Biogas Ein Unterrichtsvorhaben des GK Biologie Jgst 11

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

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

Gärungen • Hefe kann unter Luftabschluss Alkohol aus Glukose herstellen: C 6 H 12 O 6 → 2 H 3 C-COOH + 2 CO 2 • Milchsäuregärung: C 6 H 12 O 6 → 2 H 3 CHOH-COOH • Essigsäuregärung: C 6 H 12 O 6 → 3 H 3 C-COOH Bei Gärungen gibt es keinen externen Elektronenakzeptor. Die Atmungskette wird nicht durchlaufen.

Anaerobe Atmung Bei der aneroben Atmung werden die Elektronen nicht auf O 2 übertragen, sondern alternative Elektronenakzeptoren verwendet: • Nitratatmung: 2 (NO 3ˉ + H+ + 5 eˉ + 5 H+) → N 2 + 6 H 2 O • Sulfatatmung: SO 42ˉ + 2 H+ + 8 eˉ + 8 H+ → H 2 S + 4 H 2 O • Methanogenese: CO 2 als Elektronenakzeptor: 4 H 2 + CO 2 → CH 4 + 2 H 2 O

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. )

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