Mô tả chi tiết quá trình hô hấp tế bào hiếu khí, nêu vị trí, nguyên liệu, sản phẩm và năng lượng thu được ở từng giai đoạn.

Quá trình hô hấp tế bào hiếu khí ở tế bào eukaryote gồm bốn giai đoạn chính: Glycolysis, Chuyển hóa pyruvate (liên kết), Chu trình TCA (Krebs) và Chuỗi vận chuyển điện tử – Phosphoryl hóa oxy hóa. Dưới đây là mô tả chi tiết vị trí, nguyên liệu, sản phẩm và năng lượng thu được ở từng giai đoạn (tính trên 1 phân tử glucose): 1. Glycolysis (Phân giải đường) – Vị trí: Tế bào chất (dịch nguyên sinh) – Nguyên liệu: 1 Glucose + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ – Sản phẩm: 2 Pyruvate + 2 ATP (nhàn rỗi) + 2 NADH + 2 H+ – Năng lượng thu được: Net 2 ATP + 2 NADH (mỗi NADH tương đương ~2,5 ATP khi qua chuỗi điện tử) 2. Chuyển hóa pyruvate (Oxh hóa pyruvate → Acetyl-CoA) – Vị trí: Ma trận ty thể – Nguyên liệu: 2 Pyruvate + 2 CoA + 2 NAD+ – Sản phẩm: 2 Acetyl-CoA + 2 CO2 + 2 NADH – Năng lượng thu được: 2 NADH (≈ 5 ATP sau phosphoryl hóa oxy hóa) 3. Chu trình TCA (Krebs) – Vị trí: Ma trận ty thể – Nguyên liệu (cho 2 Acetyl-CoA): 6 NAD+ + 2 FAD + 2 GDP (hoặc ADP) + 2 Pi – Sản phẩm: 4 CO2 + 6 NADH + 2 FADH2 + 2 GTP (hay ATP) – Năng lượng thu được: 2 ATP trực tiếp + 6 NADH (≈ 15 ATP) + 2 FADH2 (≈ 3 ATP) 4. Chuỗi vận chuyển điện tử & Phosphoryl hóa oxy hóa – Vị trí: Màng trong ty thể – Nguyên liệu: Tất cả NADH, FADH2 sinh ra ở các giai đoạn trên + O2 + ADP + Pi – Sản phẩm: H2O + ATP – Cơ chế: • NADH → phức hợp I, FADH2 → phức hợp II → vận chuyển e– qua các trung tâm Fe–S, cytochrom… • Bơm H+ từ ma trận ra khoang liên màng, tạo gradien điện-hóa. • H+ tràn về qua ATP synthase → tổng hợp ATP. – Năng lượng thu được: Khoảng 25 ATP từ 10 NADH (10 × 2,5) + 3 ATP từ 2 FADH2 (2 × 1,5) ≈ 28 ATP Tổng kết toàn bộ chu trình (từ 1 glucose): – ATP trực tiếp (sơ cấp): 2 (glycolysis) + 2 (TCA) = 4 ATP – ATP từ NADH/FADH2 qua phosphoryl hóa oxy hóa: ≈ 28 ATP → Tổng cộng: khoảng 32 ATP (một số sách ghi 30 ATP do hao hụt vận chuyển NADH từ tế bào chất vào ty thể). Sản phẩm phụ: CO2 (thải ra môi trường), H2O. Đây là con đường tối ưu về năng lượng để tế bào thu về nhiều ATP nhất nhờ oxy làm chất nhận điện tử cuối cùng.