В течение аэробного дыханиякислород, поступающий в клетку, соединяется с глюкозой, чтобы произвести энергию в виде Аденозинтрифосфат (АТФ), а клетка выделяет углекислый газ и воду. Это реакция окисления, при которой глюкоза окисляется, а кислород восстанавливается. Этот процесс важен для всех эукариоты, которые представляют собой большие клетки, содержащие ядро и другие органеллы и образующие сложные организмы, такие как люди. Дыхание в большинстве прокариоты, например, некоторые бактерии, анаэробны. Он включает реакции окисления / восстановления, которые производят энергию без кислорода.
Определение окисления и восстановления
Окисление и восстановление это слова, которые относятся к способу обмена электронами в химической реакции. Когда химики впервые описали реакции окисления / восстановления, они использовали термин «окисление» только для обозначения реакций, в которых другие химические вещества были связаны с кислородом. Они ссылались на реакции, которые превращали химическое вещество обратно в чистую форму, например, те, которые удаляли кислород из магния и оставляли только магний, реакциями восстановления. Однако по мере того, как ученые открывали больше о лежащих в основе механизмов, стало ясно, что в При окислении элемент терял один или несколько электронов на кислород, а при восстановлении элемент получал электроны.
Важность клеточного дыхания
АТФ, произведенный в клеточное дыхание представляет собой химическое топливо, которое прямо или косвенно приводит в действие все реакции в клетке. Дыхание происходит в каждой клетке человеческого тела, а также в клетках почти каждого эукариота. Тот факт, что наши клетки зависят от этой реакции, является причиной того, что люди вдыхают кислород и выдыхают углекислый газ.
Восстановление или окисление
Процесс клеточного дыхания состоит из двух основных этапов. На первом этапе, который ученые называют гликолизом, глюкоза расщепляется. Во втором случае аэробное дыхание еще больше разрушает остатки глюкозы. Во время аэробного дыхания кислород уменьшается, отдавая электрон водороду для образования воды. Весь процесс клеточного дыхания окисляет глюкозу. Это производит большую часть энергии, выделяемой при клеточном дыхании.
Процесс брожения
Ферментация также включает окисление и восстановление и производит АТФ, но делает это менее эффективно. Некоторые простые организмы, например дрожжи, используют этот процесс в отсутствие кислорода. Даже люди используют ферментацию как своего рода резервную копию клеточного дыхания в мышечных клетках, лишенных кислорода. Во время ферментации химическое вещество, называемое никотинамидадениндинуклеотид + водород (НАДН), окисляется, а химическое вещество, называемое пируватом, восстанавливается. Этот процесс производит только две молекулы АТФ на молекулу глюкозы, в то время как клеточное дыхание производит 36 молекул АТФ из одной молекулы глюкозы.
