تحلل السكر مقابل التخمير: الفرق والمقارنة

تحدث عمليات كيميائية مختلفة في كل مكان حولنا. ولكن على الرغم من عدم اهتمامنا ، فإننا نواجه مرة أخرى ظاهرتين شائعتين: تحلل السكر والتخمير.

تبدأ العملية في خلايا الكائنات الحية. إنهما مختلفان بشكل لا لبس فيه ، لكن ما مدى اختلافهما؟

هذا شيء سننظر فيه في هذه المقالة.

الوجبات السريعة الرئيسية

1. تحلل السكر هو عملية استقلابية تكسر الجلوكوز إلى بيروفات ، بينما يحول التخمير البيروفات إلى منتجات نهائية مختلفة.
2. يحدث تحلل السكر في سيتوبلازم الخلايا ولا يتطلب الأكسجين ، في حين أن التخمر يمكن أن يكون إما هوائيًا أو لاهوائيًا.
3. يسمح التخمير للخلايا بتجديد NAD + لتحلل السكر المستمر ، خاصة في الظروف اللاهوائية.

تحلل السكر مقابل التخمير 

تحلل السكر هو عملية لا هوائية تكسر الجلوكوز إلى جزيئين من البيروفات ، مما ينتج ATP و NADH ، والذي يمكن استخدامه لتوليد المزيد من ATP من خلال التنفس الهوائي. يسمح التخمير للخلايا بإنتاج ATP في غياب الأكسجين ، وتجديد NAD + لاستخدامه في تحلل السكر.

تحلل السكر هو الخطوة الأولى في عملية التنفس الخلوي.

تبدأ العملية بتفكك الجلوكوز ، وهو جزيء من ستة كربون ينقسم إلى جزيئين مع ثلاث ذرات كربون لكل منهما.

يمكن أن تحدث العملية في وجود الأكسجين وغياب الأكسجين.

من ناحية أخرى ، فإن التخمير هو تفاعل كيميائي لا هوائي يحدث كجزء من التنفس الخلوي. التنفس اللاهوائي هو مصطلح آخر للتخمير.

يحدث التفاعل في سيتوبلازم الخلايا حقيقية النواة. كما أن طريقة التفاعل هذه أقل كفاءة من الطريقة الأولى، لأنها تحدث عندما يكون الأكسجين نادرًا.

جدول المقارنة

معلمات المقارنة	تحلل	تخمير
هل يأخذ في وجود الأكسجين؟	نعم	لا
ظهور	الميتوكوندريا	السيتوبلازم
كم عدد جزيئات ATP التي تنتجها؟	4 جزيئات ATP	2 جزيئات ATP
التحويل الكيميائي	الجلوكوز إلى بيروفات	بيروفات لحمض اللاكتيك والكحول
المنتجات النهائية	2 جزيئات بيروفات ، 4 جزيئات ATP ، واثنين من جزيئات NADH.	ثاني أكسيد الكربون والإيثانول والطاقة.

ما هو تحلل السكر؟

يستخدم الغذاء كوقود من قبل الكائن الحي ، ويتم تحويل الطعام إلى وقود من خلال سلسلة من التفاعلات الكيميائية. نحن نتحدث عن تحلل السكر ، المرحلة الأولى من التنفس الخلوي.

يساعد في تكوين ATP ، أو Adenosine Triphosphate ، وهو نوع من جزيئات الطاقة. يعد تكسير جزيء الجلوكوز الخطوة الأولى في عملية تحلل السكر.

ست ذرات كربون تشكل جزيء الجلوكوز. يمكن إجراء العملية في وجود أو عدم وجود الأكسجين.

في وجود الأكسجين ، يتقدم تحلل السكر إلى دورة كريب. تتبع خطوة تغيير نقل الإلكترون في دورة كريبس دورة حمض الستريك.

يتم إنتاج ATP مبدئيًا في هذه الخطوة.

على الرغم من أن الهدف الرئيسي للعملية هو إنتاج الطاقة (ATPs) ، إلا أنها تبدأ بتكسير الجلوكوز بمساعدة جزيئين من ATP. ينقسم الجلوكوز إلى جزئين ، يحتوي كل منهما على ثلاثة ذرات كربون.

ثم يتم تحويل اثنين أو ثلاثة ذرات كربون ، أو فسفوغلايسيرالديهايد ، إلى بيروفات ، جزيء ثلاثي الكربون.

تجدر الإشارة أيضًا إلى أن كل فوسفوجلايسيرالديهايد يولد جزيئين من ATP ، ليصبح المجموع أربعة جزيئات ATP و NADH. في مرحلة ETC ، يساعد NADH في إنتاج ATPs.

أهم شيء يجب تذكره هو أن الجلوكوز يتحول إلى جزيئات البيروفات.

ما هو التخمير؟

في المقابل ، فإن التخمير هو تفاعل كيميائي لا هوائي يحدث أثناء التنفس الخلوي. التنفس اللاهوائي هو اسم آخر للتخمير.

يحدث التفاعل في سيتوبلازم الخلايا حقيقية النواة. هذا النمط من التفاعل أقل كفاءة من الأول لأنه يحدث عندما يكون الأكسجين نادرًا.

يمكن أن يأخذ التخمير شكلين: أحدهما يحدث في النباتات والخميرة ، والآخر يحدث في الحيوانات. من الجدير بالذكر أن الخمائر هي كائنات وحيدة الخلية.

الجلوكوز هو الجزيء الأساسي لكلا النوعين ؛ كما ذكرنا سابقًا ، فهو جزيء ذرة من ستة كربون.

ما يميز نوعي النباتات ، الخميرة ، والحيوان هو نتاجهما النهائي. ينتج الإيثانول وثاني أكسيد الكربون والطاقة في النباتات والخمائر.

العمليات الطاردة للحرارة هي تلك التي تطلق الطاقة ، وهذا هو السبب في أن التنفس يسمى عملية طاردة للحرارة.

من ناحية أخرى ، تنتج الحيوانات حمض اللاكتيك والطاقة. بالمقارنة مع التخمير ، وهو عملية تنفسية هوائية ، فإن تحلل السكر يطلق طاقة أكثر بكثير.

وهكذا ، يتم إنتاج أربعة جزيئات ATP أثناء تحلل السكر ، بينما يمكن إنتاج جزيئين فقط من ATP أثناء التخمير.

يفتقر التخمير إلى الفسفرة المؤكسدة ، والتي تحدث في غياب الأكسجين. على عكس تحلل السكر ، لا يسمح التخمير بدورة كريبس أو مرحلة نقل الإلكترون.

الاختلافات الرئيسية بين تحلل السكر والتخمير

1. يمكن أن يكون تحلل السكر إما في وجود الهواء أو في غياب الهواء ، ولكن التخمير يحدث فقط في حالة عدم وجود الهواء.
2. ينتج تحلل السكر المزيد من الطاقة مقارنة بالتخمير.
3. يعطي التحلل السكري المنتج النهائي بيروفات ، بينما ينتج التخمير حمض أو كحول وطاقة.
4. تحدث المراحل النهائية من تحلل السكر (الهوائية) في الميتوكوندريا للخلايا حقيقية النواة ، بينما يحدث التخمير في السيتوبلازم.
5. لا ينتج ثاني أكسيد الكربون عن طريق تحلل السكر ، ولكنه ينتج عن طريق التخمير في النباتات والخمائر.

مراجع حسابات

1. https://cdnsciencepub.com/doi/pdf/10.1139/cjms51-008
2. https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1007/s10310-004-0140-9