Содержание
- Определение окисления и восстановления
- Важность клеточного дыхания
- Восстановление или окисление
- Процесс брожения
Во время аэробного дыхания кислород, поглощаемый клеткой, соединяется с глюкозой для производства энергии в форме аденозинтрифосфата (АТФ), и клетка выделяет углекислый газ и воду. Это реакция окисления, при которой глюкоза окисляется, а кислород восстанавливается. Этот процесс имеет решающее значение для всех эукариот, которые представляют собой крупные клетки, которые содержат ядро и другие органеллы и которые образуют сложные организмы, такие как люди. Дыхание у большинства прокариот, таких как некоторые бактерии, является анаэробным. Он включает в себя реакции окисления / восстановления, которые производят энергию без кислорода.
Определение окисления и восстановления
Окисление и восстановление - это слова, которые относятся к обмену электронов в химической реакции. Когда химики впервые описали реакции окисления / восстановления, они использовали термин «окисление» для обозначения только реакций, в которых другие химические вещества были связаны с кислородом. Они ссылались на реакции, которые превращали химическое вещество обратно в чистую форму, такую как реакция, которая удаляла кислород из магния и оставляла только магний, как реакции восстановления. Однако, когда ученые узнали больше о базовых механизмах, стало ясно, что при окислении элемент теряет один или несколько электронов для кислорода, а при восстановлении элемент приобретает электроны.
Важность клеточного дыхания
АТФ, образующийся при клеточном дыхании, представляет собой химическое топливо, которое приводит в действие каждую реакцию в клетке, прямо или косвенно. Дыхание происходит в каждой клетке человеческого организма, а также в клетках почти каждого эукариота. Тот факт, что наши клетки зависят от этой реакции, является причиной того, что люди вдыхают кислород и выделяют углекислый газ.
Восстановление или окисление
Процесс клеточного дыхания включает в себя два основных этапа. На первом этапе, который ученые называют гликолизом, глюкоза расщепляется. Во втором, аэробное дыхание разрушает остатки глюкозы дальше. Во время аэробного дыхания кислород восстанавливается, отдавая электрон водороду с образованием воды. Весь процесс клеточного дыхания окисляет глюкозу. Это производит большую часть энергии, выделяемой при клеточном дыхании.
Процесс брожения
Ферментация также включает окисление и восстановление, и она производит АТФ, но делает это менее эффективно. Некоторые простые организмы, такие как дрожжи, используют этот процесс в отсутствие кислорода. Даже люди используют ферментацию как своего рода резерв для клеточного дыхания в мышечных клетках, лишенных кислорода. Во время ферментации окисляется химическое вещество под названием никотинамид-адениндинуклеотид + водород (NADH), а химическое вещество под названием пируват восстанавливается. Этот процесс производит только две молекулы АТФ на молекулу глюкозы, в то время как клеточное дыхание производит 36 молекул АТФ из одной молекулы глюкозы.