Tlenowe oddychanie komórkowe to proces, w którym komórki wykorzystują tlen do przekształcania glukozy w energię. Ten rodzaj oddychania występuje w trzech etapach: glikoliza; cykl Krebsa; i fosforylacja z transportem elektronów. Tlen nie jest potrzebny do glikolizy, ale jest wymagany do zajścia pozostałych reakcji chemicznych.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Tlen jest niezbędny do całkowitego utlenienia glukozy.
Oddychania komórkowego
Oddychanie komórkowe to proces, w którym komórki uwalniają energię z glukozy i zamieniają ją w użyteczną formę zwaną ATP. ATP to cząsteczka, która dostarcza komórce niewielką ilość energii, która dostarcza jej paliwa do wykonywania określonych zadań.
Istnieją dwa rodzaje oddychania: beztlenowe i tlenowe. Oddychanie beztlenowe nie wykorzystuje tlenu. Oddychanie beztlenowe wytwarza drożdże lub mleczan. Podczas ćwiczeń organizm szybciej zużywa tlen niż jest przyswajany; oddychanie beztlenowe dostarcza mleczanu, aby utrzymać ruch mięśni. Nagromadzenie mleczanu i brak tlenu są przyczyną zmęczenia mięśni i ciężkiego oddychania podczas ciężkich ćwiczeń.
Oddychanie aerobowe
Oddychanie tlenowe przebiega w trzech etapach, w których źródłem energii jest cząsteczka glukozy. Pierwszy etap nazywa się glikolizą i nie wymaga tlenu. Na tym etapie cząsteczki ATP są wykorzystywane do rozkładania glukozy na substancję zwaną pirogronianem, cząsteczkę, która transportuje elektrony o nazwie NADH, dwie kolejne cząsteczki ATP i dwutlenek węgla. Dwutlenek węgla jest produktem odpadowym i jest usuwany z organizmu.
Drugi etap nazywa się cyklem Krebsa. Cykl ten składa się z szeregu złożonych reakcji chemicznych, które generują dodatkowy NADH.
Ostatni etap nazywa się fosforylacją transportu elektronów. Na tym etapie NADH i inna cząsteczka transportera zwana FADH2 przenoszą elektrony do komórek. Energia elektronów jest zamieniana na ATP. Po wykorzystaniu elektronów są one przekazywane atomom wodoru i tlenu w celu wytworzenia wody.
Glikoliza w oddychaniu
Glikoliza to pierwszy etap całego oddychania. Na tym etapie każda cząsteczka glukozy jest rozkładana na cząsteczkę opartą na węglu zwaną pirogronianem, dwie cząsteczki ATP i dwie cząsteczki NADH.
Po wystąpieniu tej reakcji pirogronian przechodzi dalszą reakcję chemiczną zwaną fermentacją. Podczas tego procesu do pirogronianu dodawane są elektrony, aby wygenerować NAD+ i mleczan.
W oddychaniu tlenowym pirogronian jest dalej rozkładany i łączony z tlenem, tworząc dwutlenek węgla i wodę, które są eliminowane z organizmu.
Cykl Krebsa
Pirogronian jest cząsteczką opartą na węglu; każda cząsteczka pirogronianu zawiera trzy cząsteczki węgla. Tylko dwie z tych cząsteczek są wykorzystywane do wytworzenia dwutlenku węgla w końcowym etapie glikolizy. Tak więc po glikolizie unosi się luźny węgiel. Węgiel ten wiąże się z różnymi enzymami, tworząc związki chemiczne wykorzystywane w komórce w innych zdolnościach. Reakcje cyklu Krebsa generują również osiem dodatkowych cząsteczek NADH i dwie cząsteczki innego transportera elektronów zwanego FADH2.
Fosforylacja z transportem elektronów
NADH i FADH2 przenoszą elektrony do wyspecjalizowanych błon komórkowych, gdzie są zbierane w celu wytworzenia ATP. Gdy elektrony są używane, wyczerpują się i muszą zostać usunięte z ciała. Do tego zadania niezbędny jest tlen. Zużyte elektrony wiążą się z tlenem; cząsteczki te ostatecznie wiążą się z wodorem, tworząc wodę.