Hô hấp là một quá trình sinh học phức tạp, trong đó các sinh vật sống trao đổi khí với môi trường. Quá trình này bao gồm việc hấp thụ oxy (O2) để sử dụng trong các phản ứng oxy hóa khử, tạo ra năng lượng (ATP) cần thiết cho các hoạt động sống, đồng thời thải ra carbon dioxide (CO2) và nước (H2O) làm chất thải.
Các giai đoạn (quá trình) chủ yếu của hô hấp:
Hô hấp tế bào, quá trình chính tạo ra năng lượng cho tế bào, thường được chia thành ba giai đoạn chính:
Đường phân (Glycolysis):
Đây là giai đoạn đầu tiên của quá trình hô hấp tế bào, diễn ra trong tế bào chất.
Trong giai đoạn này, một phân tử glucose (C6H12O6) được phân giải thành hai phân tử pyruvate (C3H4O3).
Quá trình này tạo ra một lượng nhỏ ATP và NADH (một phân tử mang năng lượng).
Chu trình Krebs (Chu trình axit citric):
Giai đoạn này diễn ra trong chất nền của ti thể.
Pyruvate từ đường phân được chuyển hóa thành acetyl-CoA, sau đó tham gia vào một chuỗi các phản ứng hóa học tạo ra ATP, NADH và FADH2 (một phân tử mang năng lượng khác), đồng thời giải phóng CO2.
Chuỗi chuyền electron (Electron Transport Chain) và tổng hợp ATP:
Giai đoạn này diễn ra ở màng trong của ti thể.
Các phân tử NADH và FADH2 từ các giai đoạn trước chuyển electron qua một chuỗi các protein, tạo ra một dòng proton (H+) qua màng.
Dòng proton này sau đó được sử dụng để tổng hợp một lượng lớn ATP thông qua quá trình phosphoryl hóa oxy hóa.
Mối liên hệ giữa các giai đoạn:
Các giai đoạn của hô hấp tế bào liên kết chặt chẽ với nhau. Pyruvate được tạo ra từ đường phân là nguyên liệu cho chu trình Krebs. Các phân tử NADH và FADH2 được tạo ra từ cả đường phân và chu trình Krebs cung cấp electron cho chuỗi chuyền electron để tạo ra ATP.
Vai trò của hô hấp đối với cơ thể sống:
Cung cấp năng lượng: Vai trò quan trọng nhất của hô hấp là cung cấp năng lượng (ATP) cho tất cả các hoạt động sống của tế bào và cơ thể, bao gồm:
Tổng hợp các chất hữu cơ
Vận chuyển các chất
Co cơ
Duy trì nhiệt độ cơ thể
Loại bỏ chất thải: Hô hấp giúp loại bỏ CO2, một chất thải của quá trình trao đổi chất, ra khỏi cơ thể.
Cung cấp các chất trung gian: Các chất trung gian được tạo ra trong quá trình hô hấp cũng được sử dụng trong các quá trình sinh tổng hợp khác.