Perché la respirazione cellulare e il processo aerobico
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L'ossigeno molecolare funge da accettore di elettroni finale nella catena di trasporto degli elettroni durante la respirazione cellulare. Poiché la respirazione cellulare richiede ossigeno, è considerata un processo aerobico.
La respirazione cellulare è l'insieme universale di reazioni coinvolte nella produzione di energia sotto forma di ATP, a partire dal semplice composto organico, il glucosio. Le tre fasi coinvolte nella respirazione cellulare sono la glicolisi, il ciclo di Krebs e la catena di trasporto degli elettroni.
Aree chiave coperte
1. Qual è la respirazione cellulare
- Definizione, passaggi, importanza
2. Perché la respirazione cellulare e il processo aerobico
- Uso dell'ossigeno nella respirazione cellulare
Termini chiave: Respirazione aerobica, Respirazione cellulare, Catena di trasporto di elettroni, Glicolisi, Ciclo di Krebs, Ossigeno molecolare
Qual è la respirazione cellulare
La respirazione cellulare è il processo attraverso il quale l'energia biochimica converte in energia nell'ATP. È un processo universale visto in tutti gli organismi che vivono sulla terra. Elimina l'anidride carbonica e l'acqua come prodotti di scarto. Carboidrati, proteine e grassi vengono prima convertiti in glucosio e quindi utilizzati nella respirazione cellulare. L'ATP è la valuta principale dell'energia cellulare. La respirazione cellulare avviene attraverso tre passaggi: glicolisi, ciclo di Krebs e catena di trasporto degli elettroni.
La glicolisi
Il primo passo della respirazione cellulare è la glicolisi in cui il glucosio (C6) viene scomposto in due molecole di piruvato (C3). Si verifica nel citoplasma.
Ciclo di Krebs
Il secondo passo della respirazione cellulare è il ciclo di Krebs. Gli altri nomi per il ciclo di Krebs sono ciclo dell'acido citrico e ciclo TCA. Si verifica all'interno della matrice mitocondriale negli eucarioti. Quindi, le due molecole di piruvato vengono importate nei mitocondri. Nei procarioti, si verifica nel citoplasma stesso. Il piruvato subisce quindi una decarbossilazione ossidativa per produrre acetil-CoA, che a sua volta si combina con ossaloacetato (C4) formando citrato (C6). Infine, tutto l'acetil-CoA si converte in anidride carbonica, 6NADH, 2FADH2, e 2ATP.
Catena di trasporto degli elettroni
Il terzo stadio della respirazione cellulare è la catena di trasporto degli elettroni. La fosforilazione ossidativa è il meccanismo della catena di trasporto degli elettroni, e gli enzimi nelle creste mitocondriali governano questo. Aiuta nella produzione di 30 ATP ossidando NADH e FADH2. Il processo di completa respirazione cellulare è mostrato in Figura 1.
Figura 1: Respirazione cellulare
Perché la respirazione cellulare e il processo aerobico
L'ossigeno funge da accettore di elettroni finale della catena di trasporto degli elettroni. Quindi, in presenza di ossigeno, NADH e FADH2 subire la fosforilazione ossidativa, producendo ATP. L'ossigeno molecolare accetta due elettroni nella fase finale della catena di trasporto degli elettroni, producendo acqua. Poiché il processo di respirazione cellulare richiede ossigeno, è un processo aerobico.
In assenza di ossigeno, i solfati e i nitrati inorganici fungono da accettori di elettroni finali. È un tipo di respirazione anaerobica. La fermentazione è un altro tipo di respirazione anaerobica in cui il piruvato converte o in acido lattico o etanolo in assenza di ossigeno.
Conclusione
Le tre fasi della respirazione cellulare sono la glicolisi, il ciclo di Krebs e la catena di trasporto degli elettroni. Durante la glicolisi, il glucosio si scompone in piruvato. Durante il ciclo di Krebs, l'acetil-CoA si scompone completamente in anidride carbonica, producendo molecole ad alta energia come NADH e FADH2. Questo NADH e FADH2 sono utilizzati nella produzione di ATP durante la catena di trasporto degli elettroni. Poiché l'ossigeno molecolare funge da accettore di elettroni finale nella catena di trasporto degli elettroni, la respirazione cellulare è un processo aerobico.
Riferimento:
1. "Respirazione cellulare aerobica: fasi, equazione e prodotti". Study.com, Disponibile qui.
Cortesia dell'immagine:
1. "CellRespiration" di RegisFrey - Opera propria (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
