Pe parcursul respirație aerobică, oxigenul absorbit de o celulă se combină cu glucoza pentru a produce energie sub formă de Adenozin trifosfat (ATP), iar celula expulzează dioxidul de carbon și apa. Aceasta este o reacție de oxidare în care glucoza este oxidată și oxigenul este redus. Acest proces este esențial pentru toți eucariote, care sunt celule mari care conțin un nucleu și alte organite și care formează organisme complexe, precum ființele umane. Respirație la majoritatea procariote, cum ar fi anumite bacterii, este anaerobă. Implică reacții de oxidare / reducere care produc energie fără oxigen.
Oxidare și reducere definite
Oxidare și reducere sunt cuvinte care se referă la modul în care electronii sunt schimbați într-o reacție chimică. Când chimiștii au descris pentru prima dată reacții de oxidare / reducere, ei au folosit termenul „oxidare” pentru a se referi numai la reacțiile în care alte substanțe chimice au fost legate de oxigen. S-au referit la reacții care au transformat o substanță chimică înapoi într-o formă pură, cum ar fi una care a îndepărtat oxigenul din magneziu și a lăsat doar magneziu, ca reacții de reducere. Cu toate acestea, pe măsură ce oamenii de știință au descoperit mai multe despre mecanismele subiacente, a devenit clar că în oxidare, un element pierdea unul sau mai mulți electroni din cauza oxigenului și, în reducere, un element câștiga electroni.
Importanța respirației celulare
ATP produs în respirație celulară este un combustibil chimic care alimentează fiecare reacție din celulă, fie direct, fie indirect. Respirația are loc în fiecare celulă din corpul uman, precum și în celulele din aproape fiecare eucariot. Faptul că celulele noastre depind de această reacție este motivul pentru care oamenii respiră oxigen și respiră dioxid de carbon.
Reducere sau oxidare
Procesul de respirație celulară implică doi pași principali. În primul pas, pe care oamenii de știință îl numesc glicoliză, glucoza se descompune. În al doilea rând, respirația aerobă descompune rămășițele glucozei. În timpul respirației aerobe, oxigenul este redus, donând un electron hidrogenului pentru a forma apă. Întregul proces de respirație celulară oxidează glucoza. Aceasta produce majoritatea energiei eliberate în respirația celulară.
Procesul de fermentare
Fermentaţie implică, de asemenea, oxidare și reducere și produce ATP, dar o face mai puțin eficient. Unele organisme simple, cum ar fi drojdiile, folosesc acest proces în absența oxigenului. Chiar și oamenii folosesc fermentația ca un fel de rezervă pentru respirația celulară în celulele musculare private de oxigen. În timpul fermentației, o substanță chimică numită nicotinamidă adenină dinucleotidă + hidrogen (NADH) este oxidată și o substanță chimică numită piruvat este redusă. Acest proces produce doar două molecule de ATP pe moleculă de glucoză, în timp ce respirația celulară produce 36 de molecule de ATP dintr-o singură moleculă de glucoză.