Чотири стадії клітинного дихання

Клітинне дихання є сумою різних біохімічних засобів, які еукаріотичні організми використовують для добування енергія з їжі, зокрема глюкоза молекули.

Процес клітинного дихання включає чотири основних етапи або етапи: Гліколіз, що зустрічається у всіх організмах, прокаріотичних та еукаріотичних; мостова реакція, який створює сцену для аеробного дихання; та Цикл Кребса та електронно-транспортний ланцюг, киснево-залежні шляхи, які послідовно трапляються в мітохондріях.

Етапи клітинного дихання відбуваються не з однаковою швидкістю, і однаковий набір реакцій може протікати з різною швидкістю в одному організмі в різний час. Наприклад, швидкість гліколізу в м’язових клітинах, як очікується, сильно зросте під час інтенсивного анаеробний фізичні вправи, що спричиняють "кисневий борг", але етапи аеробного дихання не прискорюються помітно, якщо тільки вправи не виконуються на аеробному рівні інтенсивності "плати за ходом".

Повна формула клітинного дихання виглядає дещо по-різному від джерела до джерела, залежно від того, що автори вирішили включити як значущі реактиви та продукти. Наприклад, багато джерел опускають електроносії NAD

Загалом шестивуглецева молекула цукру перетворюється на вуглекислий газ і воду в присутності кисню, отримуючи від 36 до 38 молекул АТФ (аденозинтрифосфат, загальноприродна "енергетична валюта" клітин). Це хімічне рівняння представлене таким рівнянням:

C.₆H₁₂О₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 12 год₂O + 36 АТФ

Першим етапом клітинного дихання є гліколіз, що являє собою набір з десяти реакцій, які не потребують кисню і, отже, відбувається у кожній живій клітині. Прокаріоти (з доменів Бактерії та Археї, які раніше називали "архебактеріями") використовують гліколіз майже виключно, тоді як еукаріоти (тварини, гриби, протисти та рослини) використовують його головним чином як сервірувальник столу для більш енергетично вигідних реакції аеробне дихання.

У цитоплазмі відбувається гліколіз. На «інвестиційній фазі» процесу споживається два АТФ, оскільки два фосфати додаються до похідного глюкози перед тим, як воно розщеплюється на два тривуглецеві сполуки. Вони перетворюються на дві молекули піруват, 2 НАДН і чотири АТФ для a чистий приріст двох АТФ.

Другий етап клітинного дихання, перехід або мостова реакція, отримує менше уваги, ніж решта клітинного дихання. Однак, як випливає з назви, без гліколізу неможливо дійти до аеробних реакцій.

У цій реакції, яка відбувається в мітохондріях, дві молекули пірувату в результаті гліколізу перетворюються на дві молекули ацетил-коферменту А (ацетил-КоА) з двома молекулами CO₂ утворюються як метаболічні відходи. АТФ не виробляється.

Цикл Кребса не виробляє багато енергії (два АТФ), але шляхом поєднання двовуглецевої молекули ацетил КоА з чотиривуглецевою молекулою оксалоацетату та циклічного одержуваний продукт через ряд переходів, які обробляють молекулу назад до оксалоацетату, він генерує вісім NADH і два FADH₂, інший електронний носій (чотири NADH і один FADH₂ на молекулу глюкози, що надходить у клітинне дихання при гліколізі).

Ці молекули необхідні для електронно-транспортний ланцюг, а в процесі їх синтезу ще чотири CO₂ молекули викидаються з клітини як відходи.

Четвертий і останній етап клітинного дихання - це місце, де здійснюється основне «створення енергії». Електрони, що переносяться NADH і FADH₂ витягуються з цих молекул ферментами в мітохондріальна мембрана і використовується для керування процесом, який називається окислювальним фосфорилюванням, при якому електрохімічний градієнт, зумовлений вивільнення згаданих електронів призводить до додавання молекул фосфату до АДФ для отримання АТФ.

Кисень необхідний для цього кроку, оскільки він є остаточним акцептором електронів у ланцюзі. Це створює H₂О, отже, на цьому етапі береться вода у рівнянні клітинного дихання.

Загалом на цьому етапі генерується від 32 до 34 молекул АТФ, залежно від того, як підсумовується вихід енергії. Таким чином клітинне дихання дає в цілому від 36 до 38 АТФ: 2 + 2 + (32 або 34).