発酵と呼吸: 違いと比較

発酵は嫌気的な環境で行われます。 その結果、グルコースは代謝中に大部分が発泡性脂肪酸に変換されます。 酸素が利用できる場合、呼吸のプロセスによってグルコースからエネルギーが生成されます。

次に、XNUMX つのグルコース分子から、発酵と呼吸によって追加の ATP が生成されます。 さらに、呼吸は基質の完全な分解をもたらしますが、発酵は部分的な分解をもたらします。

主なポイント

1. 発酵は酸素がなくても起こりますが、呼吸には酸素が必要です。
2. 呼吸は、発酵よりも多くの ATP (エネルギー) を生成します。
3. 発酵はアルコールや乳酸などの最終生成物を生成しますが、呼吸は二酸化炭素と水を生成します。

発酵と呼吸

発酵は、糖などの有機化合物をより単純な化合物に変換する代謝プロセスです。 呼吸は酸素の存在下で起こる代謝プロセスであり、グルコースなどの有機化合物の分解を伴い、ATP の形でエネルギーを放出します。

発酵は、糖分子をより単純な化学物質に分解し、化学エネルギーを生成するために利用できるプロセスです。 ATP の形での化学エネルギーは、さまざまな生物学的機能に動力を与えるため、非常に重要です。

発酵は酸素を消費しないため嫌気性です。 ピルビン酸またはその誘導体から生成される最終生成物は、多くの異なる形態の発酵を区別します。

好気性種では、呼吸はエネルギー生成の生物学的プロセスです。 グルコースを基質として取り、単一のグルコース分子から 36 の ATP 分子を生成します。 呼吸によるエネルギーの生成には、酸素の使用が必要です。

XNUMX つの主要なステップは、解糖系、クレブス回路、および電子伝達系です。

比較表

比較のパラメータ		呼吸
酸素	酸素を必要としません。	酸素は不可欠です。
まだATPの	XNUMX つの ATP。	36 ATP。
種類	エタノール発酵と乳酸発酵。	好気性呼吸と嫌気性呼吸。
最終製品	エタノールと CO2 はエタノール発酵で生成され、乳酸は乳酸発酵の最終生成物です。	二酸化炭素と水。
創エネへの貢献	貢献度は最も低い。	最も貢献します。

何ですか ?

発酵に関しては、酸素は使用されません。 グルコースを消費し、副産物として別の分子と同様に ATP を生成します。 呼吸中よりも発酵中に生成されるエネルギーは少なくなります。

ブドウ糖からもエネルギーを受け取ります。牛乳に乳酸菌を導入して発酵させてヨーグルトを作ります。

その後乳酸菌が発酵させます。 その結果、最終製品は酸っぱいヨーグルトになります。 この技術は、アルコール飲料を密封することにより、ビールなどの他の商品にも応用できる可能性があります。

その結果、発酵の最後に最終製品としてビールが生成されます。 についても同じことが言えます ルートビールエタノール発酵と乳酸発酵は発酵の2つの形態です。

酸素がない状態では、酵母はエタノール発酵を起こします。そのため、酵母は通性嫌気性菌として知られています。細菌は乳酸を生成します。動物は酸素が不足すると、筋肉内で乳酸を生成します。

乳酸は組織刺激物質です。 どちらの発酵でも、解糖は同じです。

解糖中に、グルコースは 3 つのピルビン酸分子に分解され、XNUMX つの ATP 分子が生成されます。 グリセルアルデヒド-XNUMX-リン酸から電子を得ることで、XNUMX つの NADH 分子が形成されます。

エタノール生産中に二酸化炭素が除去されると、ピルビン酸はアセトアルデヒドに脱炭酸されます。 NADH の水素原子は、アセトアルデヒドをエタノールに変換するために使用されます。

発泡は、培地中の細胞が二酸化炭素ガスを生成することによって引き起こされます。

呼吸とは何ですか?

呼吸は、細胞内の分子を分解し、そのために酸素を使用することによってエネルギーを作り出すために、あらゆる形態の生命が通過する自然なプロセスです。 誰もが知っているように、ATP (アデノシン三リン酸) は細胞の基本的なエネルギーです。

これらの細胞内に蓄えられたエネルギーは、分解して呼吸をするときに放出され、分解されます。

そのためには、蓄積されたエネルギーを解放するために酸素が必要です。 筋肉の収縮とインパルスの生成は、細胞呼吸のもう XNUMX つの役割です。

呼吸の XNUMX つの段階は、解糖系、クエン酸回路、および電子伝達系です。 解糖は発酵中と同様に、細胞の細胞質で起こります。

ミトコンドリア マトリックスは、解糖中に生成された XNUMX つのピルビン酸分子を受け取ります。 酸化的脱炭酸中に、それらはそれぞれから XNUMX つずつ、XNUMX つの二酸化炭素分子を放出し、アセチル CoA を形成します。

クレブス回路として知られるクエン酸回路は、このアセチル-CoAを受け取ります。

2 つのグルコース分子は、クエン酸サイクル全体で 6 つの二酸化炭素分子に完全に酸化され、2 つの GTP、2 つの NADH、および XNUMX つの FADHXNUMX が生成されます。

ミトコンドリア内膜で起こる酸化的リン酸化の間、この NADH と FADH2 は酸素と結合して ATP を生成します。

一連の電子伝達体である電子伝達鎖は、酸化的リン酸化中に NADH および FADH2 で電子を移動します。

発酵と呼吸の主な違い

1. 発酵はプロセスを実行するために酸素を使用する必要はありませんが、呼吸は酸素を使用します。
2. 単一のグルコース分子が分解されると、発酵では 36 つの ATP しか生成されませんが、呼吸では XNUMX つのグルコース分子が分解されると XNUMX の ATP が生成されます。
3. 生物に見られるXNUMXつの発酵形態はエタノール発酵と乳酸発酵であり、生物に見られるXNUMX種類の呼吸は好気呼吸と嫌気呼吸です。
4. エタノール生産中には、エタノールと CO2 の両方が生成されます。 乳酸発酵は乳酸の生産をもたらしますが、呼吸は二酸化炭素や水などの無機最終産物の生産をもたらします。
5. 地球上では、発酵は細胞操作のためのエネルギーの生成に最も貢献していませんが、呼吸は細胞プロセスのためのエネルギーの生成に最も貢献しています。

参考情報

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