Glykolyse vs. Fermentation: Unterschied und Vergleich

Um uns herum finden verschiedene chemische Prozesse statt. Aber trotz unseres Desinteresses werden wir wieder einmal mit zwei so weit verbreiteten Phänomenen konfrontiert: Glykolyse und Fermentation.

Der Prozess beginnt in den Zellen der lebenden Organismen. Sie sind unverkennbar unähnlich, aber wie unähnlich sind sie?

Dies ist etwas, was wir in diesem Artikel untersuchen werden.

Key Take Away

1. Die Glykolyse ist ein Stoffwechselprozess, der Glukose in Pyruvat zerlegt, während die Fermentation Pyruvat in verschiedene Endprodukte umwandelt.
2. Die Glykolyse findet im Zytoplasma von Zellen statt und erfordert keinen Sauerstoff, während die Fermentation entweder aerob oder anaerob sein kann.
3. Die Fermentation ermöglicht es den Zellen, NAD+ für eine fortgesetzte Glykolyse zu regenerieren, insbesondere unter anaeroben Bedingungen.

Glykolyse vs. Fermentation 

Die Glykolyse ist ein anaerober Prozess, der Glukose in zwei Pyruvatmoleküle zerlegt, wodurch ATP und NADH produziert werden, die zur Erzeugung von mehr ATP verwendet werden können aerobe Atmung. Die Fermentation ermöglicht es den Zellen, ATP in Abwesenheit von Sauerstoff zu produzieren, wodurch NAD+ zur Verwendung in der Glykolyse regeneriert wird.

Die Glykolyse ist der erste Schritt in diesem Prozess Zellatmung.

Der Prozess beginnt mit dem Abbau von Glukose, einem Molekül mit sechs Kohlenstoffatomen, das in zwei Moleküle mit jeweils drei Kohlenstoffatomen gespalten wird.

Der Prozess kann sowohl in Gegenwart von Sauerstoff als auch in Abwesenheit von Sauerstoff ablaufen.

Andererseits ist Fermentation eine anaerobe chemische Reaktion, die als Teil der Zellatmung auftritt. Anaerobe Atmung ist ein anderer Begriff für Gärung.

Die Reaktion findet im statt Zytoplasma von eukaryotischen Zellen. Diese Reaktionsart ist auch weniger effizient als die erste, da sie bei Sauerstoffmangel auftritt.

Vergleichstabelle

Vergleichsparameter	Glykolyse	Fermentation
Braucht es Sauerstoff?	Ja	Nein
Auftreten	Mitochondrien	Zytoplasma
Wie viele ATP-Moleküle produziert es?	4 ATP-Moleküle	2 ATP-Moleküle
Chemische Umwandlung	Glukose zu Pyruvat	Pyruvat zu Milchsäure und Alkohol
Endprodukte	2 Pyruvatmoleküle, 4 ATP-Moleküle und zwei NADH.	CO2, Ethanol und Energie.

Was ist Glykolyse?

Nahrung wird von einem Organismus als Brennstoff verwendet, und die Nahrung wird durch eine Reihe chemischer Reaktionen in Brennstoff umgewandelt. Die Rede ist von der Glykolyse, der ersten Stufe der Zellatmung.

Es hilft bei der Bildung von ATP oder Adenosintriphosphat, einer Art Energiemolekül. Der Abbau des Glukosemoleküls ist der erste Schritt im Glykolyseprozess.

Sechs Kohlenstoffatome bilden ein Glucosemolekül. Das Verfahren kann in Gegenwart oder Abwesenheit von Sauerstoff durchgeführt werden.

In Gegenwart von Sauerstoff schreitet die Glykolyse zum Kreb-Zyklus fort. Der Elektronentransfer-Änderungsschritt im Krebs-Zyklus folgt dem Zitronensäure-Zyklus.

In diesem Schritt wird zunächst ATP produziert.

Obwohl das Hauptziel des Prozesses darin besteht, Energie (ATPs) zu produzieren, beginnt er mit dem Abbau von Glukose mit Hilfe von zwei ATP-Molekülen. Die Glukose wird in zwei Moleküle mit jeweils drei Kohlenstoffatomen gespalten.

Diese zwei-drei Kohlenstoffe oder Phosphoglyceraldehyd werden dann in Pyruvat umgewandelt, ein Molekül mit drei Kohlenstoffen.

Es ist auch erwähnenswert, dass jedes Phosphoglycerinaldehyd zwei ATP-Moleküle erzeugt, also insgesamt vier ATP-Moleküle und NADH. In der ETC-Phase hilft NADH bei der Produktion von ATPs.

Das Wichtigste ist, dass Glukose in Pyruvatmoleküle umgewandelt wird.

Was ist Fermentation?

Im Gegensatz dazu ist die Fermentation eine anaerobe chemische Reaktion, die während der Zellatmung stattfindet. Anaerobe Atmung ist ein anderer Name für Fermentation.

Die Reaktion findet im Zytoplasma eukaryontischer Zellen statt. Dieser Reaktionsmodus ist weniger effizient als der erste, da er auftritt, wenn Sauerstoff knapp ist.

Die Fermentation kann zwei Formen annehmen: eine tritt bei Pflanzen und Hefen auf, die andere tritt bei Tieren auf. Es ist erwähnenswert, dass Hefen einzellige Organismen sind.

Glukose ist das grundlegende Molekül für beide Arten; wie bereits erwähnt, handelt es sich um ein Molekül mit sechs Kohlenstoffatomen.

Was die beiden Pflanzenarten Hefe und Tier unterscheidet, sind ihre Endprodukte. Es produziert Ethanol, Kohlendioxid und Energie in Pflanzen und Hefen.

Exotherme Prozesse sind solche, die Energie freisetzen, weshalb die Atmung als exothermer Prozess bezeichnet wird.

Tiere hingegen produzieren Milchsäure und Energie. Im Vergleich zur Fermentation, die ein aerober Atmungsprozess ist, setzt die Glykolyse viel mehr Energie frei.

Somit werden während der Glykolyse vier ATP-Moleküle produziert, während während der Fermentation nur zwei ATP-Moleküle produziert werden können.

Der Fermentation fehlt die oxidative Phosphorylierung, die in Abwesenheit von Sauerstoff stattfindet. Im Gegensatz zur Glykolyse lässt die Fermentation weder den Krebszyklus noch die Elektronentransportphase zu.

Hauptunterschiede zwischen Glykolyse und Fermentation

1. Die Glykolyse kann entweder in Gegenwart von Luft oder in Abwesenheit von Luft stattfinden, aber die Fermentation findet nur in Abwesenheit von Luft statt.
2. Die Glykolyse erzeugt im Vergleich zur Fermentation mehr Energie.
3. Die Glykolyse liefert das Endprodukt Pyruvat, während die Fermentation Säure oder Alkohol und Energie erzeugt.
4. Die Endstadien der Glykolyse (aerob) finden in den Mitochondrien eukaryotischer Zellen statt, während die Fermentation im Zytoplasma stattfindet.
5. Kohlendioxid entsteht nicht durch Glykolyse, sondern durch Fermentation in Pflanzen und Hefen.

Bibliographie

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

Letzte Aktualisierung: 11. Juni 2023