Hvad oxideres og hvad reduceres i celle respiration?

I løbet af aerob respiration, iltet optaget af en celle kombineres med glukose for at producere energi i form af Adenosintrifosfat (ATP)og cellen uddriver kuldioxid og vand. Dette er en oxidationsreaktion, hvor glucose oxideres og ilt reduceres. Denne proces er kritisk for alle eukaryoter, som er store celler, der indeholder en kerne og andre organeller, og som danner komplekse organismer, såsom mennesker. Åndedræt i de fleste prokaryoter, såsom visse bakterier, er anaerob. Det involverer oxidations- / reduktionsreaktioner, der producerer energi uden ilt.

Oxidation og reduktion er ord, der henviser til måden, hvorpå elektroner udveksles i en kemisk reaktion. Da kemikere først beskrev oxidations / reduktionsreaktioner, brugte de udtrykket "oxidation" kun for reaktioner, hvor andre kemikalier var bundet til ilt. De henviste til reaktioner, der omdannede et kemikalie tilbage til en ren form, såsom en, der fjernede ilt fra magnesium og kun efterlod magnesium, som reduktionsreaktioner. Da forskere opdagede mere om de underliggende mekanismer, blev det imidlertid klart, at i oxidation, mistede et element en eller flere elektroner til ilt, og i reduktion var et element ved at vinde elektroner.

ATP produceret i cellulær respiration er et kemisk brændstof, der driver hver reaktion i cellen, enten direkte eller indirekte. Åndedræt sker i hver celle i menneskekroppen såvel som cellerne i næsten alle eukaryoter. Det faktum, at vores celler er afhængige af denne reaktion, er årsagen til, at mennesker indånder ilt og indånder kuldioxid.

Processen med cellulær respiration involverer to hovedtrin. I det første trin, som forskere kalder glykolyse, nedbrydes glukose. I det andet nedbryder aerob respiration resterne af glukosen yderligere. Under aerob respiration reduceres ilt og donerer en elektron til brint for at danne vand. Hele processen med cellulær respiration oxiderer glukose. Dette producerer størstedelen af ​​den energi, der frigives i cellulær respiration.

Fermentering involverer også oxidation og reduktion, og det producerer ATP, men det gør det mindre effektivt. Nogle enkle organismer, såsom gær, bruger denne proces i fravær af ilt. Selv mennesker bruger gæring som en slags backup til cellulær respiration i muskelceller, der er frataget ilt. Under fermentering oxideres et kemikalie kaldet nicotinamidadenindinucleotid + hydrogen (NADH), og et kemikalie kaldet pyruvat reduceres. Denne proces producerer kun to ATP-molekyler pr. Glukosemolekyle, mens cellulær respiration producerer 36 ATP-molekyler fra et enkelt glukosemolekyle.