Cellulaire ademhaling is het proces waarbij cellen glucose afbreken met zuurstof om de energie op te slaan als adeninetrifosfaat (ATP). Energie uit ATP wordt gebruikt om de cel te helpen bij het uitvoeren van dagelijkse functies zoals groeien, delen en zichzelf herstellen. Glucose kan ofwel door fotosynthese in plantencellen worden aangemaakt of in dierlijke cellen worden ingenomen. Zuurstof kan worden geabsorbeerd of ingeademd. Een constante toevoer van zowel glucose als zuurstof is nodig om de cel te laten overleven. De vier stadia van cellulaire ademhaling zijn glycolyse, de overgangsfase, de citroenzuurcyclus en de elektronentransportketen. Door dit proces worden 38 moleculen ATP gemaakt voor elk molecuul glucose.

Glycolyse

Glucose wordt afgebroken in het cytoplasma van de cel tijdens de glycolysestadium. Twee fosfaatgroepen hechten zich vast aan het glucosemolecuul en de glucose wordt gesplitst in twee identieke verbindingen. Een waterstofion met twee elektronen wordt uit elk van deze verbindingen verwijderd en bevestigd aan een nicotinamide-adenine-dinucleotide om NADH te vormen. Nog twee waterstofatomen worden verwijderd en binden zich met de zuurstof om water te vormen. De overblijvende koolstofverbinding wordt opgebroken in twee moleculen pyruvaat. In deze fase worden twee ATP-moleculen gewonnen.

Transition Stage en de Krebs-cyclus

De overgangsfase vindt plaats in de mitochondriën. Het pyruvaat wordt gecombineerd met NAD + om NADH- en acetylcoenzym A-moleculen te vormen. De volgende stap is de Krebs-cyclus, ook bekend als de citroenzuurcyclus. In de krebs-cyclus worden de waterstofatomen verwijderd uit de acetyl co-enzym A moleculen om de elektronen te gebruiken om ATP te creëren. Uiteindelijk is het enige dat overblijft van de acetyl co-enzym A-moleculen koolstof, dat zich vermengt met de zuurstof tot koolstofdioxide die wordt uitgestoten als een afvalproduct. De krebs-cyclus creëert vier ATP-moleculen.

Electron-transportketen

De NADH die in de vorige stadia van cellulaire ademhaling is gemaakt, maakt de elektronen vrij in de elektronentransportketen. Elke volgende molecule in de keten heeft een grotere aantrekkingskracht op het elektron, dus het elektron gaat door de keten tot het aan het einde een zuurstofatoom bereikt, waar het water vormt en wordt vrijgegeven. Onderweg geeft het energie vrij die wordt gebruikt om ATP-moleculen te maken. De elektronentransportketen creëert 32 moleculen ATP.