Důležitým biochemickým tématem je „dýchání“, jehož prostřednictvím vaše tělo přeměňuje živiny na molekuly adenosintrifosfátu (ATP), aby získalo energii.
Dva různé typy dýchání jsou aerobní dýchání a fermentace. Dalším typem dýchání je anaerobní dýchání, které je podobné fermentaci, ale přesto zcela odlišné.
Key Takeaways
- Aerobní dýchání vyžaduje kyslík a vytváří velké množství ATP, zatímco fermentace probíhá bez kyslíku a produkuje omezené množství ATP.
- Konečnými produkty aerobního dýchání jsou oxid uhličitý a voda, zatímco fermentace produkuje různé konečné produkty, jako je etanol a kyselina mléčná, v závislosti na organismu.
- Aerobní dýchání probíhá v mitochondriích eukaryotických buněk, zatímco fermentace probíhá v cytoplazmě.
Aerobní dýchání vs fermentace
Aerobní dýchání produkuje ATP a uvolňuje oxid uhličitý a vodu jako odpadní produkty. Fermentace je anaerobní proces, který zahrnuje rozklad glukózy za uvolnění energie ve formě ATP. Na rozdíl od aerobního dýchání fermentace nevyžaduje kyslík a probíhá v cytoplazmě buňky.
Aerobní dýchání probíhá v přítomnosti kyslíku a vytváří molekuly adenosintrifosfátu (ATP), které se využívají jako energie pro různé tělesné funkce.
Prochází celkem 3 etapami. Jedná se o glykolýzu, Krebsův cyklus a další procházení oxidativní fosforylací. Je to forma buněčného dýchání.
Na druhé straně se během procesu fermentace molekuly cukru rozkládají na jednodušší sloučeniny, aby se vytvořily molekuly ATP pro provádění biologických procesů.
Děje se tak při nedostatku kyslíku. Má 2 kroky, a to glykolýzu a regeneraci NADH, které odbourávají kyselinu pyrohroznovou.
Srovnávací tabulka
| Parametry srovnání | Aerobní dýchání | kvašení |
|---|---|---|
| Organismy | Zvířata a rostliny | Především kvasinky a bakterie |
| Kyslík | Kyslík se používá k rozkladu dýchacího materiálu. | Kyslík se nepoužívá. |
| Konečné produkty | Oxid uhličitý a voda. | Ethylalkohol a oxid uhličitý |
| Respirační materiál. | Zcela zoxidovaný | Ne úplně rozbité. |
| Tvorba vody | Tvoří se. | Není tvořen. |
| Pokračování | Vyskytuje se neomezeně dlouho. | Nemůže to probíhat donekonečna. |
| Energie se tvoří | 686 kcal | 39 - 59 kcal |
| ATP molekuly | Vyrábí se 36 molekul ATP. | Vyrábí se 2 molekul ATP. |
| Kroky | Má 3 kroky. | Má 2 kroky. |
Co je aerobní dýchání?
Aerobní dýchání využívá kyslík k výrobě energie ve formě molekul ATP rozkladem dýchacího materiálu.
Nejčastěji se vyskytuje u komplexních organismů, jako jsou zvířata, lidé, rostliny, savci atd. Je to typ buněčného dýchání.
Hlavními výslednými produkty jsou oxid uhličitý a voda. Probíhá v mitochondriích buňky matice.
Je velmi důležitý, protože poskytuje dostatek energie organismům k provádění základních funkcí a procesů.
Existují různé fáze aerobního dýchání. První fází je glykolýza probíhající v cytosolu buňky.
Během glykolýzy se glukóza rozdělí na 2 molekuly ATP a 2 molekuly NADH. Poté vzniká acetylkoenzym A.
Krebsův cyklus (také známý jako cyklus kyseliny citrónové) nastává v dalším kroku.
Během poslední fáze aerobního dýchání se tvoří velké množství molekul ATP přenosem elektronů z FADH a NADH. Nakonec se přes něj vytvoří kolem 36 molekul ATP.
Molekuly ATP jsou produkovány z ADP a anorganického fosfátu s využitím ATP syntázy.
Co je fermentace?
Fermentace je anaerobní proces štěpení glukózy za účelem získání molekul ATP, což znamená, že k němu může docházet i v nepřítomnosti kyslíku.
Většinu času se vyskytuje v různých typech mikroorganismů, jako jsou eukaryota a prokaryota. Nejčastěji se vyskytuje u kvasinek a bakterií.
Může se vyskytnout i u lidí, ale pouze v případě, že je přísun kyslíku velmi omezený a existuje vysoká poptávka po energii, například při intenzivním tréninku.
U lidí probíhá fermentace ve svalových buňkách při nedostatku kyslíku. Tyto buňky mohou spotřebovat svůj kyslík, pokud se velmi často smršťují.
V nepřítomnosti kyslíku procházejí glykolýzou za vzniku molekul ATP. Tyto svalové buňky vytvářejí kyselinu pyrohroznovou prostřednictvím glukózy, načež ji enzym přítomný ve svalových buňkách přeměňuje na kyselinu pyrohroznovou.
Při fermentaci je glukóza metabolizována (tj. rozkládána na kyselinu pyrohroznovou) procesem glykolýzy. Tato kyselina pyrohroznová se přeměňuje na acetaldehyd.
Poté se dále přemění na ethylalkohol. Procesem fermentace jsou produkovány v průměru 2 molekuly ATP.
Hlavní rozdíly mezi aerobním dýcháním a fermentací
- Aerobní dýchání se obvykle vyskytuje u zvířat a rostlin, což znamená u mnohobuněčných a složitých organismů. Na druhé straně fermentace probíhá především u mikroorganismů, jako jsou kvasinky a bakterie.
- Aerobní dýchání se děje pomocí kyslíku, který se pak používá k rozkladu dýchacího materiálu na jednodušší látky. Fermentace nepoužívá kyslík při rozkladu svého dýchacího materiálu.
- Procesem aerobní respirace vzniká jako konečný produkt oxid uhličitý a voda, přičemž konečné produkty fermentace se skládají alespoň z jedné organické látky a anorganické látky mohou, ale nemusí vznikat. Ethylalkohol a oxid uhličitý jsou zde nejběžnějšími konečnými produkty.
- Dýchací materiál je zcela oxidován při aerobním dýchání, kde je během fermentačního procesu neúplně rozbit.
- Voda se tvoří při aerobním dýchání, zatímco při fermentaci voda nevzniká.
- Aerobní dýchání může pokračovat donekonečna, zatímco fermentace nemůže pokračovat donekonečna, protože může vést k menší dostupnosti energie a hromadění jedovatých sloučenin.
- Prostřednictvím aerobního dýchání, 686 Kcal na grammol glukózy se vyrobí energie, přičemž fermentací se vyprodukovaná energie pohybuje kolem 39 až 59 kcal.
- Při aerobním dýchání vzniká asi 36 molekul ATP. Na druhou stranu při fermentaci vznikají pouze 2 molekuly ATP.
- Aerobní dýchání má 3 kroky: Krebsův cyklus, glykolýzu a oxidativní fosforylaci. Fermentace má pouze 2 kroky: glykolýzu a neúplné odbourání kyseliny pyrohroznové.
- https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/jctb.5030320607
- https://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev-food-022811-101255
Poslední aktualizace: 11. června 2023
Vynaložil jsem tolik úsilí, abych napsal tento blogový příspěvek, abych vám poskytl hodnotu. Bude to pro mě velmi užitečné, pokud zvážíte sdílení na sociálních sítích nebo se svými přáteli / rodinou. SDÍLENÍ JE ♥️
Piyush Yadav strávil posledních 25 let prací jako fyzik v místní komunitě. Je to fyzik, který je zapálený pro zpřístupnění vědy našim čtenářům. Je držitelem titulu BSc v přírodních vědách a postgraduálního diplomu v oboru environmentální vědy. Více si o něm můžete přečíst na jeho bio stránka.
Podrobná srovnávací tabulka vysvětluje klíčové rozdíly a podobnosti mezi aerobním dýcháním a fermentací a nabízí jasný pohled na jejich příslušné procesy.
Primární rozdíly v konečných produktech a produkci energie mezi aerobním dýcháním a fermentací zdůrazňují různé metabolické strategie používané živými organismy k vytváření buněčné energie.
Komplexní srovnání aerobního dýchání a fermentace odhaluje složité biochemické procesy, které se podílejí na výrobě energie, a vrhá světlo na mnohostranné mechanismy, které řídí produkci buněčné energie v různých organismech.
Chemicky je aerobní dýchání mnohem složitější proces, který generuje větší množství energie než fermentace, proces, který se vyskytuje u jednodušších organismů.
Rozdíly ve výdeji energie a metabolických drahách mezi aerobním dýcháním a fermentací podtrhují složité mechanismy, které jsou základem produkce buněčné energie, a zdůrazňují variabilitu v procesech tvorby energie v různých organismech.
Pochopení rozdílů ve výdeji energie a konečných produktech mezi aerobním dýcháním a fermentací poskytuje cenný pohled na různé mechanismy generování buněčné energie v živých organismech a zdůrazňuje složitost metabolických drah.
Podrobné zkoumání fází a konečných produktů aerobního dýchání a fermentace objasňuje zásadní rozdíly v drahách produkce energie a ukazuje různé metabolické strategie používané živými organismy.
Srovnání energetického výtěžku a kroků zapojených do aerobního dýchání a fermentace objasňuje významné variace v drahách produkce energie, což přispívá k hlubšímu pochopení biologických procesů.
Podrobné srovnání aerobního dýchání a fermentačních mechanismů nabízí hloubkové pochopení různých procesů tvorby energie v různých organismech a zdůrazňuje složité metabolické dráhy zapojené do produkce buněčné energie.
Rozdíl mezi aerobním dýcháním a fermentací, pokud jde o produkci energie a konečné produkty, podtrhuje složitost metabolických cest a odhaluje různé strategie používané organismy ke splnění jejich energetických požadavků.
Podrobný přehled aerobního dýchání a fermentačních procesů poskytuje komplexní pochopení toho, jak se buněčná energie vyrábí v různých organismech, a zdůrazňuje význam dvou hlavních metod.
Buněčné umístění těchto procesů je nezbytné pro pochopení jejich fungování, vzhledem k tomu, že aerobní dýchání probíhá v mitochondriích buňky a fermentace probíhá v cytoplazmě.
Široká škála konečných produktů a výdej energie jsou významnými faktory, které odlišují aerobní dýchání a fermentaci, a zdůrazňují rozmanitost procesů výroby energie v živých organismech.