Zellatmung ist der Prozess, bei dem Organismen die biochemische Energie von Nährstoffen in ATP umwandeln. Dieser Prozess zerlegt Glukose in sechs Kohlendioxidmoleküle und zwölf Wassermoleküle. Die chemische Gesamtgleichung für die aerobe Atmung ist C₆h₁₂Ö₆ + 6O₂ + 6H₂O → 12H₂O + 6CO₂ + 36/38ATP und der chemische Gleichungen für die anaerobe Atmung sind C₆h₁₂Ö₆ → 2C₂h₅OH + 2CO2 + 2ATP (für Ethanol-Fermentation) und C₆h₁₂Ö₆ → 2C₃h₆Ö₃ + 2ATP (für Milchsäuregärung).

Die Zellatmung ist ein kataboler Prozess, bei dem große Moleküle in kleine Moleküle zerlegt werden. Die bei der Zellatmung freigesetzte Energie wird zur Synthese von ATP verwendet. Als Substrat für die Zellatmung können verschiedene Zucker, Aminosäuren und Fettsäuren verwendet werden.

Abgedeckte Schlüsselbereiche

1. Was ist Zellatmung? – Definition, Fakten, Typen 2. Was ist die chemische Gleichung für die Zellatmung? – Aerobe Atmung, anaerobe Atmung

Schlüsselbegriffe: Aerobe Atmung, anaerobe Atmung, ATP, Zellatmung, Glukose

Was ist Zellatmung

Die Zellatmung ist eine Reihe von chemischen Reaktionen, die am Abbau von Nährstoffen in Kohlendioxid und Wasser beteiligt sind, wodurch ATP entsteht. ATP ist die wichtigste Energiewährung der Zelle. Die Zellatmung findet in fast allen Organismen auf der Erde statt. Nährstoffe wie Kohlenhydrate, Proteine ​​und Fettsäuren werden in Glukose umgewandelt und bei der Zellatmung verwendet. Es gibt zwei Arten der Zellatmung, nämlich die aerobe Atmung und die anaerobe Atmung. Der letzte Elektronenakzeptor der aeroben Atmung ist molekularer Sauerstoff, der eine anorganische Verbindung bei der anaeroben Atmung ist. Der Gesamtprozess der Zellatmung ist in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1: Zellatmung

Was ist die chemische Gleichung für die Zellatmung?

Nachfolgend werden die chemischen Gleichungen für alle Arten der Zellatmung beschrieben.

Aerobe Atmung

Die aerobe Atmung ist die effizienteste Art der Zellatmung, die in Gegenwart von Sauerstoff stattfindet. Die drei Schritte der aeroben Atmung sind Glykolyse, Krebs-Zyklus und Elektronentransportkette.

1. Glykolyse

Die Glykolyse ist der erste Schritt der aeroben Atmung, der im Zytoplasma stattfindet. Bei der Glykolyse werden aus einem Glucosemolekül zwei Pyruvatmoleküle hergestellt. Die chemische Gleichung für die Glykolyse lautet:

Glukose + 2NAD⁺ 2Pi + 2ADP → 2Pyruvat + 2NADH + 2ATP + 2H⁺ + 2H₂O + Hitze

Diese Brenztraubensäuremoleküle reagieren mit Coenzym-A zu Acetyl-CoA.

Pyruvat + 2NAD⁺ + CoA → Acetyl-CoA + NADH + CO₂ + H⁺

2. Krebs-Zyklus

Acetyl-CoA wird während des Krebs-Zyklus vollständig in Kohlendioxid abgebaut.

Acetyl-CoA + 3NAD⁺ Q + BIP + Pi + 2H₂O → CoA-SH + 3NADH + 3H⁺ +QH₂ + GTP + 2CO₂

3. Elektronentransportkette

Coenzyme, die durch die obigen beiden Prozesse hergestellt werden, werden durch oxidative Phosphorylierung zurückreduziert. Die freigesetzte Energie wird in ATP gespeichert.

Die chemische Gesamtgleichung für die aerobe Atmung ist unten gezeigt.

C₆h₁₂Ö₆ + 6O₂ + 6H₂O → 12H₂O + 6CO₂ + 36/38ATP

Anaerobe Atmung

Anaerobe Atmung ist eine Art der Zellatmung, die ohne Sauerstoff abläuft. Die wichtigste Art der anaeroben Atmung ist die Fermentation. Es lassen sich zwei Arten der Gärung unterscheiden: Ethanolgärung und Milchsäuregärung. Die ersten Schritte beider Fermentationsmethoden sind die Glykolyse. Die ausgewogenen chemischen Gleichungen sowohl für die Ethanolfermentation als auch für die Milchsäurefermentation sind unten gezeigt.

Ethanol-Fermentation

C₆h₁₂Ö₆ → 2C₂h₅OH + 2CO2 + 2ATP

Milchsäuregärung

C₆h₁₂Ö₆ → 2C₃h₆Ö₃ + 2ATP

Abschluss

Bei der Zellatmung wird ein Glukosemolekül in sechs Kohlendioxidmoleküle und zwölf Wassermoleküle zerlegt. Die freigesetzte Energie wird zur Herstellung von ATP verwendet.

Referenz:

1. „Schritte der Zellatmung“. Khan-Akademie, hier erhältlich.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. „CellRespiration“ von RegisFrey – Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia