Протягом аеробне дихання, кисень, що приймається клітиною, поєднується з глюкозою, виробляючи енергію у формі Аденозинтрифосфат (АТФ), а клітина викидає вуглекислий газ і воду. Це реакція окислення, при якій глюкоза окислюється, а кисень відновлюється. Цей процес є критичним для всіх еукаріоти, які є великими клітинами, що містять ядро та інші органели і які утворюють складні організми, такі як люди. Дихання у більшості прокаріоти, такі як певні бактерії, є анаеробною. Він включає реакції окислення / відновлення, які виробляють енергію без кисню.
Визначено окислення та відновлення
Окислення та відновлення - це слова, що стосуються способу обміну електронами в хімічній реакції. Коли хіміки вперше описали реакції окиснення / відновлення, вони використовували термін "окиснення" для позначення лише реакцій, в яких інші хімічні речовини були пов'язані з киснем. Вони називали реакції, які перетворювали хімічну речовину назад у чисту форму, таку як та, яка видаляла кисень з магнію і залишаючи лише магній, як реакції відновлення. Однак, коли вчені виявили більше про основні механізми, стало ясно, що в окислення, елемент втрачав один або кілька електронів до кисню, а при відновленні елемент набирав електрони.
Важливість клітинного дихання
АТФ, вироблений в клітинне дихання є хімічним паливом, яке безпосередньо чи опосередковано забезпечує будь-яку реакцію в клітині. Дихання відбувається в кожній клітині людського тіла, як і в клітинах майже кожного еукаріота. Той факт, що наші клітини залежать від цієї реакції, є причиною того, що людина вдихає кисень і виводить вуглекислий газ.
Відновлення або окислення
Процес клітинного дихання включає два основних етапи. На першому етапі, який вчені називають гліколізом, глюкоза розщеплюється. У другому аеробне дихання розщеплює залишки глюкози далі. Під час аеробного дихання кисень зменшується, віддаючи електрон водню, утворюючи воду. Весь процес клітинного дихання окислює глюкозу. Це виробляє більшу частину енергії, що виділяється в клітинному диханні.
Процес бродіння
Бродіння також включає окислення та відновлення, і він виробляє АТФ, але робить це менш ефективно. Деякі прості організми, такі як дріжджі, використовують цей процес за відсутності кисню. Навіть люди використовують ферментацію як свого роду резерв для клітинного дихання в м’язових клітинах, позбавлених кисню. Під час бродіння хімічна речовина, яка називається нікотинамід адениндинуклеотид + водень (NADH), окислюється, а хімічна речовина, яка називається піруват, відновлюється. Цей процес виробляє лише дві молекули АТФ на молекулу глюкози, тоді як клітинне дихання виробляє 36 молекул АТФ з однієї молекули глюкози.