ZirkelschlagArbeitsblätter / Themen A–Z / Biologie
Zellatmung
Biologie · Klasse 8–9 · 6 Blätter · 75 Aufgaben
LehrplanHessen: Wechselwirkungen in Ökosystemen · bis Ende Jg. 9/10
Alles, was man braucht, um Zellatmung und Gärung zu unterscheiden und die zugehörigen Rechnungen zu lösen.
Worum es geht
Jede lebende Zelle braucht Energie. Sie gewinnt sie, indem sie Glucose abbaut und die Energie im Energieträger ATP speichert. Mit Sauerstoff geschieht das vollständig in den Mitochondrien: Das ist die Zellatmung. Ein Teil der Energie wird dabei als Wärme frei. Die äußere Atmung in der Lunge liefert nur den Sauerstoff und entfernt das Kohlenstoffdioxid. Fehlt Sauerstoff, bleibt der Zelle die Gärung. Sie liefert viel weniger ATP.
Die drei Wege im Vergleich
| Vorgang | Gleichung | Merkmale |
|---|---|---|
| Zellatmung (aerob) | Glucose + Sauerstoff → Kohlenstoffdioxid + Wasser; C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O | in Mitochondrien; etwa 30 bis 38 ATP pro Glucose |
| alkoholische Gärung (anaerob) | Glucose → Ethanol + Kohlenstoffdioxid | Hefe; 2 ATP pro Glucose; CO₂ lässt Teig aufgehen |
| Milchsäuregärung (anaerob) | Glucose → Milchsäure (Lactat) | Muskel bei Sauerstoffmangel; 2 ATP; kein CO₂ |
| Energiegehalt | 1 g Glucose liefert etwa 17 kJ | Fotosynthese ist die umgekehrte Summengleichung |
Beispiel, Schritt für Schritt
Aufgabe: Nimm an, die Zellatmung liefert 32 ATP pro Glucose, die Gärung 2 ATP. Wie viele Glucosemoleküle muss eine Zelle vergären, um so viel ATP zu gewinnen wie aus 5 Glucosemolekülen durch Zellatmung?
| Schritt | Rechnung | Warum |
|---|---|---|
| 1 · Ziel berechnen | 5 · 32 = 160 ATP | so viel ATP soll die Gärung ebenfalls liefern |
| 2 · Durch den Ertrag teilen | 160 : 2 = 80 Glucose | jedes vergorene Glucosemolekül bringt nur 2 ATP |
| 3 · Vergleichen | 80 : 5 = 16-mal so viel Glucose | die Gärung baut Glucose nur unvollständig ab |
| 4 · Deuten | Gärung ist nur eine Notlösung | sie hilft, wenn Sauerstoff fehlt, verbraucht aber viel Zucker |
Der typische Fehler
„Pflanzen atmen nicht, sie machen ja Fotosynthese.“ Das wirkt glaubwürdig, weil eine Pflanze im Licht insgesamt Sauerstoff abgibt und weil man Atmung mit der Lunge verbindet. Aber jede lebende Pflanzenzelle hat Mitochondrien und betreibt Zellatmung, Tag und Nacht. Im Licht überdeckt die Fotosynthese sie nur. Im Dunkeln geben Pflanzen Kohlenstoffdioxid ab, und keimende Erbsen erwärmen sich sogar durch ihre Zellatmung.
So prüfst du dein Ergebnis
Die 6er-Regel. Pro Glucose werden 6 O₂ verbraucht und 6 CO₂ gebildet. Für 10 Glucose müssen also 60 herauskommen, keine andere Zahl. Bei ATP-Vergleichen muss die Gärung immer mehr Glucose brauchen als die Zellatmung. Kommt weniger heraus, ist die Division vertauscht.