Wyjaśnienie:
Oddychanie tlenowe zachodzi w trzech etapach:
glikoliza,
cykl kwasu cytrynowego (cykl Krebsa),
łańcuch oddechowy.
Glikoza jest ciągiem reakcji przekształcających glukozę w pirogronian bez udziału tlenu. Zachodzi w cytoplazmie. U organizmów tlenowych jest wstępem do cyklu Krebsa i łańcucha transportującego elektrony. Natomiast u organizmów beztlenowych oraz u tlenowych w warunkach deficytu tlenu (np. w mięśniach) jest zasadniczym sposobem pozyskiwania energii. Podczas glikolizy 1 cząsteczka glukozy zostaje rozłożona na 2 cząsteczki trójwęglowego związku – pirogronianu Główne etapy oddychania tlenowego (wg Wiśniewski, 1994, zmienione)
W początkowych fazach procesu następuje dwukrotna fosforylacja, co wymaga zużycia 2 cząsteczek ATP. Później energia chemiczna uwalniana podczas przekształceń trójwęglowych produktów pośrednich (aldehydu 3-fosfoglicerynowego) pozwala na przyłączenie kolejnych reszt fosforanowych, po jednej do każdej cząsteczki produktu. Przeniesienie wszystkich reszt fosforanowych z ich wiązaniami wysoko energetycznymi na ADP umożliwia syntezę, na drodze fosforylacji substratowej, 4 cząsteczek ATP. Zysk glikolizy stanowią 2 cząsteczki ATP oraz 2 cząsteczki zredukowanego NADH, który powstaje dzięki dehydrogenacji aldehydu 3-fosfoglicerynowego. Aby proces mógł zachodzić w sposób ciągły, NADH+H+ musi ulec z powrotem utlenieniu do NAD+, co w warunkach tlenowych zachodzi w łańcuchu oddechowym, albo w inny sposób podczas oddychania beztlenowego.
W oddychaniu tlenowym wytworzony w glikolizie kwas pirogronowy w tzw. reakcji pomostowej zostaje przekształcony w acetylo-CoA (dekarboksylacja z równoczesnym utlenieniem dwuwęglowego produktu i przyłączeniem do niego koenzymu A). W reakcji tej odłączają się dwa atomy wodoru (2 protony i 2 elektrony), które przejmuje NAD+, ulegając redukcji do NADH+H+. Proces zachodzi w matrix mitochondrialnej.
Następny etap to cykl kwasu cytrynowego, zachodzący także w matrix mitochondriów, polega na utlenieniu acetylo-CoA do dwutlenku węgla oraz atomów wodoru (w postaci elektronów o wysokiej energii i protonów). W cyklu Krebsa grupy acetylowe acetylo-CoA nie są utleniane bezpośrednio, ale przenoszone z acetylo-CoA do czterowęglowej cząsteczki kwasu szczawiooctowego. Powstaje wówczas sześciowęglowy kwas cytrynowy, który ulega kolejnym przemianom zmierzającym do odtworzenia kwasu szczawiooctowego. Wśród reakcji cyklu najistotniejsze są dwie dekarboksylacje, prowadzące do powstania cząsteczek. Wiem dużo
