Tijdens aerobe ademhaling combineert de zuurstof die door een cel wordt opgenomen met glucose om energie te produceren in de vorm van adenosinetrifosfaat (ATP), en de cel stoot kooldioxide uit en water. Dit is een oxidatiereactie waarbij glucose wordt geoxideerd en zuurstof wordt verlaagd. Dit proces is van cruciaal belang voor alle eukaryoten, dat zijn grote cellen die een kern en andere organellen bevatten en die complexe organismen vormen, zoals mensen. Ademhaling bij de meeste prokaryoten, zoals bepaalde bacteriën, is anaëroob. Het gaat om oxidatie /reductiereacties die energie produceren zonder zuurstof.
Oxidatie en reductie gedefinieerd

Oxidatie en reductie zijn woorden die verwijzen naar de manier waarop elektronen worden uitgewisseld in een chemische reactie. Toen chemici voor het eerst oxidatie /reductiereacties beschreven, gebruikten ze de term "oxidatie" om alleen te verwijzen naar reacties waarbij andere chemicaliën aan zuurstof waren gebonden. Ze noemden reacties die een chemische stof weer in een pure vorm omzetten, zoals een die de zuurstof uit magnesium verwijderde en alleen magnesium liet, als reductiereacties. Toen wetenschappers meer ontdekten over de onderliggende mechanismen, werd het echter duidelijk dat bij oxidatie een element een of meer elektronen aan zuurstof verliest en als reductie een element elektronen won.
Het belang van cellulaire ademhaling

De ATP geproduceerd bij cellulaire ademhaling is een chemische brandstof die elke reactie in de cel aanstuurt, direct of indirect. Ademhaling vindt plaats in elke cel in het menselijk lichaam, evenals in de cellen van bijna elke eukaryoot. Het feit dat onze cellen van deze reactie afhankelijk zijn, is de reden dat mensen zuurstof inademen en koolstofdioxide uitademen.
Reductie of oxidatie

Het proces van cellulaire ademhaling omvat twee hoofdstappen. In de eerste stap, die wetenschappers glycolyse noemen, wordt glucose afgebroken. In het tweede deel breekt aerobe ademhaling de resten van de glucose verder naar beneden. Tijdens aërobe ademhaling wordt zuurstof verminderd, waardoor een elektron wordt gedoneerd aan waterstof om water te vormen. Het hele proces van cellulaire ademhaling oxideert glucose. Dit produceert het grootste deel van de energie die vrijkomt bij cellulaire ademhaling.
Het proces van gisting

Fermentatie omvat ook oxidatie en reductie, en het produceert ATP, maar dit doet het minder efficiënt. Sommige eenvoudige organismen, zoals gisten, gebruiken dit proces in afwezigheid van zuurstof. Zelfs mensen gebruiken fermentatie als een soort back-up voor cellulaire ademhaling in spiercellen zonder zuurstof. Tijdens de gisting wordt een chemische stof genaamd nicotinamide adenine dinucleotide + waterstof (NADH) geoxideerd en wordt een chemische stof genaamd pyruvaat gereduceerd. Dit proces produceert slechts twee ATP-moleculen per glucosemolecule, terwijl cellulaire ademhaling 36 ATP-moleculen produceert uit een enkele glucosemolecule.