Ernährung Von Zellen
Hier wird die Ernährung von Zellen erklärt.
Ernährungstypen – Ernährungsweisen
Energiequelle
| Energiegewinnung über Photosynthese | phototroph |
| Energiegewinnung über Redoxreaktionen anorganischer Verbindungen | chemotroph |
| Energiegewinnung über Redoxreaktionen organischer Verbindungen (Atmung / Gärung) | chemotroph |
Kohlenstoffquelle
| Herkunft des Zellkohlenstoffes durch Fixierung von Kohlendioxid (anorganische Verbindung) | c-autotroph |
| Bezug des Zellkohlenstoffes aus organischen Verbindungen (beim Mensch: Nahrung) | c-heterotroph |
Wasserstoffdonator
| Verwendung anorganischer H-Donatoren
(Elektronendonator) (H2, S, Co, ...) (bei Pflanzen: Wasser) |
lithotroph |
| Verwertung von organischen H-Donatoren (beim Mensch: Glucose aus der Nahrung) |
organotroph |
Wasserstoffakzeptor (Wasserstoff muss ausgeschieden / abgegeben werden)
| externer terminaler H-Akzeptor (Elektronen- akzeptor) ist Sauerstoff | aerob |
| externer terminaler H-Akzeptor ist “gebundener Sauerstoff“ (Nitrat, Sulfat, Carbonat usw.) | „anaerobe“ Atmung |
| ohne externen terminalen H-Akzeptor
(Zwischenprodukte des Substratabbaus) (z. B. Milchsäurebakterien, Hefe, also zur Mikroorganismen) |
anaerob |
Ergänzungsstoffe
| Aminosäuren, Purine, Pyrimidine, ungesättigte Fettsäuren, Vitamine | auxotroph |
| Suppline werden nicht benötigt | prototroph |
terminal: viele Zwischenreaktionen; erst am Ende ist es Sauerstoff
extern: Sauerstoff muss von außen aufgenommen werden
Strategien des Energiestoffwechsels
Atmung:
- dient der ATP-Regenerierung
- externer terminaler Elektronenakzeptor ist Sauerstoff
- externe terminale Elektronenakzeptoren sind Stoffe, die alternativ zum Sauerstoff verwendet werden können
- Energiequelle ist ein energiereiches Substrat (z. B. Glucose)
- Endprodukte sind Wasser und Kohlendioxid
- Atmungsprozesse finden membrangebunden statt (innere Mitochondrienmembran oder Cytoplasmamembran)
- hohe Energieausbeute
Die Atmung ist ein membrangebundener Prozess der ATP-Regenerierung. Benötigt werden energiereiche organische Verbindungen, die von anderen Lebewesen produziert wurden und externe terminale Elektronenakzeptoren. Gebildet und ausgeschieden werden Wasser und Kohlendioxid.
Gärung:
- dient der ATP-Regenerierung
- interner Elektronenakzeptor wird aus Zwischenprodukten des Substratabbaus gebildet (z. B. Pyruvat)
- Energiequelle ist organisches Substrat
- Endprodukt ist noch energiereich
- Gärungen finden im Cytoplasma statt
- Energieausbeute ist viel geringer als bei der Atmung
Die Gärungen dienen der ATP-Regenerierung und werden nach dem vorherrschenden oder charakteristischen Endprodukt benannt. Bei geringer Energieausbeute werden noch energiereiche Endprodukte gebildet, die aus vorher aufgenommenen energiereichem Substrat gebildet und mittels selbst hergestellter Elektronenakzeptoren ausgeschieden werden.
Photosynthese:
- dient dem Aufbau von Energieäquivalenten (ATP) und dem Aufbau von Reduktionsäquivalenten (NAD(P)H.H) (Lichtreaktion)
- Wasserstoffakzeptor ist NAD(P) + Kohlendioxid
- Energiequelle ist die Sonnenenergie
- benötigte Ausgangsstoffe sind Wasser und Kohlendioxid
- produzierte Endstoffe sind energiereiche organische Stoffe und Sauerstoff
- die ATP-Regenerierung findet nur membrangebunden statt (innere Chloroplastenmembran oder Cytoplasmamembran)
- hohe Energieausbeute
Die Photosynthese ist ein membrangebundener und lichtabhängiger Vorgang. Die Ausgangsstoffe sind Wasser sowie Kohlendioxid und die produzierten Endprodukte sind energiereiche organische Stoffe und Sauerstoff.