Perché la respirazione cellulare è un processo aerobico?
Sommario:
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. I tre passaggi coinvolti nella respirazione cellulare sono la glicolisi, il ciclo di Krebs e la catena di trasporto degli elettroni.
Aree chiave coperte
1. Che cos'è la respirazione cellulare? - Definizione, passaggi, importanza 2. Perché la respirazione cellulare è un processo aerobico? – Uso dell'ossigeno nella respirazione cellulare
Termini chiave: respirazione aerobica, respirazione cellulare, catena di trasporto degli elettroni, glicolisi, ciclo di Krebs, ossigeno molecolare
Cos'è la respirazione cellulare?
La respirazione cellulare è il processo attraverso il quale l'energia biochimica si converte in energia in ATP. È un processo universale visto in tutti gli organismi che vivono sulla terra. Elimina anidride carbonica e acqua come prodotti di scarto. Carboidrati, proteine e grassi vengono prima convertiti in glucosio e poi utilizzati nella respirazione cellulare. L'ATP è la principale valuta dell'energia cellulare. La respirazione cellulare avviene attraverso tre fasi: glicolisi, ciclo di Krebs e catena di trasporto degli elettroni.
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
La seconda fase della respirazione cellulare è il ciclo di Krebs. Gli altri nomi del 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 la decarbossilazione ossidativa per produrre acetil-CoA, che a sua volta si combina con ossalacetato (C4), formando citrato (C6). Infine, tutto l'acetil-CoA si converte in anidride carbonica, 6NADH, 2FADH2e 2ATP.
Catena di trasporto degli elettroni
La terza fase 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 lo governano. Aiuta nella produzione di 30 ATP ossidando NADH e FADH2. Il processo di respirazione cellulare completa è mostrato in Figura 1.
Figura 1: respirazione cellulare
Perché la respirazione cellulare è un processo aerobico?
L'ossigeno funge da accettore di elettroni finale della catena di trasporto degli elettroni. Quindi, in presenza di ossigeno, NADH e FADH2 subiscono 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, solfati e nitrati inorganici fungono da accettori finali di elettroni. È un tipo di respirazione anaerobica. La fermentazione è un altro tipo di respirazione anaerobica in cui il piruvato si converte 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) attraverso Commons Wikimedia
