التخمير مقابل التنفس: الفرق والمقارنة

يحدث التخمير في بيئة لاهوائية. نتيجة لذلك ، يتم تحويل الجلوكوز إلى حد كبير إلى أحماض دهنية غازية أثناء عملية التمثيل الغذائي. عندما يتوفر الأكسجين ، فإن عملية التنفس تولد الطاقة من الجلوكوز.

ثم ، من جزيء جلوكوز واحد ، ينتج التخمير والتنفس ATP إضافيًا. علاوة على ذلك ، يؤدي التنفس إلى انهيار كامل للركيزة ، في حين أن التخمير يؤدي إلى انهيار جزئي.

الوجبات السريعة الرئيسية

1. يحدث التخمر في حالة عدم وجود الأكسجين ، بينما يتطلب التنفس الأكسجين.
2. ينتج التنفس ATP (طاقة) أكثر من التخمير.
3. ينتج عن التخمير منتجات نهائية مثل الكحول وحمض اللاكتيك ، بينما ينتج التنفس ثاني أكسيد الكربون والماء.

التخمر مقابل التنفس

التخمير هو عملية التمثيل الغذائي التي تحول المركبات العضوية مثل السكريات إلى مركبات أبسط. التنفس هو عملية التمثيل الغذائي التي تحدث في وجود الأكسجين وتنطوي على تكسير المركبات العضوية ، مثل الجلوكوز ، لإطلاق الطاقة في شكل ATP.

التخمير هو عملية تحطيم جزيئات السكر إلى مواد كيميائية أبسط يمكن استخدامها لتوليد الطاقة الكيميائية. تعد الطاقة الكيميائية، في شكل ATP، أمرًا بالغ الأهمية لأنها تدعم مجموعة متنوعة من الوظائف البيولوجية.

التخمير لا هوائي لأنه لا يستهلك الأكسجين. تميز المنتجات النهائية التي تم إنشاؤها من البيروفات أو مشتقاته العديد من أشكال التخمير المختلفة.

في الأنواع الهوائية ، يعتبر التنفس عملية بيولوجية لتوليد الطاقة. يأخذ الجلوكوز كركيزة ويولد 36 جزيء ATP من جزيء جلوكوز واحد. يتطلب إنتاج الطاقة من خلال التنفس استخدام الأكسجين.

الخطوات الثلاث الأساسية هي تحلل السكر ودورة كريبس وسلسلة نقل الإلكترون.

جدول المقارنة

معلمات المقارنة	تخمير	عملية التنفس
أكسجين	لا يحتاج إلى أكسجين.	الأكسجين ضروري.
حتى الآن من ATP	اثنان من ATPs.	36 اعبي التنس المحترفين.
الأنواع	تخمير الإيثانول وتخمير حمض اللاكتيك.	التنفس الهوائي واللاهوائي.
المنتج النهائي	يتم إنتاج الإيثانول وثاني أكسيد الكربون في تخمير الإيثانول وحمض اللاكتيك هو المنتج النهائي لتخمير حمض اللاكتيك.	ثاني أكسيد الكربون والماء.
المساهمة في توليد الطاقة	يساهم بأقل.	يساهم أكثر.

ما هي تفاصيل تخمير?

عندما يتعلق الأمر بالتخمير ، لا يتم استخدام الأكسجين. يستهلك الجلوكوز وينتج ATP بالإضافة إلى جزيء آخر كمنتج ثانوي. تقل الطاقة المتولدة أثناء التخمير عنها أثناء التنفس.

يتلقى طاقته من الجلوكوز أيضًا. يتم إدخال بكتيريا اللاكتات إلى الحليب لتتخمر فيه لبن رائب.

سوف تخمر بكتيريا اللاكتات فيما بعد. نتيجة لذلك ، المنتج النهائي هو اللبن الزبادي. يمكن تعديل هذه التقنية في سلع أخرى ، مثل البيرة ، عن طريق إحكام غلق المشروبات الكحولية.

نتيجة لذلك ، ستنتج البيرة كمنتج نهائي لها في نهاية التخمير. يمكن أن يقال نفس الشيء عن جذر جعة. الإيثانول و تخمير حمض اللبنيك نوعان من أشكال التخمير.

في حالة عدم وجود الأكسجين ، يحدث تخمر الإيثانول في الخميرة. تُعرف باسم اللاهوائية الاختيارية بسبب هذا. تنتج البكتيريا حمض اللاكتيك. تفرز الحيوانات حمض اللاكتيك في عضلاتها في الغالب عندما تحرم من الأكسجين.

حمض اللاكتيك مهيج للأنسجة. لكل من التخمير ، تحلل السكر هو نفسه.

أثناء تحلل الجلوكوز ، ينقسم الجلوكوز إلى جزيئين من البيروفات ، وينتج جزيئين ATP. ينتج عن الحصول على الإلكترونات من glyceraldehyde-3-phosphate تكوين جزيئين من NADH.

يتم نزع الكربوكسيل من البيروفات إلى أسيتالديهيد عند إزالة ثاني أكسيد الكربون أثناء إنتاج الإيثانول. تُستخدم ذرات الهيدروجين في NADH لتحويل الأسيتالديهيد إلى إيثانول.

يحدث الفوران بسبب الخلايا في الوسط الذي ينتج غاز ثاني أكسيد الكربون.

ما هو التنفس؟

التنفس هو عملية طبيعية يمر بها كل شكل من أشكال الحياة لتوليد الطاقة عن طريق تكسير الجزيئات داخل الخلية واستخدام الأكسجين للقيام بذلك. كما نعلم جميعًا ، ATP ، أو ثلاثي فوسفات الأدينوزين ، هو النوع الأساسي للطاقة في الخلايا.

يتم إطلاق الطاقة المخزنة داخل هذه الخلايا وتقسيمها أثناء تحللها وتنفسها.

للقيام بذلك ، فإن الأكسجين مطلوب لتحرير الطاقة المخزنة. تقلصات العضلات وإنتاج النبضات هما أدوار أخرى للتنفس الخلوي.

المراحل الثلاث للتنفس هي تحلل السكر ودورة حامض الستريك وسلسلة نقل الإلكترون. يحدث تحلل السكر في سيتوبلازم الخلية ، كما يحدث أثناء التخمير.

تستقبل مصفوفة الميتوكوندريا جزيئي البيروفات المتولدين أثناء تحلل السكر. أثناء نزع الكربوكسيل المؤكسد ، يطلقون جزيئين من ثاني أكسيد الكربون ، واحد من كل منهما ، ويشكلون أسيتيل CoA.

دورة حمض الستريك، المعروفة باسم دورة كريبس، تأخذ هذا الأسيتيل مرافق الإنزيم أ.

يتأكسد جزيء جلوكوز واحد بالكامل إلى ستة جزيئات من ثاني أكسيد الكربون خلال دورة حمض الستريك ، مما ينتج عنه 2 GTPs و 6 NADH و 2 FADH2.

أثناء الفسفرة المؤكسدة ، التي تحدث في غشاء الميتوكوندريا الداخلي ، يقترن NADH و FADH2 بالأكسجين لإنتاج ATP.

سلسلة نقل الإلكترون ، وهي سلسلة من ناقلات الإلكترون ، تحرك الإلكترونات في NADH و FADH2 أثناء الفسفرة المؤكسدة.

الاختلافات الرئيسية بين التخمر والتنفس

1. لا يحتاج التخمير إلى استخدام الأكسجين لإجراء العملية ، بينما يحتاج التنفس إلى ذلك.
2. يؤدي انهيار جزيء جلوكوز واحد إلى تخمير اثنين فقط من ATPs ، ولكن انهيار جزيء جلوكوز واحد ينتج 36 ATPs في التنفس.
3. شكلا التخمير الموجودان في الكائنات الحية هما تخمير الإيثانول وتخمير حمض اللاكتيك ، في حين أن نوعي التنفس الموجودين في الكائنات الحية هما التنفس الهوائي واللاهوائي.
4. يتم إنتاج كل من الإيثانول وثاني أكسيد الكربون أثناء إنتاج الإيثانول. ينتج عن تخمر حمض اللاكتيك إنتاج حمض اللاكتيك ، بينما ينتج عن التنفس إنتاج منتجات نهائية غير عضوية مثل ثاني أكسيد الكربون والماء.
5. على الأرض ، يساهم التخمير على الأقل في توليد الطاقة للعمليات الخلوية ، بينما يساهم التنفس بشكل أكبر في إنتاج الطاقة للعمليات الخلوية.

مراجع حسابات

1. https://journals.asm.org/doi/full/10.1128/JB.183.15.4509-4516.2001
2. https://www.nature.com/articles/2151038a0

آخر تحديث: 23 يونيو 2023