Aufgabe 3 - Chemiosmotische ATP-Synthese · Abitur NRW Biologie LK · Stickstoff 2025

Erläutern Sie die chemiosmotische Synthese von ATP bei Nitrobacter winogradskyi (M 4).

Lösung: Nitrit-Ionen ($\text{NO}_2^-$) werden an Enzymkomplex I zu Nitrat-Ionen ($\text{NO}_3^-$) oxidiert. Die dabei freigesetzten Elektronen werden über eine Elektronentransportkette an der inneren Membran auf den finalen Elektronenakzeptor Sauerstoff ($\text{O}_2$) übertragen, der zusammen mit Protonen zu Wasser reduziert wird. Durch die freiwerdende Energie des Elektronentransports werden Protonen ($\text{H}^+$) aus dem Cytoplasma in das Periplasma gepumpt. Dadurch entsteht ein elektrochemischer Protonengradient über die innere Membran. Beim passiven Rückstrom der Protonen durch den Enzymkomplex III (ATP-Synthase) zurück ins Cytoplasma wird die freiwerdende Energie genutzt, um aus ADP und anorganischem Phosphat ATP zu synthetisieren.