Аэробное дыхание против ферментации: разница и сравнение

Важной темой биохимии является «дыхание», посредством которого ваше тело превращает питательные вещества в молекулы аденозинтрифосфата (АТФ) для получения энергии.

Двумя различными типами дыхания являются аэробное дыхание и брожение. Другой тип дыхания — анаэробное дыхание, похожее на брожение, но все же совершенно отличное от него.

Основные выводы

1. Аэробное дыхание требует кислорода и генерирует большое количество АТФ, в то время как брожение происходит без кислорода и производит ограниченное количество АТФ.
2. Конечными продуктами аэробного дыхания являются углекислый газ и вода, тогда как ферментация производит различные конечные продукты, такие как этанол и молочная кислота, в зависимости от организма.
3. Аэробное дыхание происходит в митохондриях эукариотических клеток, а ферментация — в цитоплазме.

Аэробное дыхание против ферментации

Аэробного дыхания производит АТФ и выделяет углекислый газ и воду в качестве отходов. Ферментация — это анаэробный процесс, который включает расщепление глюкозы с выделением энергии в виде АТФ. В отличие от аэробного дыхания ферментация не требует кислорода и происходит в цитоплазме клетки.

Аэробное дыхание происходит в присутствии кислорода и генерирует молекулы аденозинтрифосфата (АТФ), которые используются в качестве энергии для различных функций организма.

Всего он проходит 3 стадии. Это гликолиз, цикл Кребса, далее идет окислительное фосфорилирование. Это форма клеточного дыхания.

С другой стороны, в процессе ферментации молекулы сахара расщепляются на более простые соединения с образованием молекул АТФ для осуществления биологических процессов.

Это происходит в отсутствие кислорода. Он состоит из 2 стадий, а именно гликолиза и регенерации НАДН, которые расщепляют пировиноградную кислоту.

Сравнительная таблица

Что такое аэробное дыхание?

Аэробное дыхание использует кислород для производства энергии в виде молекул АТФ путем расщепления дыхательного материала.

Это наиболее распространено в сложных организмах, таких как животные, люди, растения, млекопитающие и т. д. Это тип клеточного дыхания.

Основными образующимися конечными продуктами являются углекислый газ и вода. Это происходит в митохондриальном матриксе клетки.

Это очень важно, поскольку обеспечивает организмы достаточным количеством энергии для выполнения основных функций и процессов.

Существуют различные стадии аэробного дыхания. Первая стадия – гликолиз, происходящий в цитозоле клетки.

В ходе гликолиза глюкоза делится на 2 молекулы АТФ и 2 молекулы НАДН. Затем образуется ацетилкофермент А.

Цикл Кребса (также известный как цикл лимонной кислоты) происходит на следующем этапе.

На последней стадии аэробного дыхания большое количество молекул АТФ образуется за счет переноса электронов от ФАДН и НАДН. В итоге через него образуется около 36 молекул АТФ.

Молекулы АТФ образуются из АДФ и неорганического фосфата с использованием АТФ-синтазы.

Что такое ферментация?

Ферментация — это анаэробный процесс расщепления глюкозы с получением молекул АТФ, а значит, он может происходить в отсутствие кислорода.

Чаще всего это происходит у разных типов микроорганизмов, таких как эукариоты и прокариоты. Чаще всего встречается у дрожжей и бактерий.

Это может произойти и у человека, но только в том случае, если поступление кислорода очень ограничено и существует высокая потребность в энергии, например, во время интенсивных тренировок.

У человека ферментация происходит в мышечных клетках при недостатке кислорода. Эти клетки могут расходовать свой кислород, если они сокращаются очень часто.

В отсутствие кислорода они проходят через гликолиз с образованием молекул АТФ. Эти мышечные клетки производят пировиноградную кислоту из глюкозы, после чего фермент, присутствующий в мышечных клетках, превращает ее в пировиноградную кислоту.

При ферментации глюкоза метаболизируется (т.е. расщепляется на пировиноградную кислоту) в процессе гликолиза. Эта пировиноградная кислота превращается в ацетальдегид.

Затем он далее превращается в этиловый спирт. В процессе ферментации образуется в среднем 2 молекулы АТФ.

Основные различия между аэробным дыханием и ферментацией

1. Аэробное дыхание свойственно животным и растениям, то есть многоклеточным и сложным организмам. С другой стороны, ферментация происходит в основном в микроорганизмах, таких как дрожжи и бактерии.
2. Аэробное дыхание происходит с помощью кислорода, который затем используется для расщепления дыхательного материала на более простые вещества. Ферментация не использует кислород для расщепления своего дыхательного материала.
3. В процессе аэробного дыхания в качестве конечного продукта образуются углекислый газ и вода, тогда как конечные продукты брожения состоят как минимум из одного органического вещества, а неорганические вещества могут образовываться или не образовываться. Этиловый спирт и диоксид углерода являются здесь наиболее распространенными конечными продуктами.
4. Дыхательный материал полностью окисляется при аэробном дыхании, где он не полностью разрушается в процессе ферментации.
5. Вода образуется при аэробном дыхании, тогда как при брожении вода не образуется.
6. Аэробное дыхание может продолжаться бесконечно, тогда как брожение не может продолжаться бесконечно, поскольку может привести к уменьшению доступности энергии и накоплению ядовитых соединений.
7. При аэробном дыхании вырабатывается 686 ккал энергии на грамм-моль глюкозы, тогда как при ферментации вырабатывается около 39–59 ккал энергии.
8. При аэробном дыхании образуется около 36 молекул АТФ. С другой стороны, при брожении образуется только 2 молекулы АТФ.
9. Аэробное дыхание состоит из трех стадий: цикла Кребса, гликолиза и окислительного фосфорилирования. Ферментация состоит всего из 3 стадий: гликолиза и неполного расщепления пировиноградной кислоты.

1. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/jctb.5030320607
2. https://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev-food-022811-101255