Forskjellen mellom aerob og anerobe gæring

De hovedforskjell mellom aerob og anaerob gjæring er det aerob gjæring regenererer NAD+ ved elektrontransportkjeden mens regenerering av NAD+ i anaerob respirasjon følger glykolyse.

Fermentering er et begrep som brukes til å beskrive mekanismene for cellulær respirasjon, som oppstår i fravær av oksygen. Imidlertid er den elektroniske akseptoren i elektrontransportkjeden oksygen ved aerob gjæring. Dermed er det mer presist kalt aerobisk respirasjon snarere enn aerob gjæring. De to mekanismer for anaerob gjæring er etanol fermentering og melkesyre fermentering.

Nøkkelområder dekket

1. Hva er Aerobic Fermentation
     - Definisjon, prosess, rolle
2. Hva er Anaerob Gæring
     - Definisjon, prosess, typer, rolle
3. Hva er likhetene mellom aerob og anerobe gæring
     - Oversikt over vanlige funksjoner
4. Hva er forskjellen mellom aerob og anerobe gæring
     - Sammenligning av nøkkelforskjeller

Nøkkelbetingelser: Aerobic Fermentation, Anaerob Gæring, ATP, Glukose, NAD+, Oksygen

Hva er Aerobic Fermentation

Som nevnt ovenfor er aerob respirasjon det mer presise og vitenskapelige uttrykket for aerob gjæring. Aerob respirasjon refererer til settet av kjemiske reaksjoner involvert i produksjon av energi ved fullstendig oksidasjon av mat. Det frigjør karbondioksid og vann som biprodukter. Aerobic respiration forekommer hovedsakelig hos høyere dyr og planter. Det er den mest effektive prosessen blant ulike prosesser for energiproduksjon. De tre trinnene med aerob respirasjon er glykolyse, Krebs syklus og elektron transportkjede.

glykolyse

Glykolyse er det første trinnet i aerob åndedrett, som forekommer i cytoplasma. Denne prosessen bryter ned glukose i to pyruvatmolekyler. Pyruvatmolekylene gjennomgår oksydativ dekarboksylering for å danne acetyl-CoA. 2 ATP og 2 NADH er utbyttet av denne prosessen.

Krebs syklus

Krebs syklusen forekommer inne i mitokondriellmatrisen. En fullstendig nedbrytning av acetyl-CoA i karbondioksid skjer i Krebs-syklusen, regenerering av utgangsforbindelsen, oksaloacetat. Under Krebs-syklusen, frigjør energien fra acetyl-CoA 2 GTP, 6 NADH og 2 FADH2.

Elektrontransportkjede

Produksjonen av ATP under oksidativ fosforylering benytter reduksjonskraften til NADH og FADH2. Det forekommer i indre membran av mitokondrier. Nedenfor figuren viser den generelle kjemiske reaksjonen av aerobe respirasjon.

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 36ATP

Figur 1: Aerobic Respiration - Steps

Hva er Anaerob Gæring

Fermentering refererer til kjemisk nedbrytning av organiske substrater av mikroorganismer i etanol eller melkesyre i fravær av oksygen. Vanligvis gir den ut brus og varme. Fermentering forekommer i cytoplasmaens lokalitet i mikroorganismer som gjær, parasitære ormer og bakterier. De to trinnene med gjæring er glykolyse og delvis oksidasjon av pyruvat. Basert på pyruvatoksydasjonens vei består gjæringen av to typer; etanol fermentering og melkesyre fermentering. Nettoresultatet av gjæring er bare 2 ATPer.

Figur 2: Aerob og anerobe gæring

Etanolfermentering

Etanolgæring skjer hovedsakelig i gjær i fravær av oksygen. I denne prosessen resulterer fjerning av karbondioksid i dekarboksyleringen av pyruvat i acetaldehyd. Acetaldehyd omdannes deretter til etanol ved bruk av hydrogenatomer i NADH. Brusningen oppstår på grunn av frigjøring av karbondioksydgass i mediet. Den balansert kjemiske ligningen for etanolfermentering er som følger:

C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP

Melkesyre Fermentering

Melkesyrefermentering skjer hovedsakelig i bakterier. Under fermentering av melkesyre omdannes pyruvat til melkesyre. Den samlede kjemiske reaksjonen for etanolfermentering og melkesyrefermentering er som følger:

C6H12O6 → 2C3H6O3 + 2ATP

Likheter mellom aerob og anerobe gæring

  • Aerob og anaerob gjæring er to mekanismer for cellulær respirasjon som genererer energi for de cellulære prosessene.
  • Begge gjæringene bruker glukose som substrat og produserer ATP under behandlingen.
  • Kullsyre er et produkt i begge prosessene.
  • De begge gjennomgår glykolyse i cytoplasma.

Forskjellen mellom aerob og anerobe gæring

Definisjon

Aerob fermentering: Sett med kjemiske reaksjoner involvert i produksjon av energi ved fullstendig oksidasjon av mat

Anaerob fermentering: Kjemisk nedbrytning av organiske substrater i etanol eller melkesyre av mikroorganismer i nærvær av oksygen

Hendelse

Aerob fermentering: Forekommer i både cytoplasma og mitokondrier

Anaerob fermentering: Forekommer i cytoplasma

Type organismer

Aerob fermentering: Forekommer hos høyere dyr og planter

Anaerob fermentering: Forekommer i gjær, parasitter og bakterier

Oksygen

Aerob fermentering: Bruker molekylært oksygen som den endelige elektron-akseptoren i elektrontransportkjeden

Anaerob fermentering: Bruker ikke oksygen

Vann

Aerob fermentering: Produserer seks vannmolekyler per glukosemolekyl

Anaerob fermentering: Ikke produserer vann

Substratoksydasjon

Aerob fermentering: Glukose er helt nedbrutt i karbondioksid og oksygen 

Anaerob fermentering: Glukose oksyderes ufullstendig enten i etanol og melkesyre

NAD+ Regeneration

Aerob fermentering: NAD+ regenerering skjer i elektrontransportkjeden

Anaerob fermentering: NAD+ regenerering oppstår under partiell oksidasjon av pyruvat

ATP Produksjon under NAD+ Regeneration

Aerob fermentering: ATP er et utbytte i løpet av NAD+ regenerering 

Anaerob fermentering: ATP er ikke et utbytte under NAD+ regenerering

Antall ATP produsert

Aerob fermentering: Produserer 36 ATP

Anaerob fermentering: Produserer 2 ATP

Konklusjon

Aerob og anaerob gjæring er to typer cellulær respirasjon involvert i produksjon av energi fra glukose. Aerob fermentering krever oksygen mens anaerob fermentering ikke krever oksygen. NAD+ regenerering skjer i elektrontransportkjeden av den aerobiske respirasjonen mens den oppstår under partiell oksidasjon av pyruvat ved anaerob respirasjon. 

Henvisning:

1. "Fermentering og Anaerob Respiration." Khan Academy, Tilgjengelig her.

Bilde Courtesy:

1. "Cellular respiration flowchart" Av Users Daycd, Pdefer, Bdesham på en.wikipedia - Laget av bdesham med en: OmniGraffle; postbehandlet i en: GraphicConverter (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "Cellular respiration" Av Darekk2 - Eget arbeid (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia