Oluline biokeemia teema on "hingamine", mille kaudu teie keha muudab toitained energia saamiseks adenosiintrifosfaadi (ATP) molekulideks.
Kaks erinevat tüüpi hingamist on aeroobne hingamine ja fermentatsioon. Teine hingamise liik on anaeroobne hingamine, mis on sarnane kääritamisele, kuid siiski üsna erinev.
Võtme tagasivõtmine
- Aeroobne hingamine nõuab hapnikku ja tekitab suures koguses ATP-d, samal ajal kui käärimine toimub ilma hapnikuta ja tekitab piiratud koguses ATP-d.
- Aeroobse hingamise lõpp-produktideks on süsihappegaas ja vesi, käärimisel tekib aga olenevalt organismist erinevaid lõpptooteid, nagu etanool ja piimhape.
- Aeroobne hingamine toimub eukarüootsete rakkude mitokondrites, fermentatsioon aga tsütoplasmas.
Aeroobne hingamine vs fermentatsioon
Aeroobne hingamine toodab ATP-d ning eraldab jääkainetena süsinikdioksiidi ja vett. Käärimine on anaeroobne protsess, mis hõlmab glükoosi lagunemist, et vabastada energiat ATP kujul. Erinevalt aeroobsest hingamisest ei vaja käärimine hapnikku ja toimub raku tsütoplasmas.
Aeroobne hingamine toimub hapniku juuresolekul ja tekitab adenosiintrifosfaadi (ATP) molekule, mida kasutatakse erinevate kehafunktsioonide jaoks energiana.
See läbib kokku 3 etappi. Need on glükolüüs, Krebsi tsükkel ja edasine oksüdatiivne fosforüülimine. See on rakulise hingamise vorm.
Teisest küljest lagundatakse käärimisprotsessi käigus suhkrumolekulid lihtsamateks ühenditeks, et toota bioloogiliste protsesside läbiviimiseks ATP molekule.
See juhtub hapniku puudumisel. Sellel on 2 etappi, nimelt glükolüüs ja NADH regenereerimine, mis lagundavad püroviinamarihapet.
Võrdlustabel
| Võrdlusparameetrid | Aeroobne hingamine | Fermentatsioon |
|---|---|---|
| Organismid | Loomad ja taimed | Peamiselt pärm ja bakterid |
| Hapnik | Hingamismaterjali lagundamiseks kasutatakse hapnikku. | Hapnikku ei kasutata. |
| Lõpptooted | Süsinikdioksiid ja vesi. | Etüülalkohol ja süsinikdioksiid |
| Hingamisteede materjal. | Täielikult oksüdeerunud | Pole täielikult katki. |
| Vee teke | See on moodustatud. | Seda ei moodustata. |
| Jätkamine | See esineb lõputult. | See ei saa esineda lõputult. |
| Moodustatud energia | 686 Kcal | 39–59 Kcal |
| ATP molekulid | Toodetakse 36 ATP molekuli. | Toodetakse 2 ATP molekuli. |
| Sammud | Sellel on 3 sammu. | Sellel on 2 sammu. |
Mis on aeroobne hingamine?
Aeroobne hingamine kasutab hapnikku, et toota energiat ATP molekulide kujul, lagundades hingamismaterjali.
Seda esineb kõige sagedamini keerulistes organismides, nagu loomad, inimesed, taimed, imetajad jne. See on rakuhingamise tüüp.
Peamised moodustunud lõpp-produktid on süsinikdioksiid ja vesi. See toimub raku mitokondrites maatriks.
See on väga oluline, kuna annab organismidele piisavalt energiat oluliste funktsioonide ja protsesside täitmiseks.
Aeroobsel hingamisel on erinevad etapid. Esimene etapp on glükolüüs, mis toimub raku tsütosoolis.
Glükolüüsi käigus jaguneb glükoos 2 ATP ja 2 NADH molekuliks. Seejärel moodustub atsetüülkoensüüm A.
Krebsi tsükkel (tuntud ka kui sidrunhappe tsükkel) toimub järgmises etapis.
Aeroobse hingamise viimases etapis moodustuvad FADH-st ja NADH-st elektronide ülekande kaudu suured kogused ATP-molekule. Lõpuks moodustub selle kaudu umbes 36 ATP molekuli.
ATP molekulid toodetakse ADP-st ja anorgaanilisest fosfaadist ATP süntaasi abil.
Mis on fermentatsioon?
Käärimine on anaeroobne glükoosi lagundamise protsess ATP molekulide saamiseks, mis tähendab, et see võib toimuda hapniku puudumisel.
Seda esineb enamasti erinevat tüüpi mikroorganismides, näiteks eukarüootides ja prokarüootides. Kõige sagedamini esineb see pärmis ja bakterites.
See võib tekkida ka inimestel, kuid ainult siis, kui hapnikuga varustatus on väga piiratud ja näiteks intensiivsete treeningute ajal on energiavajadus suur.
Inimesel toimub käärimine lihasrakkudes hapnikupuuduse korral. Need rakud võivad oma hapnikku ära kasutada, kui nad väga sageli kokku tõmbuvad.
Hapniku puudumisel läbivad nad glükolüüsi, et toota ATP molekule. Need lihasrakud toodavad püroviinamarihapet glükoosi kaudu, mille järel lihasrakkudes olev ensüüm muudab selle püroviinamarihappeks.
Kääritamisel metaboliseeritakse glükoos (st laguneb) glükolüüsi käigus püroviinamarihappeks. See püroviinamarihape muudetakse atseetaldehüüdiks.
Seejärel muundatakse see edasi etüülalkoholiks. Kääritamise käigus toodetakse keskmiselt 2 ATP molekuli.
Peamised erinevused aeroobse hingamise ja fermentatsiooni vahel
- Aeroobne hingamine kipub esinema loomadel ja taimedel, mis tähendab mitmerakulistes ja komplekssetes organismides. Teisest küljest toimub käärimine peamiselt mikroorganismides, nagu pärm ja bakterid.
- Aeroobne hingamine toimub hapniku abil, mida seejärel kasutatakse hingamisteede materjali lagundamiseks lihtsamateks aineteks. Käärimine ei kasuta hapnikku oma hingamisteede materjali lagunemisel.
- Aeroobse hingamise käigus tekib lõppsaadusena süsihappegaas ja vesi, kusjuures käärimise lõppsaadused koosnevad vähemalt ühest orgaanilisest ainest ning anorgaanilised ained võivad tekkida, aga ei pruugi. Etüülalkohol ja süsihappegaas on siin kõige levinumad lõpptooted.
- Hingamismaterjal oksüdeerub täielikult aeroobsel hingamisel, kus see käärimisprotsessi käigus mittetäielikult puruneb.
- Vesi moodustub aeroobse hingamise ajal, samas kui vesi ei moodustu kääritamise ajal.
- Aeroobne hingamine võib kesta lõputult, samas kui käärimine ei saa kesta lõputult, kuna see võib kaasa tuua energia vähenemise ja mürgiste ühendite kuhjumise.
- Aeroobse hingamise kaudu, 686 Kcal Ühe grammi glükoosi mooli kohta toodetakse energiat, kusjuures kääritamisel toodetakse energiat umbes 39–59 Kcal.
- Aeroobse hingamise käigus toodetakse umbes 36 ATP molekuli. Teisest küljest toodetakse fermentatsiooni käigus ainult 2 ATP molekuli.
- Aeroobsel hingamisel on 3 etappi: Krebsi tsükkel, glükolüüs ja oksüdatiivne fosforüülimine. Fermentatsioonil on ainult 2 etappi: glükolüüs ja püroviinamarihappe mittetäielik lagunemine.
- https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/jctb.5030320607
- https://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev-food-022811-101255
Viimati värskendatud: 11. juunil 2023
Olen selle blogipostituse kirjutamisega nii palju vaeva näinud, et teile väärtust pakkuda. See on mulle väga kasulik, kui kaalute selle jagamist sotsiaalmeedias või oma sõprade/perega. JAGAMINE ON ♥️
Piyush Yadav on viimased 25 aastat töötanud kohalikus kogukonnas füüsikuna. Ta on füüsik, kelle kirg on muuta teadus meie lugejatele kättesaadavamaks. Tal on loodusteaduste bakalaureusekraad ja keskkonnateaduste magistrikraad. Tema kohta saate tema kohta rohkem lugeda bio-leht.
Üksikasjalik võrdlustabel selgitab peamisi erinevusi ja sarnasusi aeroobse hingamise ja kääritamise vahel, pakkudes selget ülevaadet nende vastavatest protsessidest.
Peamised erinevused lõpptoodetes ja energiatootmises aeroobse hingamise ja kääritamise vahel toovad esile erinevad metaboolsed strateegiad, mida elusorganismid kasutavad rakuenergia genereerimiseks.
Aeroobse hingamise ja kääritamise põhjalik võrdlus toob esile keerukad biokeemilised protsessid, mis on seotud energiatootmisega, valgustades mitmekülgseid mehhanisme, mis juhivad raku energia tootmist erinevates organismides.
Keemiliselt on aeroobne hingamine palju keerulisem protsess, mis tekitab suurema energiahulga kui käärimine, protsess, mis toimub lihtsamates organismides.
Erinevused energiatootmises ja metaboolsetes radades aeroobse hingamise ja kääritamise vahel rõhutavad rakulise energia tootmise aluseks olevaid keerulisi mehhanisme, rõhutades energiatootmisprotsesside varieeruvust erinevate organismide vahel.
Aeroobse hingamise ja kääritamise energiatoodangu ja lõpptoodete erinevuste mõistmine annab väärtuslikku teavet elusorganismide erinevatest raku energiatootmise mehhanismidest, rõhutades metaboolsete radade keerukust.
Aeroobse hingamise ja kääritamise etappide ja lõpptoodete üksikasjalik uurimine selgitab põhilisi erinevusi energiatootmise radades, näidates elusorganismide kasutatavaid erinevaid metaboolseid strateegiaid.
Energiasaagise ning aeroobse hingamise ja kääritamise etappide võrdlus selgitab olulisi erinevusi energiatootmise radades, aidates kaasa bioloogiliste protsesside sügavamale mõistmisele.
Aeroobse hingamise ja fermentatsioonimehhanismide üksikasjalik võrdlus annab põhjaliku ülevaate erinevatest organismides toimuvatest energiatootmisprotsessidest, tuues esile rakulise energia tootmisega seotud keerukad metaboolsed teed.
Erinevus aeroobse hingamise ja kääritamise vahel energia tootmise ja lõpptoodete osas rõhutab metaboolsete radade keerukust, paljastades organismide erinevad strateegiad oma energiavajaduse rahuldamiseks.
Üksikasjalik ülevaade aeroobse hingamise ja fermentatsiooni protsessidest annab igakülgse ülevaate sellest, kuidas erinevates organismides rakuenergiat toodetakse, rõhutades kahe peamise meetodi olulisust.
Nende protsesside paiknemine rakus on nende toimimise mõistmiseks hädavajalik, arvestades, et aeroobne hingamine toimub raku mitokondrites ja fermentatsioon toimub tsütoplasmas.
Lõpptoodete lai valik ja energiatoodang on olulised tegurid, mis eristavad aeroobset hingamist ja fermentatsiooni, tuues esile elusorganismide energiatootmisprotsesside mitmekesisuse.