Fermentācija pret elpošanu: atšķirība un salīdzinājums

Fermentācija notiek anaerobā vidē. Tā rezultātā vielmaiņas laikā glikoze lielā mērā tiek pārveidota par gāzētajām taukskābēm. Kad skābeklis ir pieejams, elpošanas process rada enerģiju no glikozes.

Tad no vienas glikozes molekulas fermentācija un elpošana rada papildu ATP. Turklāt elpošana izraisa pilnīgu substrāta sadalīšanos, bet fermentācijas rezultātā notiek daļēja sadalīšanās.

Atslēgas

1. Fermentācija notiek bez skābekļa, bet elpošanai nepieciešams skābeklis.
2. Elpošana rada vairāk ATP (enerģijas) nekā fermentācija.
3. Fermentācija rada galaproduktus, piemēram, spirtu un pienskābi, savukārt elpošana rada oglekļa dioksīdu un ūdeni.

Fermentācija pret elpošanu

Fermentācija ir vielmaiņas process, kas organiskos savienojumus, piemēram, cukurus, pārvērš vienkāršākos savienojumos. Elpošana ir vielmaiņas process, kas notiek skābekļa klātbūtnē un ietver organisko savienojumu, piemēram, glikozes, sadalīšanos, lai atbrīvotu enerģiju ATP formā.

Fermentācija ir process, kurā cukura molekulas tiek sadalītas vienkāršākos ķīmiskās vielās, kuras var izmantot ķīmiskās enerģijas iegūšanai. Ķīmiskā enerģija ATP formā ir ļoti svarīga, jo tā nodrošina dažādas bioloģiskās funkcijas.

Fermentācija ir anaeroba, jo tā nepatērē skābekli. No piruvāta vai tā atvasinājumiem iegūtie galaprodukti atšķir daudzus dažādus fermentācijas veidus.

Aerobās sugās elpošana ir bioloģisks enerģijas ražošanas process. Tas ņem glikozi kā substrātu un ģenerē 36 ATP molekulas no vienas glikozes molekulas. Enerģijas ražošanai ar elpošanas palīdzību ir nepieciešams izmantot skābekli.

Trīs galvenie soļi ir glikolīze, Krebsa cikls un elektronu transportēšanas ķēde.

Salīdzināšanas tabula

Salīdzināšanas parametri	Fermentācija	Elpošana
Skābeklis	Nav nepieciešams skābeklis.	Skābeklis ir būtisks.
Tomēr par ATP	Divi ATP.	36 ATP.
Veidi	Etanola fermentācija un pienskābes fermentācija.	Aerobā un anaerobā elpošana.
Gala produkts	Etanols un CO2 rodas etanola fermentācijā, un pienskābe ir pienskābes fermentācijas galaprodukts.	Oglekļa dioksīds un ūdens.
Ieguldījums enerģijas radīšanā	Iegulda vismazāk.	Visvairāk veicina.

Kas ir Fermentācija?

Kad runa ir par fermentāciju, skābeklis netiek izmantots. Tas patērē glikozi un rada ATP, kā arī citu molekulu kā blakusproduktu. Fermentācijas laikā rodas mazāk enerģijas nekā elpošanas laikā.

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

Pēc tam laktāta baktērijas to raudzēs. Rezultātā gala produkts ir skābs jogurts. Paņēmienu var mainīt citās precēs, piemēram, alū, aizzīmogojot alkoholisko dzērienu.

Rezultātā tas radīs alu kā galīgo produktu fermentācijas beigās. To pašu var teikt par sakņu alus. Etanols un pienskābes fermentācija ir divi fermentācijas veidi.

Ja trūkst skābekļa, raugā notiek etanola fermentācija. Tāpēc tos sauc par fakultatīviem anaerobiem. Baktērijas ražo pienskābi. Dzīvnieki veido pienskābi galvenokārt savos muskuļos, kad tiem trūkst skābekļa.

Pienskābe ir audu kairinātājs. Abām fermentācijām glikolīze ir vienāda.

Glikolīzes laikā glikoze tiek sadalīta divās piruvāta molekulās, veidojot divas ATP molekulas. Iegūstot elektronus no gliceraldehīda-3-fosfāta, veidojas divas NADH molekulas.

Piruvāts tiek dekarboksilēts acetaldehīdā, kad etanola ražošanas laikā tiek noņemts oglekļa dioksīds. NADH ūdeņraža atomi tiek izmantoti acetaldehīda pārvēršanai etanolā.

Putošanos izraisa šūnas vidē, kas ražo oglekļa dioksīda gāzi.

Kas ir elpošana?

Elpošana ir dabisks process, kurā notiek jebkura dzīvības forma, lai iegūtu enerģiju, sadalot šūnā esošās molekulas un izmantojot skābekli. Kā mēs visi zinām, ATP jeb adenozīna trifosfāts ir galvenais šūnu enerģijas veids.

Šo šūnu iekšienē uzkrātā enerģija tiek atbrīvota un sadalīta, kad tās sadalās un elpo.

Lai to izdarītu, ir nepieciešams skābeklis, lai atbrīvotu uzkrāto enerģiju. Muskuļu kontrakcijas un impulsu veidošanās ir vēl divas šūnu elpošanas lomas.

Trīs elpošanas fāzes ir glikolīze, citronskābes cikls un elektronu transportēšanas ķēde. Glikolīze notiek šūnas citoplazmā, līdzīgi kā fermentācijas laikā.

Mitohondriju matrica saņem divas piruvāta molekulas, kas rodas glikolīzes laikā. Oksidatīvās dekarboksilēšanas laikā tie atbrīvo divas oglekļa dioksīda molekulas, pa vienai no katras, un veido acetil-CoA.

Citronskābes cikls, kas pazīstams kā Krebs cikls, ņem šo acetil-CoA.

Viena glikozes molekula visā citronskābes ciklā tiek pilnībā oksidēta sešās oglekļa dioksīda molekulās, iegūstot 2 GTP, 6 NADH un 2 FADH2.

Oksidatīvās fosforilēšanas laikā, kas notiek iekšējā mitohondriju membrānā, šis NADH un FADH2 tiek savienoti ar skābekli, lai iegūtu ATP.

Elektronu transportēšanas ķēde, kas ir virkne elektronu nesēju, pārvieto elektronus NADH un FADH2 oksidatīvās fosforilēšanas laikā.

Galvenās atšķirības starp fermentāciju un elpošanu

1. Fermentācijai procesa veikšanai nav jāizmanto skābeklis, savukārt elpošanai tas ir nepieciešams.
2. Vienas glikozes molekulas sadalīšanās fermentācijā rada tikai divus ATP, bet vienas glikozes molekulas sadalīšanās rezultātā elpošanā rodas 36 ATP.
3. Divi organismos sastopamie fermentācijas veidi ir fermentācija ar etanolu un pienskābes fermentācija, savukārt divi organismos sastopamie elpošanas veidi ir aerobā un anaerobā elpošana.
4. Etanola ražošanas laikā rodas gan etanols, gan CO2. Pienskābes fermentācijas rezultātā rodas pienskābe, savukārt elpošana izraisa neorganisku galaproduktu, piemēram, oglekļa dioksīda un ūdens, ražošanu.
5. Uz Zemes fermentācija vismazāk veicina enerģijas radīšanu šūnu operācijām, savukārt elpošana visvairāk veicina enerģijas ražošanu šūnu procesiem.

Atsauces

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

Pēdējo reizi atjaunināts: 23. gada 2023. jūnijā