Menschen und Tiere k\u00f6nnen keine eigene Energie produzieren. Sie nehmen daher die energiereichen Verbindungen aus pflanzlicher oder tierischer Nahrung auf. Diese Nahrung wird zerlegt um die so freiwerdende Energie nutzen zu k\u00f6nnen. Auch Pflanzen zerlegen eigens produzierte energiereiche Verbindungen wieder. Die dabei freiwerdende Energie wird f\u00fcr Stoffwechselreaktionen genutzt. Bei dieser Zerlegung von energiereichen organischen Stoffen zu energiearmen Stoffen wird von der Zellatmung gesprochen. <\/p>\n
Die Zellatmung l\u00e4sst sich in drei verschiedene Prozesse unterteilen: <\/p>\n
Ziel dieser ganzen Prozesse ist, aus einer energiereichen Verbindung den Energietr\u00e4ger ATP herzustellen. Dabei wird die energiereiche Verbindung zu einer energiearmen Verbindung abgebaut. Energiereiche Verbindungen werden von Pflanzen selbst produziert und von Menschen oder Tieren durch die Nahrung aufgenommen und durch Verdauung zerlegt.<\/p>\n
Bei der Glykolyse wird der Ausgangsstoff der Zellatmung, ein Glucose-Molek\u00fcl, zu Brenztraubens\u00e4ure (BTS) abgebaut. Dieser Vorgang findet im Zytoplasma von tierischen oder pflanzlichen Zellen statt. Zun\u00e4chst wird das Glucose-Molek\u00fcl (C6H12O6) unter Verbrauch von Energie zu zwei C3-Molek\u00fclen, den 3-Phosphoglycerinaldehyd-Molek\u00fclen, abgebaut. Diese beiden Molek\u00fcle werden dann oxidiert und geben Elektronen auf das Oxidationsmittel NAD+ ab, wodurch dieses zum Reduktionsmittel NADH\/H+ wird. Au\u00dferdem entstehen dabei zwei Molek\u00fcle ATP. Bei der Glykolyse entstehen also zwei Molek\u00fcle Brenztraubens\u00e4ure, zwei Molek\u00fcle NADH\/H+ und zwei Molek\u00fcle ATP.<\/p>\n
Steht einem Organismus Sauerstoff zur Verf\u00fcgung, wird dieser im Zuge des Citrat-Zyklus genutzt, um die Brenztraubens\u00e4ure vollst\u00e4ndig abzubauen und auf diese Weise m\u00f6glichst viel Energie zu gewinnen. Der Citrat-Zyklus und auch die darauffolgende Atmungskette finden in den Mitochondrien der Zellen statt. Zu Beginn wird von den Brenztraubens\u00e4ure-Molek\u00fclen Kohlenstoffdioxid abgespalten, wodurch das Kohlenstoffger\u00fcst des Molek\u00fcls abgebaut wird. Dabei wird CO2 als Abfallprodukt frei und es entstehen neue Reduktionsmittel in Form von NADH\/H+. Die C2-Molek\u00fcle8 werden dann an C4-Akzeptormolek\u00fcle gebunden und die Abspaltung von CO2 findet weitere zwei Mal statt. Dabei wird au\u00dferdem ATP gebildet. Danach findet die Regeneration der Akzeptormolek\u00fcle statt, wobei erneut Reduktionsmittel in Form von NADH\/H+ und auch in Form von FADH2 entstehen. Die Bilanz aus dem Citrat-Zyklus sind also 6 Molek\u00fcle CO2, zwei Molek\u00fcle ATP, 8 Molek\u00fcle NADH\/H+ und 2 Molek\u00fcle FADH2.<\/p>\n
Bei der Atmungskette, oder auch Endoxidation, werden alle bisher entstandenen Reduktionsmittel mithilfe von Sauerstoff (als Elektronenakzeptor) oxidiert, wodurch Wasser abgespalten wird und ATP als Energietr\u00e4ger entsteht. Die freiwerdende Reaktionsenergie bei der Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser wird dabei stufenweise frei, sodass die ATP-Molek\u00fcle aufgebaut werden k\u00f6nnen.<\/p>\n
Die Reduktionsmittel NADH\/H+ und FADH2 geben Wasserstoff (H) an sogenannte Redoxsysteme in der inneren Mitochondrienmembran ab, die nebeneinander angeordnet sind. Sie \u00fcbertragen entweder Wasserstoff oder geben Elektronen weiter. Bei jeder dieser \u00dcbertragungen wird ATP gebildet. Am Ende werden Elektronen auf Sauerstoffmolek\u00fcle \u00fcbertragen, die wiederum mit Wasserstoffionen zu Wasser reagieren. Bei der Atmungskette entstehen dabei insgesamt 34 Molek\u00fcle ATP.<\/p>\n
In der Gesamtbilanz der Zellatmung ergibt sich aus einem Molek\u00fcl Glucose also 38 ATP bei dem sogenannten aeroben Abbau. Steht einem Organismus kein Sauerstoff zur Verf\u00fcgung, l\u00e4uft nur die Glykolyse ab, an die sich die anaerobe G\u00e4rung anschlie\u00dft. Dieser Prozess der Energiegewinnung ist wesentlich ineffizienter, weshalb die meisten Lebewesen, wenn m\u00f6glich, Sauerstoff bei der Energiegewinnung als Elektronenakzeptor verwenden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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