Tärkein ero - käyminen vs. hengitys

Käyminen ja hengitys ovat kahdenlaisia ​​soluprosesseja, jotka liittyvät glukoosin hajoamiseen solussa. Sekä käyminen että hengitys ovat katabolisia prosesseja, jotka tuottavat energiaa ATP: n muodossa. The tärkein ero käymisen ja hengityksen välillä on se käymisen aikana NADH: ta ei käytetä hapettavassa fosforylaatiossa ATP: n tuottamiseksi, kun taas hengityksen aikana NADH: ta käytetään oksidatiivisessa fosforylaatiossa kolmen ATP: n muodostamiseksi per NADH.

Tässä artikkelissa tarkastellaan,

1. Mikä on käyminen - Ominaisuudet, prosessi 2. Mikä on hengitys - Ominaisuudet, prosessi 3. Mitä eroa on käymisellä ja hengityksellä?

Mikä on käyminen

Fermentaatio on orgaanisten substraattien, kuten glukoosin, kemiallinen hajoaminen mikro -organismeilla, kuten bakteereilla ja hiivalla, tyypillisesti luovuttaen poreilua ja lämpöä. Sitä esiintyy mikro -organismeissa, kuten joissakin bakteereissa, hiivoissa ja loismatoissa. Käyminen tapahtuu näiden organismien solujen sytoplasmassa. Käymisen nettosaanto on vain 2 ATP: tä. Käymisprosessi tapahtuu kahdessa vaiheessa: glykolyysi ja pyruvaatin osittainen hapetus.

On olemassa kahdenlaisia ​​käymistyyppejä, jotka tunnetaan nimellä etanoli- ja maitohappokäyminen. Etanolin käyminen tapahtuu hiivassa ilman happea. Siksi niitä kutsutaan fakultatiivisiksi anaerobiksi. Maitohapon käyminen esiintyy bakteereissa. Hapen puuttuessa eläimet tuottavat myös maitohappoa pääasiassa lihaksissaan. Maitohappo on myrkyllistä kudoksille. Glykolyysi on sama molemmille fermentaatioille. Glykolyysin aikana glukoosi hajoaa kahteen pyruvaattimolekyyliin, jolloin syntyy 2 ATP: tä nettotuloksena. Muutoin kaksi NADH-molekyyliä muodostetaan hankkimalla elektroneja glyserraldehydi-3-fosfaatista. Etanolikäymisen aikana pyruvaatti dekarboksyloidaan asetaldehydiksi poistamalla hiilidioksidi. Asetaldehydi muutetaan etanoliksi käyttämällä NADH: n vetyatomeja. Kupliminen johtuu siitä, että väliaineen solut vapauttavat hiilidioksidikaasua väliaineeseen. Maitohapon käymisen aikana pyruvaatti muuttuu maitohapoksi, joka hapetetaan sitten laktaatiksi. Kokonaisreaktio etanolifermentoinnille ja maitohappokäymiselle on esitetty alla.

Etanolin käyminen:

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ + 2ATP

Maitohapon käyminen:

C₆H₁₂O₆ → 2C₃H₆O₃ + 2ATP

Kuva 1: Etanolin ja maitohapon käyminen

Mikä on hengitys

Hengitys on joukko kemiallisia reaktioita, jotka liittyvät energian tuotantoon hapettamalla ruoka kokonaan. Se vapauttaa hiilidioksidia ja vettä sivutuotteina. Hengitys on yleisin ja tehokkain prosessi energiantuotantoprosesseista. Sitä esiintyy korkeammilla kasveilla ja eläimillä, jotka käyttävät monimutkaisia ​​soluprosesseja suurella energiankulutuksella. Hengityksen aikana muodostuu 36 ATP: tä. Koko prosessi tapahtuu sytoplasmassa ja mitokondrioissa.

Hengitys tapahtuu kolmessa vaiheessa: glykolyysi, sitruunahappokierto ja elektronien siirtoketju. Glykolyysi esiintyy solun sytoplasmassa samalla tavalla kuin käymisen aikana. Kaksi glykolyysissä tuotettua pyruvaattimolekyyliä siirretään mitokondrio -matriisiin. Ne vapauttavat kaksi hiilidioksidimolekyyliä, yhden kummastakin, ja niistä tulee asetyyli-CoA hapettavan dekarboksylaation aikana. Tämä asetyyli-CoA siirtyy sitruunahapposykliin, joka tunnetaan myös nimellä Krebs-sykli. Aikana sitruunahapposykliyksittäinen glukoosimolekyyli hapetetaan kokonaan kuudeksi hiilidioksidimolekyyliksi, jolloin syntyy 2 GTP: tä, 6 NADH ja 2 FADH₂. Nämä NADH ja FADH₂ yhdistetään hapen kanssa, jolloin muodostuu ATP: tä hapettavan fosforylaation aikana, joka tapahtuu mitokondrioiden sisäkalvossa. Oksidatiivisen fosforylaation aikana elektronit NADH: ssa ja FADH: ssa₂ siirretään sarjan elektronikantoaaltojen kautta elektronien siirtoketju. ATP: iden nettotuotto on kolmekymmentäkuusi hengityksessä. Yleinen kemiallinen reaktio on esitetty alla.

Hengitys:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + 36ATP

Kuva 2: Hengitys

Ero käymisen ja hengityksen välillä

Määritelmä

Käyminen: Fermentointi on orgaanisen substraatin, kuten glukoosin, kemiallinen hajoaminen mikro -organismeilla, kuten bakteereilla ja hiivalla, tyypillisesti luovuttaen poreilua ja lämpöä.

Hengitys: Hengitys on joukko kemiallisia reaktioita, jotka liittyvät energian tuotantoon hapettamalla ruoka kokonaan. Se vapauttaa hiilidioksidia ja vettä sivutuotteina.

Happi

Käyminen: Happea ei tarvita käymiseen.

Hengitys: Hengittämiseen tarvitaan happea.

Vesi

Käyminen: Käymisen aikana ei muodostu vettä.

Hengitys: Vesi muodostuu sivutuotteena hengityksen aikana.

Esiintyminen

Käyminen: Käyminen tapahtuu sytoplasmassa.

Hengitys: Hengitys tapahtuu sytoplasmassa ja mitokondrioissa.

ATP: n nettotuotto

Käyminen: Käyminen tuottaa vain kaksi ATP: tä hajottamalla yhden glukoosimolekyylin.

Hengitys: Hengitys tuottaa 36 ATP: tä hajottamalla yhden glukoosimolekyylin.

Substraatin hapettuminen

Käyminen: Substraatti, glukoosi ei hajoa kokonaan käymisen aikana.

Hengitys: Alusta, glukoosi hajoaa kokonaan hengityksen aikana.

Tyypit

Käyminen: Etanolikäyminen ja maitohappokäyminen ovat organismeissa esiintyviä kahdenlaisia ​​käymistyyppejä.

Hengitys: Aerobinen ja anaerobinen hengitys ovat kahta hengitystyyppiä, joita esiintyy organismeissa.

Lopullinen elektronien hyväksyjä

Käyminen: Fermentaation lopullinen elektroniakseptori on orgaaninen molekyyli, yleensä asetaldehydi etanolikäymisessä ja pyruvaatti maitohappokäymisessä.

Hengitys: Lopullinen elektronin vastaanottaja on pääasiassa happi.

Lopputuotteet

Käyminen: Etanolikäyminen tuottaa etanolia ja hiilidioksidia. Maitohappokäyminen tuottaa maitohappoa lopputuotteena.

Hengitys: Hengitys muodostaa epäorgaanisia lopputuotteita, hiilidioksidia ja vettä.

NAD⁺ Regenerointi

Käyminen: ATP: tä ei muodostu NAD: n regeneroinnin aikana⁺ käymisessä.

Hengitys: Kolme ATP: tä syntyy NAD: n regeneroinnin aikana⁺ hengityksessä.

Oksidatiivinen fosforylaatio

Käyminen: Käymisen aikana ei tapahdu hapettavaa fosforylaatiota.

Hengitys: Hengityksessä ATP: t muodostuvat NADH: sta ja FADH2: sta hapettavan fosforylaation kautta.

Organismin tyyppi

Käyminen: Käyminen tapahtuu yleensä mikro -organismeissa, kuten hiivassa.

Hengitys: Hengitystä esiintyy korkeammissa organismeissa.

Osallistuminen

Käyminen: Käymisellä on vähemmän panosta energian tuottamiseen maapallon soluprosesseja varten.

Hengitys: Hengityksellä on suurin osuus energian tuottamisessa maapallon soluprosesseja varten.

Johtopäätös

Käyminen ja hengitys ovat kaksi prosessia, jotka liittyvät orgaanisten substraattien kataboliaan, joita käytetään elintarvikkeena soluprosessien tarvitseman energian tuotannossa. Käymisen ja hengityksen aikana orgaanisiin molekyyleihin varastoitu potentiaalienergia muutetaan kineettiseksi kineettiseksi energiaksi ATP: n muodossa. Molemmat prosessit alkavat glykolyysillä, jolloin saadaan kaksi pyruvaattimolekyyliä. Glykolyysi tapahtuu kaikkien maapallon solujen sytoplasmassa. Happi ei osallistu glykolyysiin. Mutta hapen läsnä ollessa sytoplasman pyruvaatti tulee mitokondrioiden matriisiin, jotta se kävisi läpi sitruunahapposyklin, joka hapettaa pyruvaatin kokonaan. Tämä täydellinen hapettuminen tapahtuu vain hengityksessä. NADH ja FADH₂ valmistetaan myös sitruunahapposyklin avulla. Ne vähenevät oksidatiivisella fosforylaatiolla mitokondrioiden sisäkalvossa. Sitä vastoin käyminen tapahtuu ilman happea, epäpuhtaasti hapettava pyruvaatti joko etanoliksi tai laktaatiksi. Etanolikäymisen aikana pyruvaatti muuttuu asetaldehydiksi, joka sitten muunnetaan etanoliksi. Käymisen glykolyysissä syntynyt NADH lahjoittaa elektroninsa asetaldehydille regeneroinnin aikana. Siksi tärkein ero käymisen ja hengityksen välillä on kyky tuottaa ATP: tä NAD: n regenerointiprosessin aikana⁺.

Viite: 1. Cooper, Geoffrey M. “Metabolinen energia”. Solu: Molekyylinen lähestymistapa. 2. painos. US National Library of Medicine, 1. tammikuuta 1970. Web. 7. huhtikuuta 2017. 2. Jurtshuk, Peter ja Jr. “Bakteerien aineenvaihdunta.” Lääketieteellinen mikrobiologia. 4. painos. US National Library of Medicine, 1. tammikuuta 1996. Web. 7. huhtikuuta 2017.

Kuva: 1. "Heterofermentatiivinen Milchsäuregärung", tekijä Yikrazuul-Oma työ (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedia 2. kautta: "Darekk2-Oma työ (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedian kautta