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ATP Gesamtrespiration

Gesamtausbeute der Zellatmung: ATP = 30 · nglc. Pro Glukose entstehen rund 30–32 ATP (Durchschnitt 30) aus Glykolyse, Citratzyklus und Atmungskette.

01 · Eingabe

ATP Gesamtrespiration berechnen

Gesamtausbeute der Zellatmung: ATP = 30 · nglc. Pro Glukose entstehen rund 30–32 ATP (Durchschnitt 30) aus Glykolyse, Citratzyklus und Atmungskette.

Lösen für

ATP = 30 · nglc

nglc Mol Glukose

mol

Worum geht es?

Die Zellatmung verbindet Glykolyse, Pyruvat-Dehydrogenase, Citratzyklus und Atmungskette. Pro Glukose werden insgesamt rund 30–32 ATP gebildet — der Wert hängt vom Shuttle-Mechanismus für cytosolisches NADH ab (Malat-Aspartat-Shuttle: 32; Glycerol-3-Phosphat-Shuttle: 30).

Als Lehrbuchwert wird häufig 30 ATP pro Glukose verwendet; ältere Quellen geben noch 36–38 ATP an, neuere Schätzungen liegen niedriger.

Die Formel

Formel ATP Gesamtrespiration

ATP = 30 · nglc

Umstellung:
    nglc = ATP / 30

Die Variablen

Symbol	Bedeutung	Einheit	Erklärung
ATP	Gesamt-ATP	mol	Vollständige Ausbeute der Zellatmung.
nglc	Mol Glukose	mol	Eingesetzte Glukose.

Bilanz pro Glukose

Etappe	ATP-Beitrag
Glykolyse (Substratphosphor.)	2 ATP
Glykolyse (2 NADH, via Shuttle)	3–5 ATP
Pyruvat → Acetyl-CoA (2 NADH)	5 ATP
Citratzyklus (Substratphosphor.)	2 ATP
Citratzyklus (6 NADH, 2 FADH₂)	18 ATP
Gesamt	≈ 30–32 ATP

Minimal-Beispiel

Vollständige Veratmung von 2 mol Glukose:

Rechnung Beispiel

ATP = 30 · nglc
    = 30 · 2 mol
    = 60 mol ATP

Praxis-Beispiele

Beispiel 1 — Tagesumsatz an Glukose

Bei vollständiger aerober Verwertung von 0,5 mol Glukose (≈ 90 g):

Rechnung Tag

ATP = 30 · 0,5 mol
    = 15 mol ATP

Beispiel 2 — Vergleich mit anaerober Glykolyse

Aerob werden pro Glukose ~30 ATP gewonnen, anaerob (Glykolyse allein) nur 2 ATP — Faktor 15.

Rechnung Vergleich

aerob   : ATP = 30 · 1 = 30 mol
anaerob : ATP =  2 · 1 =  2 mol
Verhältnis: 30 / 2 = 15

Beispiel 3 — Rückrechnung Glukose

Eine Zelle hat 90 mol ATP aus vollständiger Zellatmung gewonnen.

Rechnung Stoffmenge

nglc = ATP / 30
     = 90 / 30
     = 3 mol Glukose