Fermentace vs dýchání: Rozdíl a srovnání

Fermentace probíhá v anaerobním prostředí. V důsledku toho se glukóza během metabolismu z velké části přeměňuje na šumivé mastné kyseliny. Když je k dispozici kyslík, proces dýchání vytváří energii z glukózy.

Z jedné molekuly glukózy pak fermentace a dýchání vytvoří další ATP. Navíc dýchání vede k úplnému rozpadu substrátu, zatímco fermentace vede k částečnému rozpadu.

Key Takeaways

1. Fermentace probíhá za nepřítomnosti kyslíku, zatímco dýchání kyslík vyžaduje.
2. Dýchání produkuje více ATP (energie) než fermentace.
3. Fermentace vytváří konečné produkty, jako je alkohol a kyselina mléčná, zatímco dýchání produkuje oxid uhličitý a vodu.

Fermentace vs dýchání

Fermentace je metabolický proces, který přeměňuje organické sloučeniny, jako jsou cukry, na jednodušší sloučeniny. Dýchání je metabolický proces, který se vyskytuje v přítomnosti kyslíku a zahrnuje rozklad organických sloučenin, jako je glukóza, za uvolnění energie ve formě ATP.

Fermentace je proces štěpení molekul cukru na jednodušší chemikálie, které lze využít k výrobě chemické energie. Chemická energie ve formě ATP je klíčová, protože pohání řadu biologických funkcí.

Fermentace je anaerobní, protože nespotřebovává kyslík. Konečné produkty vytvořené z pyruvátu nebo jeho derivátů rozlišují mnoho různých forem fermentace.

U aerobních druhů je dýchání biologickým procesem výroby energie. Bere glukózu jako substrát a generuje 36 molekul ATP z jedné molekuly glukózy. Produkce energie dýcháním vyžaduje použití kyslíku.

Tři primární kroky jsou glykolýza, Krebsův cyklus a elektronový transportní řetězec.

Srovnávací tabulka

Parametry srovnání	kvašení	Dýchání
Kyslík	Nevyžaduje kyslík.	Kyslík je nezbytný.
Přesto ATP	Dva ATP.	36 ATP.
Typ nemovitosti	Ethanolové kvašení a mléčné kvašení.	Aerobní a anaerobní dýchání.
Konečný produkt	Ethanol a CO2 vznikají při etanolové fermentaci a kyselina mléčná je konečným produktem mléčné fermentace.	Oxid uhličitý a voda.
Příspěvek k vytváření energie	Přispívá nejméně.	Přispívá nejvíce.

Co je to kvašení?

Pokud jde o fermentaci, kyslík se nepoužívá. Spotřebovává glukózu a vytváří ATP, stejně jako další molekulu jako vedlejší produkt. Při fermentaci vzniká méně energie než při dýchání.

It receives its energy from glucose as well. Lactate bacteria are introduced to milk for it to ferment into yoghurt.

Laktátové bakterie jej následně fermentují. Výsledkem je zakysaný jogurt. Technika může být upravena u jiného zboží, jako je pivo, uzavřením alkoholického nápoje.

Výsledkem je, že na konci fermentace bude generovat pivo jako konečný produkt. Totéž lze říci o kořenové pivo. Ethanol a fermentace kyseliny mléčné jsou dvě formy fermentace.

V nepřítomnosti kyslíku probíhá v kvasinkách fermentace etanolu. Kvůli tomu jsou známí jako fakultativní anaeroby. Bakterie produkují kyselinu mléčnou. Zvířata vytvářejí kyselinu mléčnou většinou ve svalech, když jim chybí kyslík.

Kyselina mléčná dráždí tkáně. Pro obě fermentace je glykolýza stejná.

Během glykolýzy se glukóza rozkládá na dvě molekuly pyruvátu, čímž vznikají dvě molekuly ATP. Získání elektronů z glyceraldehyd-3-fosfátu má za následek vznik dvou molekul NADH.

Pyruvát se dekarboxyluje na acetaldehyd, když se během výroby ethanolu odstraní oxid uhličitý. Atomy vodíku NADH se používají k přeměně acetaldehydu na ethanol.

Šumivost je způsobena buňkami v médiu produkujícími plynný oxid uhličitý.

Co je dýchání?

Dýchání je přirozený proces, kterým prochází každá forma života a vyrábí energii tím, že rozkládá molekuly uvnitř buňky a využívá k tomu kyslík. Jak všichni víme, ATP neboli adenosintrifosfát je základním typem energie v buňkách.

Uložená energie uvnitř těchto buněk se uvolňuje a rozkládá, když se rozkládají a procházejí dýcháním.

K tomu je zapotřebí kyslík, aby se uvolnila energie, která byla uložena. Svalové kontrakce a tvorba impulsů jsou další dvě role buněčného dýchání.

Tři fáze dýchání jsou glykolýza, cyklus kyseliny citrónové a řetězec přenosu elektronů. Glykolýza probíhá v cytoplazmě buňky, podobně jako při fermentaci.

Mitochondriální matrice přijímá dvě molekuly pyruvátu generované během glykolýzy. Během oxidační dekarboxylace uvolňují dvě molekuly oxidu uhličitého, z každé jednu, a tvoří acetyl-CoA.

Cyklus kyseliny citrónové, známý jako Krebsův cyklus, přebírá tento acetyl-CoA.

Jedna molekula glukózy je zcela oxidována na šest molekul oxidu uhličitého během cyklu kyseliny citrónové, čímž se získají 2 GTP, 6 NADH a 2 FADH2.

Během oxidativní fosforylace, která probíhá ve vnitřní mitochondriální membráně, se tento NADH a FADH2 spojí s kyslíkem za vzniku ATP.

Elektronový transportní řetězec, což je řada elektronových nosičů, pohybuje elektrony v NADH a FADH2 během oxidativní fosforylace.

Hlavní rozdíly mezi fermentací a dýcháním

1. Fermentace nepotřebuje k provedení procesu používat kyslík, zatímco dýchání ano.
2. Rozpad jedné molekuly glukózy vytvoří při fermentaci pouze dva ATP, ale rozpad jediné molekuly glukózy poskytne 36 ATP v dýchání.
3. Dvě formy fermentace nalezené v organismech jsou fermentace etanolu a fermentace kyseliny mléčné, zatímco dva typy dýchání nalezené v organismech jsou aerobní a anaerobní dýchání.
4. Při výrobě etanolu vzniká jak etanol, tak CO2. Fermentace kyseliny mléčné vede k produkci kyseliny mléčné, zatímco dýchání vede k produkci anorganických konečných produktů, jako je oxid uhličitý a voda.
5. Na Zemi se fermentace nejméně podílí na tvorbě energie pro buněčné operace, zatímco dýchání nejvíce přispívá k výrobě energie pro buněčné procesy.

Reference

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

Poslední aktualizace: 23. června 2023