العملية التي تستعمل فيها الأكسجين لتحليل الجلوكوز وتحرير الطاقة هي عملية التنفس الخلوي. وهي عملية معقدة تتكون من سلسلة من التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الخلايا الحية.
تبدأ عملية التنفس الخلوي بتحلل الجلوكوز إلى بيروفات. يحدث هذا التفاعل في الميتوكوندريا، وهي عضيات خلوية تشبه الكيس. ينتج عن تحلل الجلوكوز طاقة في شكل ATP، وهو جزيء يوفر الطاقة للخلايا للقيام بوظائفها.
بعد ذلك، يدخل البيروفات إلى سلسلة نقل الإلكترونات. في هذه السلسلة، ينتقل الإلكترونات من البيروفات إلى الأكسجين. ينتج عن هذا التفاعل إطلاق مزيد من الطاقة في شكل ATP.
ينتج عن عملية التنفس الخلوي إخراج ثاني أكسيد الكربون والماء. ثاني أكسيد الكربون هو غاز سام يخرج من الجسم عن طريق الرئتين. الماء هو سائل مهم للحياة.
يمكن تقسيم عملية التنفس الخلوي إلى مرحلتين رئيسيتين:
- المرحلة الأولى: تحلل الجلوكوز إلى بيروفات.
- المرحلة الثانية: سلسلة نقل الإلكترونات.
المرحلة الأولى: تحلل الجلوكوز إلى بيروفات
في هذه المرحلة، يتم تقسيم جزيء الجلوكوز إلى جزيئين من البيروفات. يحدث هذا التفاعل في عدة خطوات، تنتج كل منها كمية صغيرة من ATP.
المرحلة الثانية: سلسلة نقل الإلكترونات
في هذه المرحلة، يدخل البيروفات إلى سلسلة نقل الإلكترونات. في هذه السلسلة، ينتقل الإلكترونات من البيروفات إلى الأكسجين. ينتج عن هذا التفاعل إطلاق مزيد من الطاقة في شكل ATP.
يتم استخدام الطاقة الناتجة عن عملية التنفس الخلوي للقيام بالعديد من الوظائف المهمة في الخلايا الحية، مثل:
- بناء البروتينات والكربوهيدرات والدهون.
- نقل المواد عبر أغشية الخلايا.
- تقلص العضلات.
- نقل الإشارات العصبية.
تعتمد جميع الكائنات الحية تقريباً على عملية التنفس الخلوي للحصول على الطاقة.
