Fermentation vs. Atmung: Unterschied und Vergleich

Die Fermentation findet in einer anaeroben Umgebung statt. Dadurch wird Glukose im Stoffwechsel weitgehend in sprudelnde Fettsäuren umgewandelt. Wenn Sauerstoff verfügbar ist, erzeugt der Atmungsprozess Energie aus Glukose.

Dann wird aus einem Glukosemolekül durch Fermentation und Atmung zusätzliches ATP erzeugt. Darüber hinaus führt die Atmung zu einem vollständigen Abbau des Substrats, während die Fermentation zu einem teilweisen Abbau führt.

Key Take Away

1. Die Fermentation findet in Abwesenheit von Sauerstoff statt, während die Atmung Sauerstoff benötigt.
2. Die Atmung produziert mehr ATP (Energie) als die Gärung.
3. Bei der Fermentation entstehen Endprodukte wie Alkohol und Milchsäure, während bei der Atmung Kohlendioxid und Wasser entstehen.

Gärung vs. Atmung

Fermentation ist ein Stoffwechselprozess, der organische Verbindungen wie Zucker in einfachere Verbindungen umwandelt. Die Atmung ist ein Stoffwechselprozess, der in Gegenwart von Sauerstoff abläuft und den Abbau organischer Verbindungen wie Glukose beinhaltet, um Energie in Form von ATP freizusetzen.

Bei der Fermentation werden Zuckermoleküle in einfachere Chemikalien zerlegt, die zur Erzeugung chemischer Energie genutzt werden können. Chemische Energie in Form von ATP ist von entscheidender Bedeutung, da sie eine Vielzahl biologischer Funktionen antreibt.

Die Fermentation ist anaerob, weil sie keinen Sauerstoff verbraucht. Die aus Pyruvat oder seinen Derivaten entstehenden Endprodukte unterscheiden viele verschiedene Formen der Fermentation.

Bei aeroben Arten ist die Atmung ein biologischer Prozess der Energieerzeugung. Es nimmt Glukose als Substrat und erzeugt 36 ATP-Moleküle aus einem einzigen Glukosemolekül. Die Energiegewinnung durch Atmung erfordert die Verwendung von Sauerstoff.

Die drei Hauptschritte sind Glykolyse, Krebszyklus und Elektronentransportkette.

Vergleichstabelle

Vergleichsparameter	Fermentation	Atmung
Sauerstoff	Benötigt keinen Sauerstoff.	Sauerstoff ist essentiell.
Noch von ATP	Zwei ATPs.	36 ATPs.
Typen	Ethanolgärung und Milchsäuregärung.	Aerobe und anaerobe Atmung.
Endprodukt	Ethanol und CO2 werden bei der Ethanolfermentation produziert und Milchsäure ist das Endprodukt der Milchsäurefermentation.	Kohlendioxid und Wasser.
Beitrag zur Energieerzeugung	Trägt am wenigsten bei.	Trägt am meisten bei.

Was ist Fermentation?

Bei der Fermentation wird kein Sauerstoff verwendet. Es verbraucht Glukose und erzeugt ATP sowie ein weiteres Molekül als Nebenprodukt. Bei der Gärung wird weniger Energie erzeugt als bei der Atmung.

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

Anschließend wird es durch Laktatbakterien fermentiert. Das Endprodukt ist saurer Joghurt. Die Technik kann bei anderen Waren, wie z. B. Bier, durch Versiegeln des alkoholischen Getränks modifiziert werden.

Als Ergebnis wird am Ende der Gärung Bier als Endprodukt erzeugt. Dasselbe kann über gesagt werden Wurzelbier. Äthanol u Milchsäuregärung sind zwei Formen der Gärung.

In Abwesenheit von Sauerstoff findet in der Hefe eine Ethanolgärung statt. Aus diesem Grund werden sie als fakultative Anaerobier bezeichnet. Bakterien produzieren Milchsäure. Tiere bilden Milchsäure hauptsächlich in ihren Muskeln, wenn ihnen Sauerstoff entzogen wird.

Milchsäure ist ein Gewebereizstoff. Für beide Fermentationen ist die Glykolyse gleich.

Bei der Glykolyse wird Glukose in zwei Pyruvatmoleküle zerlegt, wodurch zwei ATP-Moleküle entstehen. Die Gewinnung von Elektronen aus Glycerinaldehyd-3-phosphat führt zur Bildung von zwei Molekülen NADH.

Pyruvat wird zu Acetaldehyd decarboxyliert, wenn Kohlendioxid während der Ethanolherstellung entfernt wird. Die Wasserstoffatome des NADH werden verwendet, um Acetaldehyd in Ethanol umzuwandeln.

Das Aufbrausen wird durch die Kohlendioxidgas erzeugenden Zellen im Medium verursacht.

Was ist Atmung?

Die Atmung ist ein natürlicher Prozess, den jede Lebensform durchläuft, um Energie zu erzeugen, indem sie Moleküle in der Zelle abbaut und dazu Sauerstoff verwendet. Wie wir alle wissen, ist ATP oder Adenosintriphosphat die grundlegende Energieart in Zellen.

Die gespeicherte Energie in diesen Zellen wird freigesetzt und abgebaut, wenn sie sich auflösen und atmen.

Dazu wird Sauerstoff benötigt, um die gespeicherte Energie freizusetzen. Muskelkontraktionen und Impulserzeugung sind zwei weitere Rollen der Zellatmung.

Die drei Phasen der Atmung sind Glykolyse, Zitronensäurezyklus und Elektronentransportkette. Die Glykolyse findet im Zytoplasma der Zelle statt, ähnlich wie bei der Fermentation.

Die mitochondriale Matrix nimmt die beiden während der Glykolyse erzeugten Pyruvatmoleküle auf. Bei der oxidativen Decarboxylierung setzen sie zwei Kohlendioxidmoleküle frei, jeweils eines, und bilden Acetyl-CoA.

Der Zitronensäurezyklus, bekannt als Krebszyklus, nimmt dieses Acetyl-CoA auf.

Ein einzelnes Glucosemolekül wird während des Zitronensäurezyklus vollständig zu sechs Kohlendioxidmolekülen oxidiert, was 2 GTPs, 6 NADH und 2 FADH2 ergibt.

Während der oxidativen Phosphorylierung, die in der inneren Mitochondrienmembran stattfindet, werden diese NADH und FADH2 mit Sauerstoff gekoppelt, um ATP zu produzieren.

Eine Elektronentransportkette, die eine Reihe von Elektronenträgern ist, bewegt während der oxidativen Phosphorylierung Elektronen in NADH und FADH2.

Hauptunterschiede zwischen Fermentation und Atmung

1. Die Fermentation muss keinen Sauerstoff verwenden, um den Prozess durchzuführen, während die Atmung dies tut.
2. Der Abbau eines einzelnen Glukosemoleküls erzeugt bei der Fermentation nur zwei ATPs, aber der Abbau eines einzelnen Glukosemoleküls ergibt 36 ATPs bei der Atmung.
3. Die beiden in Organismen vorkommenden Fermentationsformen sind die Ethanolfermentation und die Milchsäurefermentation, während die beiden Arten der Atmung, die in Organismen gefunden werden, die aerobe und die anaerobe Atmung sind.
4. Bei der Ethanolherstellung entstehen sowohl Ethanol als auch CO2. Die Milchsäurefermentation führt zur Produktion von Milchsäure, während die Atmung zur Produktion von anorganischen Endprodukten wie Kohlendioxid und Wasser führt.
5. Auf der Erde trägt die Gärung am wenigsten zur Energieerzeugung für zelluläre Vorgänge bei, während die Atmung am meisten zur Energieerzeugung für zelluläre Prozesse beiträgt.

Bibliographie

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

Letzte Aktualisierung: 23. Juni 2023