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Thema Zellatmung:

In der Schule haben wir gelernt, dass zuerst die Glykolyse, dann die Oxidative Decarboxylierung und dann der Citratzyklus stattfindet. Da ich unsicher bei dem Thema war, habe ich mir ein Simpleclub Video angeschaut. Als ich da dann soweit alles verstanden habe, ist mir aufgefallen, dass ihre Anordnung irgendwie anders ist.

Dort waren es zuerst Glykolyse, dann Citratzyklus und dann die oxidative Phosphorylierung.

Wo genau liegt der Unterschied und vor allem, ist eins der beiden falsch?

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Glykolyse, Citratzyklus und oxidative Phosphorylierung

Um den Unterschied zwischen Glykolyse, Citratzyklus und oxidativer Phosphorylierung sowie deren Anordnung im Prozess der Zellatmung zu verstehen, ist es wichtig, sich zunächst klarzumachen, dass beide Darstellungen in ihrer eigenen Weise korrekt sind. Es handelt sich nicht um eine Frage von richtig oder falsch, sondern vielmehr darum, wie der Gesamtprozess der zellulären Energiegewinnung (Zellatmung) strukturiert und beschrieben wird. Die Zellatmung kann in drei Hauptphasen unterteilt werden: Glykolyse, Citratzyklus und oxidative Phosphorylierung. Die oxidative Decarboxylierung kann als eine Brücke zwischen der Glykolyse und dem Citratzyklus betrachtet werden.

Glykolyse

Die Glykolyse ist der erste Schritt der Zellatmung, der im Zytoplasma der Zelle stattfindet. Bei diesem Prozess wird Glucose in zwei Moleküle Pyruvat umgewandelt. Hierbei werden Energie in Form von ATP (Adenosintriphosphat) und NADH (Nicotinamidadenindinukleotid) gewonnen. Die Glykolyse findet unabhängig von Sauerstoff statt und kann somit sowohl unter aeroben (mit Sauerstoff) als auch unter anaeroben Bedingungen (ohne Sauerstoff) ablaufen.

Oxidative Decarboxylierung

Nach der Glykolyse folgt die oxidative Decarboxylierung, bei der die entstandenen Pyruvat-Moleküle in das Mitochondrium transportiert und dort weiterverarbeitet werden. Hierbei wird Pyruvat zu Acetyl-Coenzym A (Acetyl-CoA) umgewandelt, wobei CO\(_2\) freigesetzt und NADH erzeugt wird. Dieser Schritt ist eine Vorbereitung für den Citratzyklus und findet nur unter aeroben Bedingungen statt.

Citratzyklus (Krebs-Zyklus)

Der Citratzyklus, auch Krebs-Zyklus genannt, ist ein zentraler Teil der Zellatmung, der im mitochondrialen Matrixraum stattfindet. Hier wird das Acetyl-CoA vollständig zu CO\(_2\) oxidiert. Der Zyklus liefert weitere Moleküle von ATP sowie Elektronenträger wie NADH und FADH\(_2\), die für die nächste Phase, die oxidative Phosphorylierung, entscheidend sind.

Oxidative Phosphorylierung

Die oxidative Phosphorylierung ist der letzte Schritt der Zellatmung, der an der inneren Membran des Mitochondriums stattfindet. Die Elektronen von NADH und FADH\(_2\), die in der Glykolyse, der oxidativen Decarboxylierung und im Citratzyklus erzeugt wurden, werden auf die Elektronentransportkette übertragen. Der Transport der Elektronen durch die Kette treibt den Prozess der ATP-Synthase an, der Wasser und große Mengen von ATP als Energiequelle für die Zelle erzeugt. Dieser Prozess ist stark davon abhängig, dass Sauerstoff als letzter Elektronenakzeptor fungiert.

Fazit

Die von dir angesprochenen Prozesse – Glykolyse, Citratzyklus und oxidative Phosphorylierung – bilden zusammen den Hauptpfad der aeroben Atmung. Die Verwirrung entsteht oft aus der vereinfachten Darstellung dieser komplexen Prozesse. Wichtig ist zu verstehen, dass die oxidative Decarboxylierung als Verbindung zwischen Glykolyse und Citratzyklus fungiert und die oxidative Phosphorylierung den Prozess abschließt, indem sie die von den vorherigen Schritten erzeugten Elektronenträger nutzt, um ATP zu erzeugen. Beide Darstellungen in deinem Unterricht und im Simpleclub Video sind korrekt; sie betonen lediglich verschiedene Aspekte der Zellatmung.
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