Under aerob andning kombineras syre som tas in av en cell med glukos för att producera energi i form av adenosintrifosfat (ATP), och cellen utvisar koldioxid och vatten. Detta är en oxidationsreaktion där glukos oxideras och syre reduceras. Denna process är kritisk för alla eukaryoter, som är stora celler som innehåller en kärna och andra organeller och som bildar komplexa organismer, såsom människor. Andning i de flesta prokaryoter, såsom vissa bakterier, är anaerob. Det involverar oxidations /reduktionsreaktioner som producerar energi utan syre.

Oxidation och reduktion Definierad

Oxidation och reduktion är ord som hänvisar till hur elektroner utbyts i en kemisk reaktion. När kemister först beskrev oxidations /reduktionsreaktioner användes termen "oxidation" för att endast referera till reaktioner i vilka andra kemikalier bindades till syre. De hänvisade till reaktioner som omvandlade en kemikalie tillbaka till en ren form, såsom en som avlägsnade syret från magnesium och lämnade endast magnesium som reduktionsreaktioner. Som forskare upptäckte mer om de underliggande mekanismerna blev det emellertid tydligt att i en oxidation saknade ett element en eller flera elektroner till syre, och i reduktion förvärvade ett element elektroner.

Betydelsen av cellulär respiration

ATP som produceras vid cellulär andning är ett kemiskt bränsle som driver alla reaktioner i cellen, antingen direkt eller indirekt. Andning sker i varje cell i människokroppen, liksom cellerna i nästan varje eukaryot. Att våra celler är beroende av denna reaktion är anledningen till att människor andas in syre och andas ut koldioxid.

Reduktion eller oxidation

Processen för cellulär andning involverar två huvudsteg. I det första steget, vilka forskare cal glykolys, bryter ner glukos. I det andra bryter aerob andning ner resterna av glukosen ytterligare. Under aerob andning sänks syre, donerar en elektron till väte för att bilda vatten. Hela processen med cellulär andning oxiderar glukos. Detta ger den största delen av den energi som frigörs i cellulär andning.

Fermentationsprocessen

Fermentering innebär också oxidation och reduktion, och det ger ATP, men det gör det så mindre effektivt. Vissa enkla organismer, såsom jäst, använder denna process i frånvaro av syre. Även människor använder jäsning som en slags säkerhetskopiering för cellulär andning i muskelceller som saknar syre. Under fermenteringen oxideras en kemikalie som kallas nikotinamidadenindinukleotid + väte (NADH) och en kemikalie som kallas pyruvat reduceras. Denna process producerar endast två ATP-molekyler per glukosmolekyl, medan cellulär respiration producerar 36 ATP-molekyler från en enda glukosmolekyl.