• il metabolismo
• le reazioni esoergoniche ed endoergoniche
• l'ATP
• le fermentazioni
• la fotosintesi

Questa prima fase avviene nel citoplasma di tutte le cellule, procariote od eucariote: una molecola di glucosio, a sei atomi di carbonio viene trasformata, tramite 9 reazioni, in due molecole di acido piruvico a tre atomi di carbonio. Queste reazioni sono accompagnate da una liberazione di energia.

Nella parte iniziale della glicolisi si ha il consumo di 2 ATP, necessari a destabilizzare i legami centrali della molecola di glucosio e spezzarlo in due molecole di fosfogliceraldeide. Nella parte finale della sequenza si otterranno 4 ATP e due NADH (un coenzima che funziona da trasportatore di atomi di H ed elettroni).

La reazione completa di questa prima fase della demolizione del glucosio può essere così scritta:

 
All'interno delle molecole di acido piruvico sono ancora presenti grandi quantità di energia disponibile.

Questa seconda fase della demolizione del glucosio avviene all'interno del mitocondrio negli eucarioti, mentre nei procarioti può avvenire nel citoplasma e lungo le membrane cellulari. In entrambi i casi richiede la presenza di ossigeno (da cui il termine respirazione); gli organismi anaerobi devono procedere nella demolizione con i processi di fermentazione, attraverso i quali riusciranno a restituire NAD⁺ alla glicolisi.
Negli eucarioti la respirazione è suddivisa in ciclo di Krebs, che si realizza nella matrice e nella catena respiratoria, che è localizzata sulle creste mitocondriali.

L'acido piruvico prodotto dalla glicolisi subisce una prima reazione in cui perde una molecola di CO₂ e forma una molecola 
di NADH + H⁺. Il residuo viene legato ad un coenzima e si forma Acetil CoA (acetil coenzima A).

La reazione completa di questa prima fase della demolizione del glucosio può essere così scritta:

 
Tutta la reazione è scritta con un coefficiente "due" perché avviene a carico delle due molecole di acido piruvico prodotte a partire da una molecola di glucosio.

A questo punto l'acetil CoA entra in una sequenza ciclica di reazioni, il ciclo di Krebs; sono nove reazioni in cui si liberano 2 molecole di anidride carbonica, CO₂, e si formano 6 molecole di NADH + H⁺ e 2 di FADH₂.
La reazione complessiva del ciclo di Krebs è:

A questo punto della demolizione del glucosio la quantità di energia liberata è ancora minima rispetto al contenuto iniziale presente, nonostante che ormai il glucosio sia già completamente convertito in CO₂. L'energia è temporaneamente sistemata all'interno delle molecole dei trasportatori che, a questo punto dovrano cederla. La catena respiratoria è la serie di passaggi che porta NADH + H⁺ e  FADH₂ a cedere l'energia che possiedono per formare ATP.
Gli enzimi responsabili della catena respiratoria sono localizzati sulle membrane delle creste mitocondriali: si tratta di una catena di trasporto di elettroni che si conclude con l'ossigeno che, legandosi all'idrogeno, forma acqua, il prodotto finale della demolizione del glucosio. Durante il flusso di elettroni si liberano 34 molecole di ATP e si formano sei molecole di acqua per ogni molecola di glucosio demolita. Allo stesso tempo si rigenerano i trasportatori NAD⁺ e FAD, che possono tornare alla glicolisi e al ciclo di Krebs per raccogliere altri atomi di idrogeno ed elettroni.

La reazione complessiva della demolizione del glucosio, limitata all'ATP, è:

Da una molecola ad alto contenuto energetico, il glucosio, si è arrivati ad ottenere molecole a basso contenuto energetico e ATP. Giornalmente ognuna delle nostre cellule consuma, per svolgere la propria attività metabolica 1440-2800 miliardi di molecole di ATP; l'intero corpo ne consuma circa 40 Kg al giorno, in condizioni di riposo!

Domande ed esercizi