Biologievorlesung: Zellatmung und Energiebereitstellung

Einleitung

• Jan gewinnt einen Wettlauf durch einen Energieschub.
• Die Energie kommt von ATP, das durch Zellatmung gewonnen wird.

Zellatmung

• Definition: Abbau energiereicher organischer Verbindungen (z.B. Glucose) unter Sauerstoffverbrauch.
• Ziel: Gewinnung von Energie in Form von ATP.
• Begriff: Aerobe Dissimilation (Stoffabbau mit Sauerstoff).

Chemische Reaktion

• Ausgangsstoffe: Glucose + Sauerstoff
• Produkte: Kohlendioxid (CO2) + Wasser
• Prozess: Glucose wird oxidiert, d.h., Kohlenstoff gibt Wasserstoff ab und nimmt Sauerstoff auf.

Elektronentransporter

• Funktion: Nehmen Elektronen auf und transportieren sie
• Beispiele: NAD⁺, FAD
• Elektronen stecken im Wasserstoff, der als "Auto" der Elektronen dient.

Teilprozesse der Zellatmung

1. Glykolyse

   • Ort: Zellplasma
   • Abbau von Glucose zu Pyruvat
   • Bildung von ATP und NADH

2. Oxidative Decarboxylierung

   • Pyruvat wandert in Mitochondrien
   • Reaktion zu Acetyl-CoA
   • Freisetzung von CO2 und Bildung von NADH

3. Citratzyklus (Krebszyklus)

   • Abbau von Acetyl-CoA zu CO2 und Wasser
   • Bildung von ATP, NADH, und FADH2

4. Atmungskette

   • Enzyme in der mitochondrialen Membran (Redoxsysteme)
   • Elektronentransport und ATP-Bildung (28 ATP)
   • Elektronen reagieren am Ende mit Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser

Zusammenfassung

• Zellatmung ist eine aerobe Dissimilation.
• Glucose und Sauerstoff werden zu CO2 und Wasser.
• Insgesamt werden 32 ATP pro Glucosemolekül gebildet:
  • 2 ATP aus Glykolyse
  • 2 ATP aus Citratzyklus
  • 28 ATP aus Atmungskette

Fazit

• ATP versorgt den Körper mit Energie für alle Lebensvorgänge.
• Diese Prozesse erklären, warum Jan genügend Energie für seinen Sprint hatte.