Fachliche Frage zur Zellatmung?
Ich schreibe in Kürze mein Abitur im Fach Biologie und mir sind einige Unstimmigkeiten hinsichtlich der Zellatmung aufgefallen, bei denen mir weder mein Lehrer noch jegliche Quellen im Internet oder in Fachbüchern helfen konnten. Falls sich jemand mit dieser Thematik auskennt, wäre ich für eine Antwort dankbar. Wer sich mit Zellbiologie nicht auskennt, kann mit meiner Frage wahrscheinlich recht wenig anfangen, da die Frage ziemlich ins Detail geht.
Also, mir sind ein paar Probleme hinsichtlich der Bilanzen und der Reaktionsgleichung aufgefallen. In den meisten Quellen wird immer davon gesprochen, dass in der Zellatmung 6 Wassermoleküle frei werden, dabei handelt es sich um die Nettogleichung.
In der Bruttogleichung wird oft davon gesprochen, dass sechs Wassermoleküle im Verlauf verbraucht werden und zwölf insgesamt entstehen, woraus sich die 6 Moleküle in der Nettogleichung ergeben. Aber wie kommen diese 6 und 12 Moleküle zustande.
In Folge der Reaktion mit der Enolase in der Glykolyse entstehen pro Glucosemolekül zwei H2O-Moleküle, außerdem entstehen in der Atmungskette insgesamt 12 H2O pro Glucose, da die sechs O2-Moleküle mit H+-Ionen und den 24 Elektronen aus dem zuvor entstandenen NADH+H* und FADH2 zu 12 Wasser reduziert werden. Also entstehen insgesamt 14 Wassermoleküle.
Auf der anderen Seite werden im Citratzyklus ingesamt 4 Wassermoleküle pro Glucose verbraucht.
Dies summiert sich also zu 10 (4 verbraucht, 14 entstanden) Wassermolekülen, was in der gesamten Reaktionsgleichung allein schon wegen des Massegesetzes keinen Sinn macht.
Also wie hängt das alles zusammen? Kann mir da irgendjemand weiterhelfen oder mich eventuell an Experten weiterleiten, an die ich mich wenden könnte?
2 Antworten
Hast du bedacht, dass im Citratzyklus bei der Reaktion von Citrat zu cis-Aconitat pro Umlauf auch ein H2O entsteht? Pro Glucosemolekül verbraucht der Citratzyklus vier H2O, es entstehen aber auch 2 H2O, sodass die Nettobilanz -2 H2O ist und nicht -4.
Okay, ist bei mir einige Zeit her, aber here we go:
- Nettogleichung: Pro Glucose entstehen am Ende 6 neue Wassermoleküle (C_6H_{12}O_6 + 6 O_2 \ -> 6 CO_2 + 6 H_2O). Das ist das Wichtigste fürs Abi.
- Woher kommt das Wasser? Der meiste Wasserstoff (H) aus der Glucose und der eingeatmete Sauerstoff (O_2) werden in der Atmungskette zu Wasser (H_2O) verbunden.
- Die Verwirrung mit 12 und 6 H₂O:
- In Detailrechnungen entstehen tatsächlich mehr als 6 H₂O (z.B. 12 H₂O in der Atmungskette).
- Gleichzeitig wird aber auch etwas Wasser in anderen Schritten verbraucht (z.B. 2 H₂O im Citratzyklus, die sich mit 2 H₂O aus der Glykolyse oft aufheben).
- Die Bruttogleichungen, die mehr Wasserverbrauch und -produktion zeigen, sind detaillierter, führen aber netto immer zu den 6 H₂O.
Einfach gesagt: Es gibt Zwischenschritte, wo Wasser verbraucht und mehr Wasser produziert wird, aber unterm Strich kommen 6 neue Wassermoleküle pro Glucose raus.