Wozu genau braucht man Sauerstoff (Zellatmung)?
Hallöchen. Ich gehe in die 11. Klasse und Montag schreiben wir in Bio einen test über Zellatmung. Beim lernen habe ich mir die Frage gestellt, wozu genau wir Sauerstoff benötigen. Ich weiß, dass wir ohne Sauerstoff nicht überleben können, es durch die äußere Atmung aufgenommen wird und mit Glucose bei der inneren Atmung zu Co2 und H2o und Energie umgewandelt wird. Ich wundere mich nun, weil das CO2 stammt ja komplett aus der Glucose, genauso die gesamte Energie in Form von ATP. Erst beim letzten Schritt der Zellatmung, der AtmungsKette, reagiert der Sauerstoff mit den h+ Protonen zu Wasser... und das wars auch schon. Nach meiner Auffassung spielt der Sauerstoff keine größere Rolle. .. bloß zur wasserbildung... Die Energie für lebensprozesse stammt aus der Glucose, wozu dann der Sauerstoff? Die biooxidation müsste doch auch ohne Sauerstoff ablaufen, wodurch dann kein Wasser entsteht... Warum ist das Wasser so wichtig? Beeinflusst der Sauerstoff die Zellatmungs-Leistung? Weil er nimmt ja eigentlich keinen Einfluss auf den Umbau der Glucose.
Ich wäre für Experpertenantworten wirklich sehr dankbar, falls ich irgendetwas falsch verstanden habe, würde ich mich sehr freuen, wenn mich jemand berichtigt😊
3 Antworten
Hallo dustinytvyt,
Der Sauerstoff, also O2 wird in der Atmungskette durch den Komplex IV zu H2O reduziert. Dabei wird die Bindungsenergie zwischen den O2-Atomen von Komplex IV genutzt, um den von der ATP-Synthase benötigten Protonengradienten noch weiter aufzubauen. Es hat also eine wesentliche Funktion in der Atmungskette.
Schau Dir am besten dazu die Reaktionen der Atmungskette und die oxidative Phosphorylierung an.
Die ATP-Synthese in der Glykolyse ist eine sog. Substratkettenphosphorylierung. Das daraus entstehende Pyruvat ist quasi der Ursprung der Atmungskette (über Acetyl-CoA bis zur NAD-H-Synthese und somit der "Start" der Atmungskette). Das CO2 stammt nicht nur von der Glykolyse, sondern entsteht auch im Citratcyclus.
Wie bedeutend O2 für die Energiegewinnung ist, zeigt sich auch daran, dass in der "Energiebilanz der Glykolyse" unter anaeroben Bedinungen (ohne O2) aus 1 Molekül Glukose am Ende 2 Moleküle ATP gewonnen werden können.
Unter aeroben Bedingungen (O2 vorhanden) Ist die Energiebilanz um das 17fache effizienter: aus 1 Molekül Glukose können 34 Moleküle ATP gewonnen werden.
Diese Stichworte sollten erstmal reichen, um Dich in die richtige Richtung zu lenken.
Gruß,
MedIudex
Der Sauerstoff dient in der Atmungskette im letzten Schritt als Elektronenakzeptor, er nimmt das Elektron auf dessen Energie vorher genutzt wurde um Protonen im Mitochondrium von der Matrix in den Intermembranraum zu pumpen. Dabei entsteht dann Wasser 1/2O2 + 2H + 2e -> H2O
Weil dadurch im Intermembranraum ein überfluss an H+ entsteht "fließen" diesen dann entlang des Konzentrationsgradienten durch die ATP Synthase, in die Matrix, diese (mechanische) Energie nutzt um ATP herzustellen.
Der Zucker ist in anderen Schritten davor nötig: Glykolyse und Citratzyklus die Substrate für die Zellatmung liefern, bzw bei der Glykolyse entstehen auch "nur" 2 ATP.
Bei der Wasserbildung, sie ist eine kontrollierte Knallgasreaktion, wird doch erhebliche Energie freigesetzt. diese Energie bindet sich an ATP und NAD. Würde diese Energie ausbleiben, würden alle Stoffwechselprozesse zum Erliegen kommen. Es wäre bei Fehlen von Sauerstoff nur eine Glykolyse möglich, dabei entsteht allerdings nur sehr wenig ATP, also in keinster Weise ausreichend, um menschliches Leben aufrecht zu erhalten.
Naklar, manchmal sieht man den Wald vor lauter Bäumen nicht😂😂 dankeschön, in meinem Buch steht auch noch, dass ja 34 ATP bei der AtmungsKette entstehen... So viel zum Thema "Die gesamte Energie stammt komplett aus der glucose" 😂 danke!
Die freigesetzte Energie wird aber nicht direkt für die Produktion bzw. Regenerierung von ATP verwendet. Durch den Elektronentransport in der Membran kann elektrochemischer Gradient aufgebaut werden, der folglich die ATPase antreibt beim Ausgleich.