Per aerobinis kvėpavimas, deguonis, kurį paima ląstelė, susijungia su gliukoze ir gamina energiją Adenozino trifosfatas (ATP), o ląstelė išstumia anglies dioksidą ir vandenį. Tai oksidacijos reakcija, kurios metu oksiduojasi gliukozė ir redukuojamas deguonis. Šis procesas yra labai svarbus visiems eukariotai, kurios yra didelės ląstelės, kuriose yra branduolys ir kiti organeliai, ir kurios sudaro sudėtingus organizmus, pavyzdžiui, žmones. Kvėpavimas daugumoje prokariotai, tokios kaip tam tikros bakterijos, yra anaerobinės. Tai apima oksidacijos / redukcijos reakcijas, kurios gamina energiją be deguonies.
Apibrėžta oksidacija ir redukcija
Oksidacija ir redukcija yra žodžiai, nurodantys elektronų mainų būdą cheminės reakcijos metu. Kai chemikai pirmą kartą aprašė oksidacijos / redukcijos reakcijas, jie vartojo terminą „oksidacija“ tik nurodydami reakcijas, kuriose kitos cheminės medžiagos buvo sujungtos su deguonimi. Jie redukcijos reakcijomis nurodė reakcijas, kurios cheminę medžiagą pavertė gryna forma, pavyzdžiui, pašalinus deguonį iš magnio ir paliekant tik magnį. Mokslininkams sužinojus daugiau apie pagrindinius mechanizmus, paaiškėjo, kad m oksidacijos metu elementas deguoniui prarado vieną ar daugiau elektronų, o redukcijos metu - elementas elektronai.
Korinio kvėpavimo svarba
Pagaminta ATP ląstelinis kvėpavimas yra cheminis kuras, tiesiogiai arba netiesiogiai valdantis kiekvieną ląstelės reakciją. Kvėpavimas vyksta kiekvienoje žmogaus kūno ląstelėje, taip pat beveik kiekvieno eukarioto ląstelėje. Tai, kad mūsų ląstelės priklauso nuo šios reakcijos, yra priežastis, dėl kurios žmonės kvėpuoja deguonimi ir iškvepia anglies dioksidą.
Redukcija arba oksidacija
Ląstelinio kvėpavimo procesas apima du pagrindinius žingsnius. Pirmajame etape, kurį mokslininkai vadina glikolize, gliukozė suyra. Antra, aerobinis kvėpavimas dar labiau suskaido gliukozės liekanas. Aerobinio kvėpavimo metu deguonis redukuojamas, vandeniliui atiduodamas elektroną, kad susidarytų vanduo. Visas ląstelių kvėpavimo procesas oksiduoja gliukozę. Tai sukuria didžiąją dalį ląstelių kvėpavimo metu išsiskiriančios energijos.
Fermentacijos procesas
Fermentacija taip pat apima oksidaciją ir redukciją, ir ji gamina ATP, tačiau tai daro ne taip efektyviai. Kai kurie paprasti organizmai, pavyzdžiui, mielės, šį procesą naudoja be deguonies. Net žmonės naudoja fermentaciją kaip savotišką atsarginę dalį ląstelių kvėpavimui raumenų ląstelėse, kuriose trūksta deguonies. Fermentacijos metu oksiduojama cheminė medžiaga, vadinama nikotinamido adenino dinukleotidu + vandenilis (NADH), o cheminė medžiaga, vadinama piruvatu, redukuojama. Šis procesas gamina tik dvi ATP molekules vienoje gliukozės molekulėje, o ląstelių kvėpavimas iš vienos gliukozės molekulės gamina 36 ATP molekules.