Forskjell mellom aerob og anerobe åndedrett

Hovedforskjell - Aerobic vs Anaerob Respiration

Aerob og anaerob respirasjon er de to typer cellulær respirasjon funnet i organismer. Cellulær respirasjon er prosessen med å nedbryte mat for å frigjøre potensiell energi i form av ATP. Aerob åndedrett forekommer hos høyere dyr og planter. Anaerob åndedrett forekommer hovedsakelig i mikroorganismer som gjær. Begge prosessene bruker glukose som råmateriale. De hovedforskjell mellom aerob og anaerob respirasjon er det aerob åndedrett oppstår i nærvær av oksygen mens aerob åndedrett oppstår i fravær av oksygen.

Denne artikkelen undersøker,

1. Hva er aerobic respiration
      - Egenskaper, Prosess
2. Hva er anerobisk respirasjon
      - Egenskaper, Prosess
3. Hva er forskjellen mellom aerob og anerobe åndedrettsvern

Hva er aerobic respiration

Settet av reaksjoner som forekommer i nærvær av oksygen, som bryter ned mat for å generere energi i form av ATP, er kjent som aerob respirasjon. Den mest omfattende typen av cellulær reparasjon er aerob respirasjon, som forekommer i høyere planter og dyr. Aerob respirasjon forekommer i cytoplasma så vel som i mitokondriene. Det produserer 36 ATP fra et enkelt glukosemolekyl. I utgangspunktet er tre trinn involvert i aerob åndedrettsvern. De er glykolyse, sitronsyre syklus og elektron transport kjede. Substratet er for det meste glukose og de uorganiske sluttproduktene er karbondioksid og vann. Derfor er aerob åndedrett det motsatte av fotosyntese. Den generelle kjemiske reaksjonen av aerob åndedrett er vist nedenfor.

Kjemisk reaksjon av aerob respirasjon

C₆H₁₂O₆  +  6O₂  → 6CO₂  +  6H₂O + 2900 kJ / mol

glykolyse er det første trinnet med aerob åndedrett og opptrer uavhengig uten oksygen. Derfor er det også det første trinnet med glukosedbrytning i anaerob respirasjon. Glykolyse forekommer i cytoplasma av alle celler. Under glykolyse brytes glukose ned i to pyruvatmolekyler, og genererer 2 ATP som nettovinst. I tillegg dannes to molekyler NADH ved å skaffe elektroner fra glyceraldehyd-3-fosfat. Pyruvatet transformeres til matriksen av mitokondrier, som danner acetyl-CoA fra pyruvat ved å eliminere karbondioksid under oksidativ dekarboksylering av pyruvat. Acetyl-CoA går da inn i sitronsyre syklus, som også kalles Krebs syklusen. Under sitronsyresyklusen blir et enkelt glukosemolekyl fullstendig oksidert i seks karbondioksidmolekyler, som genererer 2 GTP, 6 NADH og 2 FADH₂. Disse NADH og FADH2 er kombinert med oksygen, som genererer ATP under oksidativ fosforylering. Den oksidative fosforyleringen skjer i den indre membranen av mitokondrier, overføring av elektroner gjennom en rekke bærere i elektron transportkjede. Det totale utbyttet av aerob åndedrett er 36 ATP. Et skjematisk diagram over aerob respirasjon er vist i Figur 1.

Figur 1: Aerobisk respirasjon

Hva er Anaerob Respiration

Anaerob respirasjon er settet av reaksjoner som forekommer i fravær av oksygen, som bryter ned mat i enkle organiske forbindelser, og genererer energi i form av ATP. Anaerob åndedrett forekommer i mikroorganismer som noen bakterier, gjær og parasitære ormer. Det forekommer i cytoplasma av disse organismers celler, og gir bare 2 ATP.

To kategorier av aerob åndedrett er identifisert. Den første kategorien av anaerob respirasjon skjer gjennom glykolyse og ufullstendig oksidasjon av pyruvat enten i melkesyre eller etanol. Prosessen kalles gjæring. Den endelige elektron-akseptoren og hydrogenacceptoren er det enkle organiske sluttproduktet. Sluttproduktene utskilles i mediet som avfallsmetabolitter. Under gjæring skjer glykolyse som det første trinnet. Følgende pyruvat omdannes til etanol i gjær og noen bakterier. I planter, når oksygen er fraværende, produseres etanol ved anaerob respirasjon. Denne typen gjæring kalles som etanolgæring. Den generelle kjemiske reaksjonen av etanolfermentering er vist nedenfor.

Kjemisk reaksjon av etanolfermentering

C₆H₁₂O₆  → 2C₂H₅OH + 2CO₂  + 118 kJ / mol

I dyr, når oksygen er fraværende, produseres melkesyre ved anaerob respirasjon. Dette kalles melkesyrefermentering. Den generelle kjemiske reaksjonen for melkesyrefermentering er vist nedenfor.

Kjemisk reaksjon av melkesyrefermentering

C₆H₁₂O₆  → 2C₃H₆O₃  +  120 kJ / mol

Effektiviteten av gjæring er svært lav sammenlignet med aerob åndedrettsvern. Melkesyre, som produseres under melkesyrefermenteringen, er giftig for vev. Forskjellen mellom aerob åndedrettsvern og anaerob respirasjon i form av melkesyrefermentering er vist i figur 2.

Figur 2: Forskjell mellom aerob respirasjon og melkesyrefermentering

Under den andre kategorien av anaerob respirasjon er den endelige elektron-akseptoren sulfat eller nitrat i enden av elektrontransportkjeden. Noen prokaryoter som bakterier og arkea utfører denne typen anaerob respirasjon. Godta elektroner med sulfat produserer hydrogensulfid som sluttprodukt. I metanogener er den endelige elektron-akseptoren karbondioksid, som produserer metan som sluttprodukt.  

Forskjell mellom aerob og anerobe åndedrett

Oksygen

aerobic respirasjon: Aerob åndedrett oppstår i nærvær av oksygen.

Anaerob respirasjon: Anaerob åndedrett oppstår i fravær av oksygen.

Type planter og dyr

Aerobisk respirasjon: Aerob respirasjon finnes i alle høyere planter og dyr.

Anaerob respirasjon: Anaerob åndedrett finnes vanligvis i mikroorganismer, men sjelden i høyere organismer.

Hendelse

aerobic respirasjon: Aerobic respiration forekommer bare i cellen.

Anaerob respirasjon: Anaerob åndedrett kan oppstå hvor som helst.

Lokalisering inne Cell

aerobic respirasjon: Aerob respirasjon forekommer i cytoplasma og mitokondrier.

Anaerob respirasjon: Anaerob åndedrett skjer bare i cytoplasma.

Permanent / Midlertidig natur

aerobic respirasjon: Aerob respirasjon skjer kontinuerlig i nærvær av oksygengass.

Anaerob respirasjon: Anaerob åndedrett skjer kontinuerlig i mikroorganismer. Men i høyere dyr oppstår det i fravær av oksygen.

Steps

aerobic respirasjon: Aerob respirasjon skjer gjennom glykolyse, pyruvatoksydasjon, TCA-syklus, elektrontransportkjede og ATP-syntese.

Anaerob respirasjon: Anaerob åndedrett oppstår gjennom glykolyse og ufullstendig nedbrytning av pyruvat.

Effektivitet

aerobic respirasjon: Aerobe respirasjon genererer 36 ATP per glukosemolekyl.

Anaerob respirasjon: Anaerob åndedrett genererer 2 ATP per glukose molekyl.

toksisitet

aerobic respirasjon: Aerob åndedrett er ikke giftig for organismen.

Anaerob respirasjon: Aerob åndedrett er giftig for høyere organismer.

Slutt Produkter

aerobic respirasjon: Sluttprodukter i aerobåndet er karbondioksid og vann.

Anaerob respirasjon: Sluttprodukter av gjæringen i gjær er etanol og karbondioksid. Hos dyr er sluttproduktet melkesyre. Bakterier produserer metan og hydrogensulfid som sluttprodukter.

oksidering

aerobic respirasjon: Substratet oksyderes fullstendig i karbondioksid og vann under aerob åndedrettsvern.

Anaerob respirasjon: Substrat oksyderes ufullstendig under anaerob respirasjon.

Konklusjon

Cellulær respirasjon forekommer i to veier kjent som aerob respirasjon og anaerob respirasjon. Aerob åndedrett oppstår hovedsakelig hos høyere dyr og planter. Anaerob åndedrett forekommer i mikroorganismer som parasittiske ormer, gjær og noen bakterier. Både aerob og anaerob respirasjon bruker glukose som substrat. Aerob åndedrett skjer i nærvær av oksygen, oksiderer fullstendig substratet, gir uorganiske sluttprodukter, karbondioksid og vann. I kontrast oppstår anaerob respirasjon i fravær av oksygen, ufullstendig oksiderende substratet, hvilket gir organiske sluttprodukter som etanol. Siden anaerob respirasjon oksiderer ufullstendig substratet, er utbyttet av ATP meget lavt i forhold til dets utbytte av aerob åndedrett. Aerob åndedrag gir 36 ATP, men anaerob respirasjon gir bare 2 ATP per glukosemolekyl. Dette er forskjellen mellom aerobe respirasjon og anaerob respirasjon.

Henvisning:
1. Cooper, Geoffrey M. "Metabolisk energi." Cellen: En molekylær tilnærming. Andre utgave. U.S. National Library of Medicine, 01 Jan. 1970. Web. 07. april 2017.
2. Jurtshuk, Peter og Jr. "Bakteriell metabolisme." Medisinsk mikrobiologi. 4. utgave. U.S. National Library of Medicine, 01 Jan. 1996. Web. 07. april 2017.
3. "Aerobic Respiration and Anaerob Respiration - Pass Mine Eksaminer: Easy Exam Revision Notes for GSCE Biology." Aerobic Respiration and Anaerob Respiration - Pass Mine Eksaminer: Enkel eksamen revisjons notater for GSCE Biology. N.p., n.d. Web. 07. april 2017.

Bilde Courtesy:
1. "Aerobic pathways" Av Boumphreyfr - Eget arbeid (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "2505 Aerobic Versus Anaerob Respiration" ved OpenStax College - Anatomy & Physiology, Connexions nettsted. 19. juni 2013. (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia