L’equazione chimica complessiva per la respirazione cellulare è:
$$C_6H_{12}O_6 + 6O_2 → 6CO_2 + 6H_2O + energia (come ATP)$$
Questa equazione rappresenta la completa degradazione di una molecola di glucosio, uno zucchero semplice, in presenza di ossigeno per produrre anidride carbonica, acqua ed energia sotto forma di ATP. Il processo avviene in tre fasi principali:la glicolisi, il ciclo di Krebs e la catena di trasporto degli elettroni.
1. Glicolisi:
- La glicolisi è la prima fase della respirazione cellulare e avviene nel citoplasma.
- Una molecola di glucosio viene scomposta in due molecole di piruvato.
- Questo processo genera una piccola quantità di ATP (2 molecole di ATP) e NADH (2 molecole di NADH), un trasportatore di elettroni ad alta energia.
2. Ciclo di Krebs (ciclo dell'acido citrico):
- Nei mitocondri avviene il ciclo di Krebs.
- Ogni molecola di piruvato proveniente dalla glicolisi viene ulteriormente scomposta e combinata con il coenzima A per formare acetil CoA.
- Attraverso una serie di reazioni catalizzate da enzimi, l'acetil CoA viene ossidato per rilasciare anidride carbonica e generare ATP (2 molecole di ATP), NADH (3 molecole di NADH) e FADH2 (2 molecole di FADH2).
3. Catena di trasporto degli elettroni (ETC):
- La catena di trasporto degli elettroni si trova nella membrana mitocondriale interna.
- Le molecole NADH e FADH2 generate nella glicolisi e nel ciclo di Krebs trasferiscono i loro elettroni ad alta energia alla catena di trasporto degli elettroni.
- Mentre gli elettroni si muovono lungo la catena, la loro energia viene utilizzata per pompare ioni idrogeno (H+) attraverso la membrana, creando un gradiente.
- Il flusso degli ioni idrogeno indietro attraverso l'ATP sintasi, un enzima, guida la sintesi dell'ATP (fino a 34 molecole di ATP).
- L'ossigeno funge da accettore finale di elettroni e l'acqua si forma come sottoprodotto.
In sintesi, la respirazione cellulare comporta la scomposizione del glucosio in presenza di ossigeno per produrre energia sotto forma di ATP. Il processo avviene attraverso tre fasi:la glicolisi, il ciclo di Krebs e la catena di trasporto degli elettroni. Ciascuno stadio genera ATP, NADH e FADH2, che vengono utilizzati per produrre ATP nella catena di trasporto degli elettroni.
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