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Bioenergetik (Biologie)
In einem weiteren Sinne untersucht Bioenergetik auch die ökologische Energiebilanz von Organismen sowie den Energiefluss in Populationen und Ökosystemen.
Inhalt2 Abschnitte
Gegenstand und physikalische Grundlagen
Bioenergetik untersucht Energieumwandlungen in lebenden Strukturen. Im engeren Sinn befasst sie sich mit der Energieversorgung und dem Energiehaushalt lebender Zellen; dies wird auch zelluläre oder molekulare Bioenergetik genannt. Energieumsetzung ist für jede Funktion einer Zelle notwendig.
Ihre Grundlagen sind die Gesetze der Chemie und Physik, besonders die Thermodynamik. Diese umfasst allerdings auch Energieumwandlungen in unbelebter Materie. Energie bedeutet allgemein die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten. Sie kann als potenzielle, kinetische, elektrische beziehungsweise elektromagnetische Energie oder Wärmeenergie auftreten. Entsprechend kann Arbeit mechanisch, osmotisch oder elektromagnetisch sein.
Energieumwandlung in Zellen und Ökosystemen
Die meisten oberflächlichen Lebensprozesse auf der Erde beruhen auf Photosynthese und damit auf Sonnenlicht als Energiequelle. Innerhalb von Organismen spielt außerdem Chemosynthese (Chemotrophie) eine Rolle. Die dabei entstandenen Reaktionsprodukte können in biochemischen Schritten durch aerobe Atmung oder anaerobe Gärung abgebaut werden.
Dabei entsteht mit einem bestimmten Wirkungsgrad für die Zelle nutzbare Energie. Sie ermöglicht biologische Prozesse und Funktionen und kann zeitweise gespeichert werden, zum Beispiel als ATP. Bei allen zellulären Energieumwandlungen wird Wärme frei oder gebunden. In Eukaryoten findet ein großer Teil dieser Reaktionen in den intrazellulären Mitochondrien statt.
Im weiteren Sinn betrachtet die Bioenergetik die ökologische Energiebilanz von Organismen sowie den Energiefluss in Populationen und Ökosystemen. Energieströme in Populationen oder Lebensgemeinschaften werden mithilfe von Energiebilanzen untersucht.
