Steps of Cell respirasjon

redoksreaksjoner

I løpet av en redoks-reaksjon, blir energi overført fra et molekyl til et annet gjennom overføring av elektroner. Når et molekyl mister elektroner, er det mister energi og sies å være oksidert. Når det får elektroner, blir det stadig mer energi og sies å være redusert. (Du kan huske dette ved å tenke på kostnad på molekylet, elektroner er negativt ladet, så når du får elektroner, blir kostnad reduseres.) Cellular respirasjon innebærer fullstendig oksidasjon av glukose, konvertere den til karbondioksid, mens andre molekyler plukke opp energien fra glukose ved å ta sine elektroner.

glykolyse

I glykolysen, glukose (en seks-karbon-sukker) oksidert og delt inn i to molekyler av pyruvat (et tre-karbon-molekyl). Dette skjer gjennom en serie på 10 forskjellige kjemiske reaksjoner, som hver er katalysert av et annet enzym. Når glukose oksideres, er elektroner og protoner overføres til NAD molekyler, konvertere dem til NADH. NADH er en elektronbærer, som bærer energi fra sukker i form av elektroner som er tatt fra glukose. Glykolyse resulterer i produksjon av to ATP-molekyler og to NADH-molekyler fra hvert glukosemolekyl.

Sitronsyresyklusen

Etter glykolyse, blir pyruvat omdannes til acetyl koenzym A. Acetyl-koenzym A er brakt inne i mitokondrie for å starte en serie av kjemiske reaksjoner som kalles sitronsyresyklusen. Under sitronsyresyklusen, er hver pyruvat molekyl fullstendig oksidert, og oppdelt i tre karbondioksid molekyler. Sitronsyresyklusen produserer to mer ATP for hvert glukosemolekyl men lagrer mesteparten av energien som frigjøres i form av elektronbærere NADH og FADH2.

oksidativ fosforylering

Oksidativ fosforylering omfatter strømmen av elektroner ned elektrontransportkjeden og bruk av kjemiosmose (strømmen av protoner over en membran) for å generere ATP. Elektronbærermolekyler NADH og FADH2 frafalt sine elektroner i elektrontransportkjeden, en serie stadig mer elektronegative molekyler innebygd i de foldede membraner inne i mitokondriene. Elektronegativiteten av et molekyl som er et mål på hvor sterkt det tiltrekker elektroner og hvor nær den holder dem. Hver gang den elektron overføres, et trinn ned kjeden til et mer elektronegative molekyl, frigjøres energi, som er analog med den potensielle energien som frigjøres når en ball ruller nedover. Det siste trinnet for elektronet er oksygen, noe som er veldig elektro. Når elektronet er bundet til oksygen, har det gitt ut all sin energi og kan ikke gå videre, og det er derfor celleåndingen bruker opp oksygen.

Den energi som frigjøres i løpet av hver overføring ned i kjeden benyttes til aktivt å pumpe protoner fra den mitokondrielle matriks inn i intermembrane plass, noe som resulterer i en konsentrasjonsgradient. Protonene strømme tilbake ut på grunn av diffusjon, men som de strømmer, de passerer gjennom en molekyl hjul kalt ATP syntase. Strømmen av protoner fører til at hjulet for å slå, som gir strøm for syntese av ATP-molekyler. Oksidativ fosforylering produserer ca 34 ATP molekyler for hvert glukosemolekyl.