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एरोबिक श्वसन के दौरान, सेल द्वारा ली जाने वाली ऑक्सीजन एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) के रूप में ऊर्जा का उत्पादन करने के लिए ग्लूकोज के साथ जोड़ती है, और सेल कार्बन डाइऑक्साइड और पानी को बाहर निकाल देती है। यह एक ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया है जिसमें ग्लूकोज ऑक्सीकरण होता है और ऑक्सीजन कम हो जाता है। यह प्रक्रिया सभी यूकेरियोट्स के लिए महत्वपूर्ण है, जो बड़ी कोशिकाएं हैं जिनमें एक नाभिक और अन्य जीव होते हैं और जो मानव जैसे जटिल जीव बनाते हैं। अधिकांश प्रोकैरियोट्स में श्वसन, जैसे कि कुछ बैक्टीरिया, अवायवीय है। इसमें ऑक्सीकरण / कमी प्रतिक्रियाएं शामिल हैं जो ऑक्सीजन के बिना ऊर्जा का उत्पादन करती हैं।
ऑक्सीकरण और कमी परिभाषित
ऑक्सीकरण और कमी ऐसे शब्द हैं जो रासायनिक प्रतिक्रिया में इलेक्ट्रॉनों का आदान-प्रदान करते हैं। जब रसायन विज्ञानियों ने पहली बार ऑक्सीकरण / कमी प्रतिक्रियाओं का वर्णन किया, तो उन्होंने "ऑक्सीकरण" शब्द का उपयोग केवल उन प्रतिक्रियाओं को संदर्भित करने के लिए किया, जिसमें अन्य रसायनों को ऑक्सीजन के साथ जोड़ा गया था। उन्होंने प्रतिक्रियाओं को संदर्भित किया जो एक रासायनिक रूप से शुद्ध रूप में परिवर्तित हो गए, जैसे कि मैग्नीशियम से ऑक्सीजन को हटा दिया और केवल मैग्नीशियम छोड़ दिया, कमी प्रतिक्रियाओं के रूप में। जैसा कि वैज्ञानिकों ने अंतर्निहित तंत्र के बारे में अधिक खोज की, हालांकि, यह स्पष्ट हो गया कि ऑक्सीकरण में, एक तत्व ऑक्सीजन के लिए एक या अधिक इलेक्ट्रॉनों को खो रहा था, और कमी में, एक तत्व इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त कर रहा था।
सेलुलर श्वसन का महत्व
सेलुलर श्वसन में उत्पादित एटीपी एक रासायनिक ईंधन है जो सेल में प्रत्येक प्रतिक्रिया को प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से अधिकार देता है। श्वसन मानव शरीर में प्रत्येक कोशिका में होता है, साथ ही लगभग हर यूकेरियोट की कोशिकाएं। तथ्य यह है कि हमारी कोशिकाएं इस प्रतिक्रिया पर निर्भर करती हैं, यही कारण है कि मनुष्य ऑक्सीजन में सांस लेते हैं और कार्बन डाइऑक्साइड से सांस लेते हैं।
कटौती या ऑक्सीकरण
सेलुलर श्वसन की प्रक्रिया में दो मुख्य चरण शामिल हैं। पहले चरण में, जिसे वैज्ञानिक ग्लाइकोलिसिस कहते हैं, ग्लूकोज टूट जाता है। दूसरे में, एरोबिक श्वसन ग्लूकोज के अवशेष को और नीचे तोड़ देता है। एरोबिक श्वसन के दौरान, ऑक्सीजन कम हो जाती है, पानी बनाने के लिए हाइड्रोजन को एक इलेक्ट्रॉन दान करता है। सेलुलर श्वसन की पूरी प्रक्रिया ग्लूकोज को ऑक्सीकरण करती है। यह कोशिकीय श्वसन में जारी अधिकांश ऊर्जा का उत्पादन करता है।
किण्वन की प्रक्रिया
किण्वन में ऑक्सीकरण और कमी भी शामिल है, और यह एटीपी का उत्पादन करता है, लेकिन यह इतनी कम कुशलता से करता है। कुछ सरल जीव, जैसे कि यीस्ट, ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में इस प्रक्रिया का उपयोग करते हैं। यहां तक कि मनुष्य ऑक्सीजन से वंचित मांसपेशियों की कोशिकाओं में सेलुलर श्वसन के लिए एक प्रकार के बैकअप के रूप में किण्वन का उपयोग करते हैं। किण्वन के दौरान, निकोटिनमाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड + हाइड्रोजन (एनएडीएच) नामक एक रसायन ऑक्सीकरण होता है और पाइरूवेट नामक एक रसायन कम हो जाता है। यह प्रक्रिया प्रति ग्लूकोज अणु में केवल दो एटीपी अणुओं का उत्पादन करती है, जबकि सेलुलर श्वसन एकल ग्लूकोज अणु से 36 एटीपी अणु पैदा करता है।