Atmungskette und Energiebilanz der Zellatmung

Die Atmungskette ist der letzte und energiereichste Schritt der Zellatmung. Sie findet in der inneren Mitochondrienmembran statt.

Ablauf der Atmungskette

1. Am ersten Enzymkomplex werden pro NADH+H⁺ jeweils 2 Elektronen und 2 Protonen freigesetzt.
2. Die Elektronen wandern über die Elektronentransportkette.
3. Gleichzeitig werden Protonen aus der Mitochondrienmatrix in den Intermembranraum gepumpt.
4. Am vierten Enzymkomplex reagieren die Elektronen mit Protonen und Sauerstoff zu Wasser.
5. Der entstandene Protonengradient treibt die ATP-Synthase an, die ATP produziert.

Highlight: Die Atmungskette ist der Hauptort der ATP-Produktion in der Zelle.

Die Reaktionsgleichung der Atmungskette lautet: 10NADH + 10H⁺ + 2FADH₂ + 6O₂ + 34ADP + 34P → 10NAD⁺ + 2FAD + 34ATP + 12H₂O

Gärung als alternativer Weg

Unter anaeroben Bedingungen kann die Zelle auf Gärungsprozesse zurückgreifen:

1. Alkoholische Gärung: C₆H₁₂O₆ → 2CH₃CH₂OH + 2CO₂
2. Milchsäuregärung: C₆H₁₂O₆ → 2CH₃CHOHCOOH

Example: Alkoholische Gärung findet bei der Bier- und Weinherstellung statt, während Milchsäuregärung bei der Produktion von Käse, Quark und Sauerkraut eine Rolle spielt.

Die Gärung ermöglicht es der Zelle, auch ohne Sauerstoff ATP zu produzieren, allerdings in geringeren Mengen als bei der aeroben Atmung.

Vocabulary: Anaerob bedeutet "ohne Sauerstoff".

Die Gesamtbilanz der Zellatmung zeigt, dass aus einem Glucose-Molekül theoretisch bis zu 38 ATP gewonnen werden können, in der Praxis sind es aufgrund von Verlusten eher 30-32 ATP.