The tärkein ero aerobisen ja anaerobisen käymisen välillä on se aerobinen käyminen uudistaa NAD: n⁺ elektronien kuljetusketjussa, kun taas NAD: n regenerointi⁺ anaerobisessa hengityksessä seuraa glykolyysi.

Käyminen on termi, jota käytetään kuvaamaan soluhengityksen mekanismeja, jotka tapahtuvat ilman happea. Kuitenkin aerobisessa fermentaatiossa elektronien siirtoketjun viimeinen elektronin vastaanottaja on happi. Siten sitä kutsutaan tarkemmin aerobinen hengitys aerobisen käymisen sijaan. Anaerobisen käymisen kaksi mekanismia ovat etanolikäyminen ja maitohappokäyminen.

Keskeiset alueet

1. Mikä on aerobinen käyminen - Määritelmä, prosessi, rooli 2. Mikä on anaerobinen käyminen - Määritelmä, prosessi, tyypit, rooli 3. Mitkä ovat samankaltaisuudet aerobisen ja anaerobisen käymisen välillä - Yleiskatsaus 4. Mitä eroa on aerobisen ja anaerobisen käymisen välillä - Keskeisten erojen vertailu

Keskeiset termit: Aerobinen käyminen, anaerobinen käyminen, ATP, glukoosi, NAD⁺, Happi

Mikä on aerobinen käyminen

Kuten edellä mainittiin, aerobinen hengitys on tarkempi ja tieteellisempi termi aerobiselle käymiselle. Aerobisella hengityksellä tarkoitetaan joukkoa kemiallisia reaktioita, jotka liittyvät energian tuotantoon täysin hapettamalla ruokaa. Se vapauttaa hiilidioksidia ja vettä sivutuotteina. Aerobista hengitystä esiintyy pääasiassa korkeammilla eläimillä ja kasveilla. Se on tehokkain prosessi eri energiantuotantoprosesseista. Aerobisen hengityksen kolme vaihetta ovat glykolyysi, Krebs -sykli ja elektronien siirtoketju.

Glykolyysi

Glykolyysi on ensimmäinen vaihe aerobisessa hengityksessä, joka tapahtuu sytoplasmassa. Tämä prosessi hajottaa glukoosin kahteen pyruvaattimolekyyliin. Pyruvaattimolekyylit käyvät läpi oksidatiivisen dekarboksylaation muodostaen asetyyli-CoA: n. 2 ATP ja 2 NADH ovat tämän prosessin saanto.

Krebs -sykli

Krebs -sykli tapahtuu mitokondrio -matriisin sisällä. Asetyyli-CoA: n täydellinen hajoaminen hiilidioksidiksi tapahtuu Krebsin syklissä, jolloin reagoidaan lähtöyhdiste, oksaloasetaatti. Krebs-syklin aikana vapauttaen energiaa asetyyli-CoA: sta tuottaa 2 GTP: tä, 6 NADH: ta ja 2 FADH: ta₂.

Elektronien kuljetusketju

ATP: n tuotanto hapettavan fosforylaation aikana käyttää NADH: n ja FADH2: n pelkistävää voimaa. Se esiintyy mitokondrioiden sisäkalvossa. Alla oleva kuva esittää aerobisen hengityksen yleisen kemiallisen reaktion.

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + 36ATP

Kuva 1: Aerobinen hengitys - vaiheet

Mikä on anaerobinen käyminen

Fermentaatiolla tarkoitetaan orgaanisten substraattien kemiallista hajoamista mikro -organismien toimesta etanoliksi tai maitohapoksi ilman happea. Yleensä se antaa kuplumista ja lämpöä. Käyminen tapahtuu sytoplasman alueella mikro -organismeissa, kuten hiivassa, loismatoissa ja bakteereissa. Käymisen kaksi vaihetta ovat glykolyysi ja pyruvaatin osittainen hapetus. Pyruvaatin hapetusreitin perusteella käyminen koostuu kahdesta tyypistä; etanolikäyminen ja maitohappokäyminen. Käymisen nettosaanto on vain 2 ATP: tä.

Kuva 2: Aerobinen ja anaerobinen käyminen

Etanolin käyminen

Etanolikäyminen tapahtuu pääasiassa hiivassa ilman happea. Tässä prosessissa hiilidioksidin poistaminen johtaa pyruvaatin dekarboksylaatioon asetaldehydiksi. Asetaldehydi muutetaan sitten etanoliksi käyttämällä NADH: n vetyatomeja. Kupliminen johtuu hiilidioksidikaasun vapautumisesta väliaineeseen. Tasapainoinen kemiallinen yhtälö etanolin käymiselle on seuraava:

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ + 2ATP

Maitohapon käyminen

Maitohapon käyminen tapahtuu pääasiassa bakteereissa. Maitohapon käymisen aikana pyruvaatti muuttuu maitohapoksi. Yleinen kemiallinen reaktio etanolifermentoinnille ja maitohappokäymiselle on seuraava:

C₆H₁₂O₆ → 2C₃H₆O₃ + 2ATP

Aerobisen ja anaerobisen käymisen samankaltaisuudet

Ero aerobisen ja anaerobisen käymisen välillä

Määritelmä

Aerobinen käyminen: Joukko kemiallisia reaktioita, jotka liittyvät energian tuotantoon hapettamalla ruoka kokonaan

Anaerobinen käyminen: Orgaanisten substraattien kemiallinen hajoaminen etanoliksi tai maitohapoksi mikro -organismeilla hapen läsnä ollessa

Esiintyminen

Aerobinen käyminen: Esiintyy sekä sytoplasmassa että mitokondrioissa

Anaerobinen käyminen: Esiintyy sytoplasmassa

Organismien tyyppi

Aerobinen käyminen: Esiintyy korkeammissa eläimissä ja kasveissa

Anaerobinen käyminen: Esiintyy hiivassa, loisissa ja bakteereissa

Happi

Aerobinen käyminen: Käyttää molekyylipitoista happea elektronin siirtoketjun viimeisenä elektronin vastaanottajana

Anaerobinen käyminen: Ei käytä happea

Vesi

Aerobinen käyminen: Tuottaa kuusi vesimolekyyliä glukoosimolekyyliä kohti

Anaerobinen käyminen: Ei tuota vettä

Substraatin hapettuminen

Aerobinen käyminen: Glukoosi hajoaa kokonaan hiilidioksidiksi ja hapeksi

Anaerobinen käyminen: Glukoosi hapetetaan epätäydellisesti joko etanoliksi ja maitohapoksi

NAD⁺ Regenerointi

Aerobinen käyminen: NAD⁺ regeneraatio tapahtuu elektronien siirtoketjussa

Anaerobinen käyminen: NAD⁺ regeneraatio tapahtuu pyruvaatin osittaisen hapetuksen aikana

ATP -tuotanto NAD: n aikana⁺ Regenerointi

Aerobinen käyminen: ATP on tuotto NAD: n aikana⁺ regenerointi

Anaerobinen käyminen: ATP ei ole tuotto NAD: n aikana⁺ regenerointi

Tuotettujen ATP: iden lukumäärä

Aerobinen käyminen: Tuottaa 36 ATP: tä

Anaerobinen käyminen: Tuottaa 2 ATP: tä

Johtopäätös

Aerobinen ja anaerobinen käyminen ovat kahdenlaisia ​​soluhengitystä, jotka liittyvät energian tuottamiseen glukoosista. Aerobinen käyminen vaatii happea, kun taas anaerobinen käyminen ei vaadi happea. NAD⁺ regeneraatio tapahtuu aerobisen hengityksen elektroninsiirtoketjussa, kun taas se tapahtuu pyruvaatin osittaisen hapettumisen aikana anaerobisessa hengityksessä.

Viite:

1. "Käyminen ja anaerobinen hengitys." Khan Academy, saatavana täältä.

Kuva:

1. ”Cellular respiration flowchart” Käyttäjiltä Daycd, Pdefer, Bdesham en.wikipediassa - Luonut bdesham ja en: OmniGraffle; jälkikäsitelty en: GraphicConverter (Public Domain) Commons Wikimedia2: n kautta. ”Solujen hengitys”, Darekk2-Oma työ (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedian kautta