Hauptkomplexen und der ATP-Synthase:

1. Komplex I: Oxidation von NADH zu NAD+ und Protonentransport
2. Komplex II: Oxidation von FADH2 zu FAD (kein Protonentransport)
3. Komplex III: Protonentransport
4. Komplex IV: Protonentransport und Übertragung von Elektronen auf Sauerstoff
5. ATP-Synthase: Nutzung des Protonengradienten zur ATP-Produktion

Highlight: Der durch die Atmungskette aufgebaute Protonengradient treibt die ATP-Synthase an, die ADP und Phosphat zu ATP verbindet.

Die Gesamtbilanz der Atmungskette lautet: 10 NADH+H+ + 2 FADH2 + 34 ADP + P + O2 → 34 ATP + 12 H2O + 10 NAD+ + 2 FAD

Vocabulary: Ubichinon und Cytochrom C sind bewegliche Elektronenüberträger in der Atmungskette.

Die Gesamtbilanz der Zellatmung zeigt die beeindruckende Energieausbeute dieses Prozesses. Aus einem Glucose-Molekül werden insgesamt 38 ATP-Moleküle gewonnen, was die Effizienz der Zellatmung unterstreicht.

Example: In der Glykolyse werden 2 ATP produziert, im Citratzyklus 2 ATP, und in der Atmungskette werden die restlichen 34 ATP erzeugt, was die Bedeutung der Atmungskette für die Energiegewinnung verdeutlicht.

Die Zellatmung ist somit ein komplexer, aber äußerst effizienter Prozess zur Energiegewinnung in Zellen, der es Organismen ermöglicht, die in der Nahrung gespeicherte chemische Energie optimal zu nutzen.

Citric Acid Cycle

The fourth page details the citric acid cycle, also known as the Krebs cycle, which occurs in the mitochondrial matrix. This cycle is central to cellular energy production.

Definition: The Citratzyklus Funktion is to completely oxidize acetyl-CoA while generating energy-rich molecules.

Highlight: The Citratzyklus Produkte include NADH, FADH2, and ATP.

Example: The cycle involves eight steps, each catalyzed by specific enzymes.

Electron Transport Chain

The fifth page explains the electron transport chain, the final stage of cellular respiration occurring in the inner mitochondrial membrane.

Definition: The electron transport chain uses the energy from NADH and FADH2 to generate ATP through chemiosmosis.

Highlight: The process involves four major protein complexes and generates the majority of ATP in cellular respiration.

Example: The final step involves ATP synthase using the proton gradient to generate ATP from ADP and phosphate.