По време на аеробно дишане, кислородът, приет от клетката, се комбинира с глюкоза, за да произведе енергия под формата на Аденозин трифосфат (АТФ), а клетката изхвърля въглероден диоксид и вода. Това е реакция на окисление, при която глюкозата се окислява и кислородът се редуцира. Този процес е критичен за всички еукариоти, които са големи клетки, които съдържат ядро и други органели и които образуват сложни организми, като човешки същества. Дишане в повечето прокариоти, като някои бактерии, е анаеробна. Той включва реакции на окисляване / редукция, които произвеждат енергия без кислород.
Дефинирано окисление и намаляване
Окисление и редукция са думи, които се отнасят до начина, по който електроните се обменят в химична реакция. Когато химиците описват за първи път реакции на окисляване / редукция, те използват термина „окисление”, за да се отнасят само до реакции, при които други химикали са свързани с кислород. Те се позовават на реакции, които превръщат химикалите обратно в чиста форма, като тази, която премахва кислорода от магнезия и оставя само магнезия, като редукционни реакции. Тъй като учените откриха повече за основните механизми, обаче стана ясно, че през окисление, елемент губи един или повече електрони за кислород, а при редукция, елемент печели електрони.
Значението на клетъчното дишане
ATP, произведен през клетъчно дишане е химическо гориво, което задейства всяка реакция в клетката, пряко или косвено. Дишането се случва във всяка клетка в човешкото тяло, както и в клетките на почти всеки еукариот. Фактът, че нашите клетки зависят от тази реакция, е причината хората да дишат кислород и да издишват въглероден диоксид.
Намаляване или окисление
Процесът на клетъчно дишане включва две основни стъпки. В първата стъпка, която учените наричат гликолиза, глюкозата се разпада. Във второто аеробно дишане допълнително разгражда остатъците от глюкозата. По време на аеробно дишане кислородът се редуцира, дарявайки електрон на водород, за да образува вода. Целият процес на клетъчно дишане окислява глюкозата. Това произвежда по-голямата част от енергията, освободена от клетъчното дишане.
Процесът на ферментация
Ферментация включва също окисление и редукция и произвежда АТФ, но го прави по-малко ефективно. Някои прости организми, като дрожди, използват този процес при липса на кислород. Дори хората използват ферментацията като вид резервно копие на клетъчното дишане в мускулните клетки, лишени от кислород. По време на ферментацията химикал, наречен никотинамид аденин динуклеотид + водород (NADH) се окислява и химикалът, наречен пируват, се редуцира. Този процес произвежда само две молекули ATP на молекула глюкоза, докато клетъчното дишане произвежда 36 молекули ATP от една молекула глюкоза.