Cite todos as etapas envolvidos na respiração celular, assim como o gasto / perda de ATP e os locais aonde ocorrem nas mitocôndrias?

As mitocôndrias se encontram no interior das células e são as responsáveis pela respiração aeróbia, isto é, a respiração que tem o consumo de oxigênio. A respiração celular através das mitocôndrias se dá a partir da reação das moléculas orgânicas com o oxigênio, resultando na formação de água e gás carbônico.

É ainda nesse processo que se dá a liberação de energia, a qual é armazenada em moléculas de ATP. A ATP é produzida pelas mitocôndrias, que se espalha pela célula e garante a energia necessária para realizar as suas funções.

Glicólise. Na glicólise, a glicose—açúcar de seis carbonos—sofre uma série de transformações químicas. Ao final, é convertida em duas moléculas de piruvato, uma molécula orgânica de três carbonos. Nessas reações, produz-se ATP e \text{NAD}^+NAD+start text, N, A, D, end text, start superscript, plus, end superscript é convertido em \text{NADH}NADHstart text, N, A, D, H, end text.

Oxidação do piruvato. Cada piruvato da glicólise passa para a matriz mitcondrial—o compartimento mais interno da mitocôndria. Lá, ele é convertido em uma molécula de dois carbonos ligada à Coenzima A, conhecida como acetil CoA. Libera-se dióxido de carbono e \text{NADH}NADHstart text, N, A, D, H, end text é produzido.

Ciclo do ácido cítrico. A acetil CoA produzida na última etapa combina-se com uma molécula de quatro carbonos e passa por um ciclo de reações, produzindo por fim a molécula de partida, de quatro carbonos. ATP, \text{NADH}NADHstart text, N, A, D, H, end text, e \text{FADH}_2FADH2​start text, F, A, D, H, end text, start subscript, 2, end subscript são produzidos e o dióxido de carbono é liberado.

Oxidação fosforilativa. O \text{NADH}NADHstart text, N, A, D, H, end text e o \text{FADH}_2FADH2​start text, F, A, D, H, end text, start subscript, 2, end subscript produzidos nas outras etapas depositam seus elétrons na cadeia transportadora de elétrons, retornando à forma "pura" (\text{NAD}^+NAD+start text, N, A, D, end text, start superscript, plus, end superscript e \text{FADH}_2FADH2​start text, F, A, D, H, end text, start subscript, 2, end subscript). À medida que os elétrons descem pela cadeia, libera-se energia que é usada para bombear prótons para fora da matriz, formando uma gradiente. Os prótons voltam para a matriz por meio de uma enzima chamada de ATP sintase, produzindo ATP. Ao final da cadeia transportadora de elétrons, o oxigênio recebe elétrons e adquire prótons para formar água.

A glicólise pode ocorrer sem oxigênio em um processo chamado fermentação. As outras três etapas da respiração celular — oxidação de piruvato, o ciclo do ácido cítrico e fosforilação oxidativa — requerem oxigênio para ocorrer. Somente a fosforilação oxidativa usa oxigênio diretamente, mas as outras duas etapas não funcionam sem a fosforilação oxidativa.