Photosynthese und Zellatmung sind nicht einfach „Gegenteile“ – sie sind voneinander abhängige Stoffwechselwege, die den Energiekreislauf des Lebens auf der Erde bilden.
Photosynthese (in Pflanzen, Algen, Cyanobakterien)
Gleichung: 6CO₂ + 6H₂O + Lichtenergie → C₆H₁₂O₆ + 6O₂
- Ort: Chloroplasten
- Energiequelle: Sonnenlicht (Photonen)
- Wichtige Stadien: Lichtabhängige Reaktionen (ATP, NADPH, O₂) → Calvin-Zyklus (Kohlenstofffixierung zu Glukose)
- Ausgaben: Glukose (Energiespeicher), O₂ (atmosphärische Freisetzung)
Zellatmung (in fast allen Organismen)
Gleichung: C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + ATP (≈30–32 pro Glukose)
- Ort: Zytoplasma (Glykolyse) → Mitochondrien (Citratzyklus, oxidativer Phosphorylierung)
- Energieausbeute: ATP für zelluläre Arbeit
- Wichtige Stadien: Glykolyse → Pyruvat-Oxidation → Citratzyklus → Elektronentransportkette
- Ausgaben: CO₂, H₂O, ATP, Wärme
Kritische Interdependenz
- Photosynthese produziert das O₂ und die Glukose, die die Atmung verbraucht
- Atmung produziert das CO₂ und H₂O, die die Photosynthese verbraucht
- Pflanzen führen beide aus: Photosynthese bei Tag, Atmung kontinuierlich
- Globale Kohlenstoff-/Sauerstoffkreisläufe hängen von diesem Gleichgewicht ab
Wichtige Unterschiede
| Aspekt | Photosynthese | Atmung |
|---|
| Energiefluss | Endergon (speichert Energie) | Exergon (gibt Energie frei) |
| Elektronenfluss | H₂O → NADPH → CO₂ | Glukose → NADH/FADH₂ → O₂ |
| Organellen | Chloroplasten | Mitochondrien |
| Tritt auf in | Photoautotrophen | Fast allen Zellen |
Zusammen erhalten diese Prozesse die Energieökonomie der Biosphäre.
