Ein Unterrichtsvorhaben des GK Biologie (Jgst. 11) am GAT

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1 Ein Unterrichtsvorhaben des GK Biologie (Jgst. 11) am GAT
Biogas Ein Unterrichtsvorhaben des GK Biologie (Jgst. 11) am GAT

2 Heterotrophie ohne O2 ? Bei der Zellatmung wird der größte Teil der Energie in der Atmungskette frei: Reduktion von O2 zu H2O Hier werden die meisten ATP-Moleküle gebildet. Was machen heterotrophe Organismen ohne O2? Atmungskette mit O2-Reduktion:

3 Gärungen Hefe kann unter Luftabschluss Alkohol aus Glukose herstellen: C6H12O6 → 2 H3C-COOH + 2 CO2 Milchsäuregärung: C6H12O6 → 2 H3CHOH-COOH Essigsäuregärung: C6H12O6 → 3 H3C-COOH Bei Gärungen gibt es keinen externen Elektronenakzeptor. Die Atmungskette wird nicht durchlaufen.

4 Anaerobe Atmung Nitratatmung: 2 (NO3ˉ + H+ + 5 eˉ + 5 H+) → N2 + 6 H2O
Bei der aneroben Atmung werden die Elektronen nicht auf O2 übertragen, sondern alternative Elektronenakzeptoren verwendet: Nitratatmung: 2 (NO3ˉ + H+ + 5 eˉ + 5 H+) → N2 + 6 H2O Sulfatatmung: SO42ˉ + 2H+ + 8 eˉ + 8 H+ → H2S + 4 H2O Methanogenese: CO2 als Elektronenakzeptor: 4 H2 + CO2 → CH4 + 2 H2O

5 Methanogenese Methan steht bei den anaeroben Abbauprozessen organischer Substanz am Ende der Kette. Hier ist keine weitere Energieausbeute ohne Sauerstoff möglich. (Vorausgesetzt Sulfat und Nitrat liegen nur in sehr geringen Konzentrationen vor.)

6 Methan und seine Bezüge
Biogasanlagen: Gezielter Einsatz von Mikroorganismen, um einen energiereichen Rohstoff zu produzieren. Biogas im Unterricht: Experimente, die wir durchführen können. Berufe: Biogas öffnet Perspektiven als Forschungsgegenstand und berufliches Betätigungsfeld. Ökologische Bedeutung: Methan unterstützt die Erwärmung der Erde durch Sonnenstrahlen. Methanogenese: Ein biochemischer Prozess, der spezifische Umgebungsparameter erfordert. Artenvielfalt: Die Mikroorganismen, die an der Entstehung von Biogas mitwirken und ihre Bedeutung im globalen Ökosystem ENDE