Concetti Chiave
- La respirazione cellulare include la glicolisi, il ciclo di Krebs e la catena di trasporto degli elettroni, che producono ATP utilizzando ossigeno.
- La glicolisi scinde il glucosio in acido piruvico, generando una piccola quantità di ATP e trasferendo atomi di idrogeno a coenzimi.
- Il ciclo di Krebs produce diossido di carbonio e acqua e trasferisce gruppi fosfato all'ADP per formare ATP, senza coinvolgere ossigeno libero.
- La catena di trasporto degli elettroni utilizza atomi di idrogeno divisi in ioni ed elettroni per creare ATP, con ossigeno come accettore finale degli elettroni.
- Il processo complessivo della catena di trasporto degli elettroni produce una grande quantità di ATP e acqua, minimizzando la perdita di energia sotto forma di calore.
Gli eventi che utilizzano l’ossigeno sono indicati complessivamente come respirazione cellulare. Gli eventi delle tre principali vie metaboliche che prendono parte alla respirazione cellulare (la glicolisi, il ciclo di Krebs e la catena di trasporto degli elettroni ).
Glicolisi e ciclo di Krebs
L’ossidazione mediante sottrazione di atomi di idrogeno (che sono transitoriamente trasferiti a coenzimi) è una funzione importante della glicolisi e del ciclo di Krebs.
La glicolisi scinde una molecola di glucosio in due molecole di acido piruvico con un processo che produce una piccola quantità di ATP. Il ciclo di Krebs produce praticamente tutto il diossido di carbonio e l’acqua che si formano nella respirazione cellulare. Come la glicolisi, il ciclo di Krebs fornisce una piccola quantità di ATP trasferendo gruppi fosfato altamente energetici direttamente dalle sostanze fosforilate all’ADP. L’ossigeno libero non prende parte a questo pro cesso.Catena di trasporto degli elettroni
La catena di trasporto degli elettroni è la sequenza di reazioni che serve a produrre ATP Gli atomi di idrogeno rimossi nelle prime due fasi metaboliche vengono trasferiti, per mezzo di coenzimi, alle proteine della catena di trasporto degli elettroni, che fanno parte della membrana delle creste mitocondriali. Qui gli atomi di idrogeno sono divisi in ioni idrogeno (H+) ed elettroni (e_).
Gli elettroni «cadono» lungo un gradiente energetico, passando da un trasportatore a un altro a più basso livello di energia, e cedono il loro «carico» energetico un passaggio dopo l’altro in quantità sufficientemente piccola da consentire alla cellula di legare fosfato all’ADP producendo ATP. L’accettore finale di questi elettroni è l’ossigeno che, unendosi a ioni idrogeno, forma acqua. Il bilancio complessivo di questo processo è quindi la formazione di acqua e di una elevata quantità di ATP. L’aspetto meraviglioso di questo sistema è che, a differenza della reazione esplosiva che avviene di solito quando l’O2 si combina direttamente con l’idrogeno, l’energia perduta come calore (e luce) è in quantità relativamente piccola.
Domande da interrogazione
- Quali sono le tre principali vie metaboliche coinvolte nella respirazione cellulare?
- Qual è il ruolo dell'ossigeno nella catena di trasporto degli elettroni?
- Come viene prodotta l'ATP durante la respirazione cellulare?
Le tre principali vie metaboliche coinvolte nella respirazione cellulare sono la glicolisi, il ciclo di Krebs e la catena di trasporto degli elettroni.
L'ossigeno funge da accettore finale degli elettroni nella catena di trasporto degli elettroni, unendosi a ioni idrogeno per formare acqua.
L'ATP viene prodotta attraverso la glicolisi e il ciclo di Krebs, che forniscono piccole quantità di ATP, e principalmente attraverso la catena di trasporto degli elettroni, dove l'energia degli elettroni viene utilizzata per legare fosfato all'ADP.
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