تنفس هوازی, به انگلیسی aerobic respiration بهینه ترین نوع تنفس سلولی است که به اکسیژن وابسته است, و در چند مرحله قند کافت, اکسایش پیرووات, چرخه کربس, و میتوکندری رخ می‌دهد.

One major catabolic pathway is cellular respiration, which breaks down glucose and other organic fuels in the presence of oxygen to carbon dioxide and water.

• Campbell Biology, 12 edition - Unit 2 - Chapter 8 - An introduction to Metabolism - Concept 8.1 - Page 144

The cells of most eukaryotic and many prokaryotic organisms can carry out aerobic respiration.

• Campbell Biology, 12 edition - Cellular Respiration and Fermentation - Chapter 9 - Page 165

So, in general, we see fuels with multiple C-H bonds oxidized into products with multiple C-O bonds.

• Campbell Biology, 12 edition - Cellular Respiration and Fermentation - Chapter 9 - Page 166

For each molecule of glucose degrade to $CO_2$ and $H_2O$ by respiration, the cell makes up to about 32 molecules of ATP, each with 7.3 kcal/mol of free energy.

• Campbell Biology, 12 edition - Cellular Respiration and Fermentation - Chapter 9 - Page 169

ایجاد ATP نوعی واکنش سنتز آب دهی است، و همواره با تولید آب همراه است؛ تولید ATP در مواقع غناء آن کمتر است, و در بهترین شرایط, برای هر گلوکوز ۳۰ مولکول ATP تولید می‌شود.

مراحل

If energy is released from a fuel all at once, it cannot be harnessed efficiently for constructive work. For example, if a gasoline tank explodes, it cannot drive a car very far. Cellular respiration does not oxidize glucose (or any other organic fuel) in a single explosive step either. Rather, glucose is broken down in a series of steps, each one catalyzed by an enzyme.

• Campbell Biology, 12 edition - Cellular Respiration and Fermentation - Stepwise Energy Harvest via NAD+ and the Electron Transport Chain - Chapter 9 - Page 167

قند کافت

قندکافت, مثل تنفس بی‌هوازی, اولین مرحله تنفس هوازی است که در آن هیچ اکسیژنی مصرف نمی‌شود, و به ازای هر گلوکوز, ۲ اسید پیرووات و ۴ ATP تولید می‌شود.

Glycolysis release less than a quarter of the chemical energy in glucose that can be harvested by cells; most of the energy remains stockpiled in the two molecules of pyruvate.

• Campbell Biology, 12 edition - Chapter 9 - Cellular Respiration and Fermentation - Concept 9.3 - Page 171

اکسایش پیرووات

در یوکاریوت ها, ۲ مولکول پیروات با انتقال فعال وارد میتوکندری می‌شوند, و در طی اکسایش با مشارکت coenzyme A استیل کو آنزیم A یا acetyl CoA و CO2 تولید می‌شود که در چرخه کربس یا citric acid کاربرد دارند.

When $O_2$ is present, the pyruvate in eukaryotic cells enters a mitochondrion, where the oxidation of glucose is completed. In aerobically respiring prokaryotic cells, this process occurs in the cytosol.

• Campbell Biology, 12 edition - Chapter 9 - Cellular Respiration and Fermentation - Concept 9.3 - Page 171

Upon entering the mitochondrion via active transport, pyruvate is first converted to a compound called acetyl enzyme A, or acetyl CoA.

• Campbell Biology, 12 edition - Chapter 9 - Cellular Respiration and Fermentation - Concept 9.3 - Page 171

چرخه کربس

چرخه کربْس یا سیتریک اسید, مجموعه‌ای از واکنش های آنزیمی است که با استیل کو آنزیم A انجام می‌شود, و برخلاف گلیکولیز و اکسایش پیرووات که ۲ ترکیب پرانرژی ساخته می‌شود, در چرخه کربس ۳ نوع ترکیب پر انرژی, NADH, و FADH2 و ATP و CO2 تولید می‌شود.

در طی اکسایش FAD برخلاف NAD+, هیچ یون هیدرونیومی تولید نمی‌شود.

The citric acid cycle is also called the tricarboxylic acid cycle or the Kerbs cycle, the latter honoring Hans Kerbs.

• Campbell Biology, 12 edition - Unit 2 - Chapter 9 - Cellular Respiration and Fermentation - Page 172

The reduced coenzymes, NADH and $FADH_2$, shuttle their cargo of high-energy electrons into the electron transport chain.

• Campbell Biology, 12 edition - Unit 2 - Chapter 9 - Cellular Respiration and Fermentation - Page 172

متوکندری

زنجیره انتقال الکترون

زنجیره انتقال الکترون, زنجیره‌ای متشکل از ۵ عضو در راستای غشای داخلی میتوکندری است که ۳ تای آن ها پمپ-فعال با شکل های متفاوت هستند, و ۲ عضو دیگر ساختار غیر پروتئینی دارند.

آخرین پذیرنده الکترون در زنجیره انتقال الکترون مولکول $O_2$ است که تبدیل به ین اکسید می‌شود.

فعالیت زنجیره با سیانور و CO مختلف می‌شود.

The hydrogen atoms are not transferred directly to O2, but instead are usully passed first to an electron carrier, a coenzyme called nicotinamide adenine dinucleotide, a derivative of the vitamin niacin. This coenzyme is well suited as an electron carrier because it can cycle easily between its oxidized form, NAD+ and its reduced form, NADH. As an electron acceptor, NAD+ functions as an oxidizing agent during respiration.

• Campbell Biology, 12 edition - Cellular Respiration and Fermentation - Stepwise Energy Harvest via NAD+ and the Electron Transport Chain - Chapter 9 - Page 167

How does NAD+ trap electrons from glucose and the other organic molecules in food? Enzymes called dehydrogenases remove a pair of hydrogen atoms (2 electrons and 2 protons) from the substrate, thereby oxidizing it. The encyme delivers the 2 electrons along with 1 proton to its coenzyme, NAD+, forming NADH. The other proton is released as a hydrogen ion (H+) into the surrounding solution.

• Campbell Biology, 12 edition - Cellular Respiration and Fermentation - Stepwise Energy Harvest via NAD+ and the Electron Transport Chain - Chapter 9 - Page 167

آنزیم ATP ساز

از دو بخش کانالی و آنزیمی تشکیل شده است.