Hvor mange ATP-molekyler pr. glukose får en celle fra hvert af de tre stadier cellulær respiration?

Cellulær respiration finder sted i tre hovedstadier:glykolyse, Krebs-cyklussen (også kendt som citronsyrecyklussen) og oxidativ fosforylering. Her er en oversigt over ATP-udbyttet fra hver fase:

1. Glykolyse (1 netto ATP):

- Glykolyse forekommer i cytoplasmaet og er den indledende fase af cellulær respiration.

- To molekyler ATP forbruges under de indledende trin af glykolysen.

- Fire molekyler af ATP produceres senere i glykolysen gennem phosphorylering på substratniveau af ADP.

- Nettogevinsten fra glykolyse er 4 ATP minus de 2 anvendte ATP, hvilket resulterer i 1 netto ATP-molekyle.

2. Krebs-cyklus (2 netto ATP):

- Krebs-cyklussen foregår i mitokondriematrixen.

- Acetyl CoA, afledt af nedbrydning af glucose eller fedtsyrer, kommer ind i kredsløbet.

- I løbet af cyklussen dannes der højenergimolekyler, som så bruges til at producere ATP.

- For hver acetyl CoA, der kommer ind i cyklussen, produceres 3 molekyler NADH, 2 molekyler FADH2 og 1 molekyle GTP (som kan udskiftes med ATP).

- Dette giver i alt 12 potentielle ATP-molekyler (3 NADH x 3 ATP + 2 FADH2 x 2 ATP + 1 GTP x 1 ATP).

- Der bruges dog 2 ATP-molekyler i cyklussen til aktivering af acetyl CoA, så nettogevinsten fra Krebs-cyklussen er 2 ATP-molekyler.

3. Oxidativ phosphorylering (op til 34 netto ATP):

- Oxidativ phosphorylering sker i den indre mitokondriemembran.

- Under denne proces passerer NADH og FADH2 produceret i glykolyse og Krebs-cyklussen deres elektroner gennem elektrontransportkæden, hvilket skaber en elektrokemisk protongradient.

- ATP-syntase bruger energien fra denne gradient til at omdanne ADP til ATP gennem oxidativ phosphorylering.

- Der produceres ca. 3 molekyler ATP for hvert NADH-molekyle og 2 molekyler ATP for hvert FADH2-molekyle.

- Glykolyse og Krebs-cyklussen producerer i alt 10 NADH- og 2 FADH2-molekyler pr. glukosemolekyle.

- Derfor er det potentielle ATP-udbytte fra oxidativ phosphorylering 34 ATP (10 NADH x 3 ATP + 2 FADH2 x 2 ATP).

Opsummering:

- Glykolyse:1 netto ATP

- Krebs-cyklus:2 netto ATP

- Oxidativ phosphorylering:op til 34 netto ATP

Når alle stadier er kombineret, kan den fuldstændige nedbrydning af ét molekyle glucose via cellulær respiration potentielt give op til 37 netto ATP-molekyler (1 netto ATP fra glykolyse, 2 netto ATP fra Krebs cyklus og 34 ATP fra oxidativ phosphorylering). Denne proces gør det muligt for cellen at generere ATP, som er den primære energivaluta for cellulære funktioner.