У току аеробик дисање, кисеоник који ћелија уноси у комбинацији са глукозом дајући енергију у облику Аденозин трифосфат (АТП), а ћелија избацује угљен-диоксид и воду. Ово је реакција оксидације у којој се глукоза оксидира, а кисеоник редукује. Овај процес је пресудан за све еукариоти, које су велике ћелије које садрже језгро и друге органеле и које чине сложене организме, попут људских бића. Дисање код већине прокариоти, као што су одређене бактерије, је анаеробна. Укључује реакције оксидације / редукције које производе енергију без кисеоника.
Дефинисана оксидација и редукција
Оксидација и редукција су речи које се односе на начин размене електрона у хемијској реакцији. Када су хемичари први пут описали реакције оксидације / редукције, користили су израз „оксидација“ да би се односили само на реакције у којима су друге хемикалије биле повезане са кисеоником. Реакције које су хемикалију претвориле у чисти облик, попут оне која је уклањала кисеоник из магнезијума и оставила само магнезијум, односиле су се на редукционе реакције. Како су научници открили више о основним механизмима, међутим, постало је јасно да је у оксидацијом, елемент је губио један или више електрона кисеоником, а у редукцији елемент је добијао електрони.
Значај ћелијског дисања
АТП произведен у ћелијско дисање је хемијско гориво које покреће сваку реакцију у ћелији, било директно или индиректно. Респирација се дешава у свакој ћелији људског тела, као и ћелијама готово сваког еукариота. Чињеница да наше ћелије зависе од ове реакције разлог је што људи удишу кисеоник и издишу угљен-диоксид.
Редукција или оксидација
Процес ћелијског дисања укључује два главна корака. У првом кораку, који научници називају гликолизом, глукоза се разграђује. У другом, аеробно дисање даље разбија остатке глукозе. Током аеробног дисања, кисеоник се смањује, донирајући електрон водонику да формира воду. Читав процес ћелијског дисања оксидира глукозу. Ово производи већину енергије ослобођене ћелијским дисањем.
Процес ферментације
Ферментација такође укључује оксидацију и редукцију и производи АТП, али то чини мање ефикасно. Неки једноставни организми, попут квасца, користе овај процес у одсуству кисеоника. Чак и људи користе ферментацију као неку врсту резерве ћелијског дисања у мишићним ћелијама лишеним кисеоника. Током ферментације хемикалија која се назива никотинамид аденин динуклеотид + водоник (НАДХ) се оксидује и хемикалија која се назива пируват се редукује. Овај процес производи само два молекула АТП по молекулу глукозе, док ћелијско дисање производи 36 молекула АТП из једног молекула глукозе.