Damit Pflanzen und Tiere am Leben bleiben können, ist ein aktiver Stoffwechsel nötig. Was dabei schrittweise abläuft, ist oft sehr kompliziert. Prozesse wie die Zellatmung werden daher erst in der Oberstufe oder im Studium behandelt.

Die Zellatmung allgemein

Man unterscheidet beim Stoffwechsel die Assimilation und Dissimilation. Die Zellatmung gehört in die zweite Gruppe.
Hierbei dienen energiereiche und organische Stoffe als Ausgangsstoffe. Unter der Aufnahme von Sauerstoff werden sie abgebaut. Am Ende bleiben energiearme und anorganische Stoffe zurück.
Sowohl Pflanzen als auch alle Tierarten (inklusive des Menschen) sind zur Zellatmung fähig. Ferner gibt es Bakterien, die diese Form der Dissimilation betreiben.

Schritt 1 - die Glycolyse

Beim schrittweisen Verlauf der Zellatmung beginnt die Dissimilation immer mit der Glycolyse.
Dabei wird Einfachzucker direkt im Plasma zerlegt. Der Vorgang im Detail ist allerdings sehr komplex.

Am Ende liegt als Zwischenprodukt Brenztraubensäure vor. Da auch eine Oxidation abläuft und es zur sogenannten Decarboxylierung kommt, bildet sich zudem ein Adehydrest.

Schritt 2 - schrittweiser Abbau im Zitronensäurezyklus

In der Mitochondrienmatrix wird der Adehydrest aus dem ersten Schritt nun mit Zitronensäure verbunden.
In mehrfachen Schritten läuft erneut eine Decarboxylierung ab, sodass CO2 entsteht.
Ferner wird hier eine Dehydrierung durchlaufen, damit das gewonnene Wasser angelagert werden kann.

Schritt 3 - was bei der Atmungskette abläuft

Der letzte Teilschritt wird Atmungskette genannt.
Aus den vorangegangenen Schritten sind Wasserstoffatome übrig geblieben. Diese werden nun schrittweise von ihrem höheren Energieniveau auf ein niedrigeres gebracht.
Auch hierbei wird Energie freigesetzt. Der komplette Ablauf der Zellatmung lässt sich am Ende mit folgender Formel ausdrücken: C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2 ? 6 CO2 + 12 H2O
Mit Worten: Aus einem Molekül Glucose werden dank sechs Molekülen Wasser und sechs Molekülen Sauerstoff als Oxidationsmittel schrittweise sechs Moleküle Kohlenstoffdioxid und zwölf Moleküle Wasser.


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