Teil 5: Atmung

Sobald die Pflanze die Zuckermoleküle produziert hat, die sie als Nahrung benötigt, muss sie über einen Mechanismus verfügen, mit dem sie diesen Zucker in Energie verwandeln kann. Dieser Prozess wird als Atmung bezeichnet und beruht auf dem Abbau von Zuckermolekülen, um die für die Prozesse der Pflanze benötigte Energie zu gewinnen. Der Atmungsprozess kann durch die folgende Gleichung zusammengefasst werden:

C6H12O6 (Glukose) + O2 à CO2 + H2O

Diese Gleichung zeigt, dass zusammen mit Sauerstoff Glukose abgebaut wird und daraus sowohl Kohlendioxid als auch Wasser entsteht. Die bei dieser Reaktion freigesetzte Energie wird in ATP-Molekülen gesammelt.

Wie die Photosynthese erscheint auch die Zusammenfassung der Atmung einfach, umfasst aber fünf verschiedene und komplexe Reaktionen.

Glykolyse: Zunächst wird das Glukosemolekül mit sechsfach Kohlenstoff in zwei Moleküle mit dreifach Kohlenstoff aus Pyruvat gespalten. Dieser Schritt erfolgt im Zytoplasma der Zelle.

Bildung von Acetyl-CoA: Anschließend wird jedes der neuen Pyruvatmoleküle in das Acetyl-Coenzym A (Acetyl-CoA) umgewandelt.

Citratzyklus: Das Acetyl-CoA gelangt nun in den Citratzyklus, ein Prozess, der acht sich wiederholende Schritte umfasst. In jedem Durchlauf des Citratzyklus werden viele energieführende Moleküle produziert. Erinnern Sie sich daran, dass jedes Glukosemolekül zwei Acetyl-CoA-Moleküle produziert, was wiederum zwei Durchläufe des Citratzyklus erfordern würde. Dieser Schritt erfolgt in den Mitochondrien der Zelle.

Elektronentransportkette: Die Elektronentransportkette tritt ebenfalls in den Mitochondrien der Zellen auf und funktioniert, indem sie die Energie aus dem Abbau von Zucker in Energie umwandelt, die die Zelle nutzen kann. Der Zweck der Elektronentransportkette besteht es, potentielle Energie zu erzeugen, die benötigt wird, um den letzten Schritt der Atmung zu steuern.

ATP-Synthase-Komplex: Der ATP-Synthase-Komplex befindet sich innerhalb der inneren Membran der Mitochondrien. Innerhalb des ATP-Synthase-Komplexes befindet sich ein Kanal, der es der potentiellen Energie in der Elektronentransportkette ermöglicht, Energie zu erzeugen, die von ATP-Molekülen eingeschlossen wird. In diesem Schritt wird der größte Teil der Energie aus dem ursprünglichen Glukosemolekül gewonnen.

Obwohl eine Pflanze für ihre Photosynthese Kohlendioxid verwendet und Sauerstoff produziert, verwendet sie später bei der Atmung wieder Sauerstoff und produziert wieder Kohlendioxid. Insgesamt produziert eine Pflanze mehr Sauerstoff und verbraucht mehr Kohlendioxid. Dies ermöglicht es Tieren und Menschen, nur Sauerstoff zu verwenden und Kohlendioxid zu produzieren.