Važna biokemijska tema je 'disanje', putem kojeg vaše tijelo pretvara hranjive tvari u molekule adenozin trifosfata (ATP) za dobivanje energije.
Dvije različite vrste disanja su aerobno disanje i fermentacija. Druga vrsta respiracije je anaerobna respiracija, koja je slična fermentaciji, ali ipak dosta različita.
Ključni za poneti
- Aerobno disanje zahtijeva kisik i stvara veliku količinu ATP-a, dok se fermentacija odvija bez kisika i proizvodi ograničenu količinu ATP-a.
- Krajnji produkti aerobnog disanja su ugljikov dioksid i voda, dok fermentacijom nastaju različiti krajnji produkti, poput etanola i mliječne kiseline, ovisno o organizmu.
- Aerobno disanje odvija se u mitohondrijima eukariotskih stanica, dok se fermentacija odvija u citoplazmi.
Aerobno disanje vs fermentacija
Aerobno disanje proizvodi ATP i oslobađa ugljikov dioksid i vodu kao otpadne proizvode. Fermentacija je anaerobni proces koji uključuje razgradnju glukoze radi oslobađanja energije u obliku ATP-a. Za razliku od aerobnog disanja, fermentacija ne zahtijeva kisik i odvija se u citoplazmi stanice.
Aerobno disanje odvija se u prisutnosti kisika i stvara molekule adenozin trifosfata (ATP) koje se koriste kao energija za razne tjelesne funkcije.
Ukupno prolazi kroz 3 faze. To su glikoliza, Krebsov ciklus i dalje prolazak kroz oksidativnu fosforilaciju. To je oblik staničnog disanja.
S druge strane, tijekom procesa fermentacije, molekule šećera se razgrađuju na jednostavnije spojeve kako bi se proizvele molekule ATP za provođenje bioloških procesa.
To se događa u nedostatku kisika. Ima 2 koraka, naime glikolizu i regeneraciju NADH, koji razgrađuju pirogrožđanu kiselinu.
Tabela za usporedbu
| Parametri usporedbe | Aerobno disanje | Vrenje |
|---|---|---|
| organizmi | Životinje i biljke | Uglavnom kvasac i bakterije |
| Kisik | Kisik se koristi za razgradnju dišnog materijala. | Kisik se ne koristi. |
| Krajnji proizvodi | Ugljični dioksid i voda. | Etilni alkohol i ugljikov dioksid |
| Respiratorni materijal. | Potpuno oksidirano | Nije potpuno slomljen. |
| Formiranje vode | Formira se. | Nije formirana. |
| nastavljanje | Javlja se neograničeno. | Ne može se događati unedogled. |
| Formirana energija | 686 kcal | 39-59 kcal |
| ATP molekule | Nastaje 36 molekula ATP-a. | Nastaje 2 molekula ATP-a. |
| Koraci | Ima 3 koraka. | Ima 2 koraka. |
Što je aerobno disanje?
Aerobno disanje koristi kisik za proizvodnju energije u obliku ATP molekula razgradnjom dišnog materijala.
Najčešći je kod složenih organizama poput životinja, ljudi, biljaka, sisavaca itd. To je vrsta staničnog disanja.
Glavni nastali krajnji proizvodi su ugljični dioksid i voda. Odvija se u mitohondriju stanice matrica.
Vrlo je važan jer osigurava dovoljno energije organizmima za obavljanje bitnih funkcija i procesa.
Postoje različiti stupnjevi aerobnog disanja. Prva faza je glikoliza koja se odvija u citosolu stanice.
Tijekom glikolize glukoza se dijeli na 2 molekule ATP i 2 NADH. Tada nastaje acetil koenzim A.
Krebsov ciklus (poznat i kao ciklus limunske kiseline) javlja se u sljedećem koraku.
Tijekom posljednjeg stadija aerobnog disanja, prijenosom elektrona iz FADH i NADH nastaju velike količine ATP molekula. Na kraju kroz njega nastaje oko 36 molekula ATP-a.
Molekule ATP-a proizvode se iz ADP-a i anorganskog fosfata uz pomoć ATP sintaze.
Što je fermentacija?
Fermentacija je anaerobni proces razgradnje glukoze kako bi se dobile molekule ATP-a, što znači da se može dogoditi u nedostatku kisika.
Većinu vremena javlja se u različitim vrstama mikroorganizama, poput eukariota i prokariota. Najčešće se javlja kod gljivica i bakterija.
Može se pojaviti i kod ljudi, ali samo ako je opskrba kisikom vrlo ograničena i postoji velika potražnja za energijom, na primjer, tijekom intenzivnih treninga.
Kod ljudi se fermentacija odvija u mišićnim stanicama kada nedostaje kisika. Ove stanice mogu potrošiti svoj kisik ako se jako često kontrahiraju.
U nedostatku kisika, oni prolaze kroz glikolizu kako bi proizveli ATP molekule. Ove mišićne stanice stvaraju pirogrožđanu kiselinu putem glukoze, nakon čega je enzim prisutan u mišićnim stanicama pretvara u pirogrožđanu kiselinu.
Tijekom fermentacije glukoza se metabolizira (tj. razgrađuje u) pirogrožđanu kiselinu kroz proces glikolize. Ova pirogrožđana kiselina se pretvara u acetaldehid.
Zatim se dalje pretvara u etilni alkohol. Procesom fermentacije u prosjeku nastaju 2 molekule ATP-a.
Glavne razlike između aerobnog disanja i fermentacije
- Aerobno disanje se javlja kod životinja i biljaka, što znači kod višestaničnih i složenih organizama. S druge strane, fermentacija se uglavnom događa u mikroorganizmima poput kvasca i bakterija.
- Aerobno disanje događa se uz pomoć kisika, koji se zatim koristi za razlaganje dišnog materijala na jednostavnije tvari. Fermentacija ne koristi kisik u razgradnji dišnog materijala.
- Proces aerobnog disanja proizvodi ugljični dioksid i vodu kao finalni produkt, dok se krajnji produkti fermentacije sastoje od najmanje jedne organske tvari, a anorganske tvari mogu ali i ne moraju nastati. Etilni alkohol i ugljikov dioksid ovdje su najčešći krajnji proizvodi.
- Respiratorni materijal potpuno oksidira u aerobnom disanju, gdje se nepotpuno razgrađuje tijekom procesa fermentacije.
- Voda nastaje tijekom aerobnog disanja, dok voda ne nastaje tijekom fermentacije.
- Aerobno disanje može trajati neograničeno dugo, dok fermentacija ne može trajati neograničeno jer može dovesti do manje raspoloživosti energije i nakupljanja otrovnih spojeva.
- Kroz aerobno disanje, 686 kcal energije po gramu molu glukoze se proizvodi, pri čemu fermentacijom, proizvedena energija iznosi oko 39 do 59 Kcal.
- Tijekom aerobnog disanja nastaje oko 36 molekula ATP-a. S druge strane, tijekom fermentacije nastaju samo 2 molekule ATP-a.
- Aerobno disanje ima 3 koraka: Krebsov ciklus, glikolizu i oksidativnu fosforilaciju. Fermentacija ima samo 2 koraka: glikolizu i nepotpunu razgradnju pirogrožđane kiseline.
- https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/jctb.5030320607
- https://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev-food-022811-101255
Zadnje ažuriranje: 11. lipnja 2023
Uložio sam mnogo truda u pisanje ovog posta na blogu kako bih vam pružio vrijednost. Bit će mi od velike pomoći ako razmislite o tome da to podijelite na društvenim medijima ili sa svojim prijateljima/obitelji. DIJELJENJE JE ♥️
Piyush Yadav proveo je posljednjih 25 godina radeći kao fizičar u lokalnoj zajednici. On je fizičar koji strastveno želi učiniti znanost dostupnijom našim čitateljima. Posjeduje diplomu prirodnih znanosti i poslijediplomski studij znanosti o okolišu. Više o njemu možete pročitati na njegovom bio stranica.
Detaljna usporedna tablica objašnjava ključne razlike i sličnosti između aerobnog disanja i fermentacije, nudeći jasan uvid u njihove procese.
Primarne razlike u krajnjim proizvodima i proizvodnji energije između aerobnog disanja i fermentacije naglašavaju različite metaboličke strategije koje koriste živi organizmi za stvaranje stanične energije.
Sveobuhvatna usporedba aerobnog disanja i fermentacije otkriva zamršene biokemijske procese uključene u stvaranje energije, bacajući svjetlo na višestruke mehanizme koji pokreću proizvodnju stanične energije u različitim organizmima.
Kemijski, aerobno disanje je mnogo složeniji proces koji generira veću količinu energije od fermentacije, procesa koji se događa u jednostavnijim organizmima.
Razlike u proizvodnji energije i metaboličkim putovima između aerobnog disanja i fermentacije naglašavaju zamršene mehanizme koji leže u osnovi stanične proizvodnje energije, naglašavajući varijabilnost procesa stvaranja energije u različitim organizmima.
Razumijevanje razlika u proizvodnji energije i krajnjim proizvodima između aerobnog disanja i fermentacije daje dragocjen uvid u različite mehanizme stvaranja stanične energije u živim organizmima, naglašavajući složenost metaboličkih putova.
Detaljno ispitivanje faza i krajnjih proizvoda aerobnog disanja i fermentacije razjašnjava temeljne razlike u putovima proizvodnje energije, pokazujući različite metaboličke strategije koje koriste živi organizmi.
Usporedba prinosa energije i koraka uključenih u aerobno disanje i fermentaciju razjašnjava značajne varijacije u putovima proizvodnje energije, pridonoseći dubljem razumijevanju bioloških procesa.
Detaljna usporedba aerobnog disanja i mehanizama fermentacije nudi dubinsko razumijevanje različitih procesa stvaranja energije u različitim organizmima, naglašavajući zamršene metaboličke putove uključene u proizvodnju stanične energije.
Razlika između aerobnog disanja i fermentacije u smislu proizvodnje energije i krajnjih proizvoda naglašava složenost metaboličkih putova, otkrivajući različite strategije koje organizmi koriste kako bi zadovoljili svoje energetske potrebe.
Detaljan pregled aerobnog disanja i procesa fermentacije pruža sveobuhvatno razumijevanje načina na koji se proizvodi stanična energija u različitim organizmima, naglašavajući važnost dviju glavnih metoda.
Stanično mjesto ovih procesa ključno je za razumijevanje njihovog funkcioniranja, s obzirom na to da se aerobno disanje odvija u mitohondrijima stanice, a fermentacija u citoplazmi.
Širok raspon krajnjih proizvoda i izlazna energija značajni su čimbenici koji razlikuju aerobno disanje i fermentaciju, ističući raznolikost procesa proizvodnje energije u živim organizmima.