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
- Аэробное дыхание требует кислорода и генерирует большое количество АТФ, в то время как брожение происходит без кислорода и производит ограниченное количество АТФ.
- 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.
- 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
| Параметры сравнения | Аэробного дыхания | Ферментация |
|---|---|---|
| микроорганизмы | Животные и растения | Дрожжи и бактерии в основном |
| Oxygen | Кислород используется для разрушения респираторного материала. | Кислород не используется. |
| Конечные продукты | Углекислый газ и вода. | Этиловый спирт и углекислый газ |
| Дыхательный материал. | Полностью окислен | Не полностью сломан. |
| Формирование воды | Он сформирован. | Он не формируется. |
| продолжение | Это происходит бесконечно. | Это не может происходить бесконечно. |
| Сформированная энергия | 686 ккал | 39-59 ккал |
| Молекулы АТФ | Образуется 36 молекул АТФ. | Образуется 2 молекул АТФ. |
| Шаги | Он имеет 3 шага. | Он имеет 2 шага. |
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. Происходит в митохондриях клетки матрица.
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
- 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.
- 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.
- 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.
- Дыхательный материал полностью окисляется при аэробном дыхании, где он не полностью разрушается в процессе ферментации.
- Вода образуется при аэробном дыхании, тогда как при брожении вода не образуется.
- Аэробное дыхание может продолжаться бесконечно, тогда как брожение не может продолжаться бесконечно, поскольку может привести к уменьшению доступности энергии и накоплению ядовитых соединений.
- При аэробном дыхании 686 килокалория энергии на грамм-моль глюкозы производится, при этом в результате ферментации вырабатываемая энергия составляет от 39 до 59 ккал.
- При аэробном дыхании образуется около 36 молекул АТФ. С другой стороны, при брожении образуется только 2 молекулы АТФ.
- Аэробное дыхание состоит из трех стадий: цикла Кребса, гликолиза и окислительного фосфорилирования. Ферментация состоит всего из 3 стадий: гликолиза и неполного расщепления пировиноградной кислоты.
- https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/jctb.5030320607
- https://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev-food-022811-101255
Последнее обновление: 11 июня 2023 г.
Я приложил столько усилий, чтобы написать этот пост в блоге, чтобы предоставить вам ценность. Это будет очень полезно для меня, если вы подумаете о том, чтобы поделиться им в социальных сетях или со своими друзьями/родными. ДЕЛИТЬСЯ ♥️
Пиюш Ядав последние 25 лет работал физиком в местном сообществе. Он физик, увлеченный тем, чтобы сделать науку более доступной для наших читателей. Он имеет степень бакалавра естественных наук и диплом о высшем образовании в области наук об окружающей среде. Подробнее о нем можно прочитать на его био страница.
Подробная сравнительная таблица объясняет ключевые различия и сходства между аэробным дыханием и ферментацией, предлагая четкое представление об их соответствующих процессах.
Основные различия в конечных продуктах и производстве энергии между аэробным дыханием и ферментацией подчеркивают разнообразные метаболические стратегии, используемые живыми организмами для выработки клеточной энергии.
Всестороннее сравнение аэробного дыхания и ферментации раскрывает сложные биохимические процессы, участвующие в выработке энергии, и проливает свет на многогранные механизмы, которые управляют выработкой клеточной энергии в различных организмах.
С химической точки зрения аэробное дыхание — гораздо более сложный процесс, генерирующий большее количество энергии, чем ферментация — процесс, происходящий у более простых организмов.
Различия в выработке энергии и метаболических путях между аэробным дыханием и ферментацией подчеркивают сложные механизмы, лежащие в основе производства клеточной энергии, подчеркивая изменчивость процессов выработки энергии у разных организмов.
Понимание различий в выработке энергии и конечных продуктах между аэробным дыханием и ферментацией дает ценную информацию о разнообразных механизмах выработки клеточной энергии в живых организмах, подчеркивая сложность метаболических путей.
Детальное изучение стадий и конечных продуктов аэробного дыхания и ферментации проливает свет на фундаментальные различия в путях производства энергии, демонстрируя разнообразные метаболические стратегии, используемые живыми организмами.
Сравнение выхода энергии и этапов аэробного дыхания и ферментации проливает свет на значительные различия в путях производства энергии, способствуя более глубокому пониманию биологических процессов.
Детальное сравнение механизмов аэробного дыхания и ферментации позволяет глубже понять разнообразные процессы выработки энергии у разных организмов, подчеркивая сложные метаболические пути, участвующие в производстве клеточной энергии.
Различие между аэробным дыханием и ферментацией с точки зрения производства энергии и конечных продуктов подчеркивает сложность метаболических путей, раскрывая разнообразные стратегии, используемые организмами для удовлетворения своих энергетических потребностей.
Подробный обзор процессов аэробного дыхания и ферментации дает полное представление о том, как производится клеточная энергия в различных организмах, подчеркивая важность двух основных методов.
Клеточная локализация этих процессов важна для понимания их функционирования, поскольку аэробное дыхание происходит в митохондриях клетки, а ферментация происходит в цитоплазме.
Широкий спектр конечных продуктов и выход энергии являются важными факторами, которые отличают аэробное дыхание и ферментацию, подчеркивая разнообразие процессов производства энергии в живых организмах.