In breve: la respirazione cellulare produce ATP dal glucosio in tre tappe: glicolisi (citoplasma), ciclo di Krebs (matrice mitocondriale) e fosforilazione ossidativa (membrana interna), dove si genera la maggior parte dell'energia. Il mitocondrio è la centrale energetica della cellula.
La respirazione cellulare avviene nei mitocondri: un organulo che conviene conoscere già dallo studio della cellula. È parte del programma di Biologia del semestre filtro.
Cos'è la respirazione cellulare
La respirazione cellulare aerobica demolisce il glucosio per ricavarne energia sotto forma di ATP. È il processo opposto e complementare alla fotosintesi. Avviene in tre tappe collegate, in parte nel citoplasma e in gran parte nel mitocondrio, e consuma ossigeno producendo CO2 e acqua.
La glicolisi
La glicolisi avviene nel citoplasma e non richiede ossigeno. Una molecola di glucosio (6 atomi di carbonio) viene scissa in due molecole di piruvato (3 atomi ciascuna), con una resa netta di ATP e la produzione di NADH. È la tappa di partenza comune anche ai processi anaerobici (fermentazione).
Il ciclo di Krebs
Nella matrice mitocondriale, il piruvato viene trasformato e immesso nel ciclo di Krebs, che lo ossida completamente liberando CO2. La resa principale non è ATP diretto, ma i trasportatori di elettroni NADH e FADH2, che alimentano la tappa successiva.
La fosforilazione ossidativa
| Tappa | Dove | Resa principale |
|---|---|---|
| Glicolisi | Citoplasma | 2 piruvato, poco ATP, NADH |
| Ciclo di Krebs | Matrice mitocondriale | NADH, FADH2, CO2 |
| Fosforilazione ossidativa | Membrana interna | Gran parte dell'ATP, acqua |
Domande frequenti
Cos'è la respirazione cellulare?
È il processo con cui la cellula ricava energia (ATP) dalla demolizione del glucosio in presenza di ossigeno. Comprende tre tappe: glicolisi, ciclo di Krebs e fosforilazione ossidativa.
Dove avviene la respirazione cellulare?
La glicolisi avviene nel citoplasma; il ciclo di Krebs nella matrice mitocondriale; la fosforilazione ossidativa sulla membrana interna del mitocondrio. Il mitocondrio è la 'centrale energetica' della cellula.
Cos'è la glicolisi?
È la prima tappa: nel citoplasma una molecola di glucosio viene scissa in due di piruvato, con una piccola resa netta di ATP e la produzione di NADH. Non richiede ossigeno.
Cos'è il ciclo di Krebs?
È la tappa che, nella matrice mitocondriale, ossida completamente i derivati del piruvato liberando CO2 e producendo trasportatori di elettroni (NADH e FADH2) e un po' di ATP/GTP.
Cos'è la fosforilazione ossidativa?
È la tappa finale: sulla membrana interna del mitocondrio gli elettroni di NADH e FADH2 percorrono la catena di trasporto e l'ATP sintasi produce la maggior parte dell'ATP. L'ossigeno è l'accettore finale.
Perché il mitocondrio ha una doppia membrana?
La membrana interna, ripiegata in creste, ospita la catena di trasporto degli elettroni e l'ATP sintasi, aumentando la superficie per la produzione di ATP. La doppia membrana crea inoltre lo spazio intermembrana necessario al gradiente protonico.