Zelluläre Energie und Stoffwechsel: Glykolyse, Atmung und Photosynthese

Der Aerobe Stoffwechselweg

Nach der Glykolyse folgen zwei Hauptetappen der aeroben Atmung:

Der Citratzyklus (Krebs-Zyklus)

Dieser Stoffwechselweg findet in den Mitochondrien statt. Eine Verbindung, die aus zwei Kohlenstoffatomen gebildet wird, wird zu Kohlendioxid abgebaut. Die dabei freigesetzte Energie wird in ATP gespeichert.

Die Atmungskette

Dieser Prozess findet ebenfalls in den Mitochondrien statt. Die durch Glucose freigesetzte Energie wird genutzt, um ATP-Moleküle zu synthetisieren. Sauerstoff dient als letzter Elektronenakzeptor und wird dabei zu Wasser reduziert.

Zellorganellen und ihre Funktionen

Chloroplasten

Chloroplasten sind Zellorganellen in eukaryotischen Organismen, die für die Durchführung der Photosynthese verantwortlich sind.

Mitochondrien

Mitochondrien sind membranöse Organellen in den meisten eukaryotischen Zellen. Sie werden oft als „Kraftwerke“ der Zelle bezeichnet, da sie den Großteil des Adenosintriphosphats (ATP) produzieren, das als chemische Energiequelle dient.

Glykolyse

Die Glykolyse ist der Stoffwechselweg, der für die Oxidation von Glucose (oder die Gärung) verantwortlich ist, um Energie für die Zelle nutzbar zu machen.

Arten von Photosynthetischen Pigmenten

• Xanthophylle

  Xanthophylle sind pigmentierte Verbindungen, die ebenfalls an der Photosynthese beteiligt sind. Diese Pigmente sind oxidationsbeständiger als Chlorophylle und verleihen Blättern braun-gelbe Töne, besonders bei getrockneten Blättern.

• Carotinoide

  Carotinoide sind organische Pigmente, die natürlicherweise in Pflanzen und anderen photosynthetischen Organismen wie Algen, einigen Pilzarten und Bakterien vorkommen.

Wichtige Stoffwechselzyklen

Der Citratzyklus (Krebs-Zyklus)

Der Citratzyklus ist ein Stoffwechselweg, d. h. eine Abfolge chemischer Reaktionen, die Teil der Zellatmung in allen aeroben Zellen ist.

Der Kohlenstoffkreislauf

Der Kohlenstoffkreislauf ist essenziell für die Bildung von Kohlenhydraten, Lipiden, Proteinen und Nukleinsäuren, da alle organischen Moleküle durch Kohlenstoffketten miteinander verbunden sind.

Stoffflüsse

Regulierung der Übertragung von Kohlenstoff zwischen Atmosphäre und Lithosphäre.

Der ATP-ADP-Zyklus

Die Energie aus ATP wird von der Zelle für verschiedene Prozesse genutzt, darunter:

• Synthese von Molekülen
• Muskelkontraktion
• Aktiver Transport
• Neurale Übertragung

Dies umfasst mechanische Arbeit, elektrischen aktiven Transport und andere Formen der zellulären Arbeit.

Chemische Reaktionen und Energie

Was ist eine endergone Reaktion?

Endergone Reaktionen sind solche, die keine Wärme an die Umgebung abgeben, sondern Energie (Wärme) aus der Umgebung aufnehmen.

Was ist eine exergone Reaktion?

Exergone Reaktionen sind solche, die Wärme an die Umgebung abgeben.

Was ist die Aktivierungsenergie?

Chemische Reaktionen lassen sich in zwei Teile unterteilen: die Edukte (Ausgangsstoffe) und die Produkte. Damit die Edukte reagieren und sich in Produkte umwandeln können, benötigen sie eine bestimmte Energiemenge, um die Reaktion zu starten. Diese benötigte Energie zur Umwandlung wird als Aktivierungsenergie bezeichnet.