Varför är cellulär respiration en aerob process

Molekylärt syre tjänar som den sista elektronacceptorn i elektrontransportkedjan under cellulär andning. Eftersom cellulär andning kräver syre betraktas det som en aerob process.

Cellrespiration är de universella uppsättningarna av reaktioner som är involverade i produktionen av energi i form av ATP, utgående från den enkla organiska föreningen, glukos. De tre stegen som är involverade i cellulär andning är glykolys, Krebs-cykel och elektrontransportkedja.  

Viktiga områden som omfattas

1. Vad är cellulär respiration
     - Definition, steg, betydelse
2. Varför är cellulär respiration en aerob process
     - Användning av syre vid cellulär respiration

Nyckelord: Aerobisk respiration, cellulär respiration, elektrontransportkedja, glykolys, Krebs-cykel, molekylär syre

Vad är cellulär respiration

Cell respiration är den process genom vilken den biokemiska energin omvandlas till energin i ATP. Det är en universell process som ses i alla organismer som lever på jorden. Det eliminerar koldioxid och vatten som avfallsprodukter. Kolhydrater, proteiner och fett omvandlas först till glukos och används sedan vid cellulär andning. ATP fungerar som den främsta valutan av cellulär energi. Cell respiration sker genom tre steg: glykolys, Krebs-cykel och elektrontransportkedja.

glykolys

Det första steget med cellulär andning är glykolys där glukosen (C6) är uppdelad i två pyruvat (C3) molekyler. Det förekommer i cytoplasman.

Krebs cykel

Det andra steget med cellulär andning är Krebs-cykeln. De andra namnen på Krebs-cykeln är citronsyracykel och TCA-cykeln. Det förekommer inne i mitokondriematrisen i eukaryoter. Följaktligen importeras de två pyruvatmolekylerna till mitokondrier. I prokaryoter förekommer det i själva cytoplasman. Pyruvatet genomgår sedan oxidativ dekarboxylering för att producera acetyl-CoA, som i sin tur kombinerar med oxaloacetat (C4), som bildar citrat (C6). Slutligen omvandlas allt acetyl-CoA till koldioxid, 6NADH, 2FADH₂, och 2ATPs.

Elektron transport kedja

Det tredje steget med cellulär andning är elektrontransportkedjan. Oxidativ fosforylering är mekanismen för elektrontransportkedjan, och enzymerna i mitokondriella kristaller reglerar detta. Det hjälper till att producera 30 ATP genom att oxidera NADH och FADH₂. Processen för fullständig cellulär andning visas i Figur 1.

Figur 1: Cellulär respiration

Varför är cellulär respiration en aerob process

Syre fungerar som den elektroniska transportkedjans slutliga elektronacceptor. I närvaro av syre, NADH och FADH₂ genomgå oxidativ fosforylering som producerar ATP. Molekylärt syre accepterar två elektroner vid det sista steget i elektrontransportkedjan, vilket producerar vatten. Eftersom processen med cellulär andning kräver syre är det en aerob process.

I frånvaro av syre tjänar oorganiska sulfater och nitrater som den slutliga elektronacceptorn. Det är en typ av anaerob andning. Fermentation är en annan typ av anaerob andning där pyruvat omvandlar antingen till mjölksyra eller etanol i frånvaro av syre.

Slutsats

De tre stegen av cellulär andning är glykolys, Krebs-cykel och elektrontransportkedja. Under glykolys bryts glukosen ner i pyruvat. Under Krebs-cykeln bryts acetyl-CoA helt ned i koldioxid, vilket producerar hög energimolekyler som NADH och FADH₂. Denna NADH och FADH₂ används vid produktion av ATP under elektrontransportkedjan. Eftersom molekylärt syre tjänar som den sista elektronacceptorn i elektrontransportkedjan är cellulär andning en aerob process.

Referens:

1. "Aerob Cellulär Respiration: Stages, Equation & Products." Study.com, Tillgänglig här.

Image Courtesy:

1. "CellRespiration" Av RegisFrey - Egent arbete (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia