Forskjellen mellom gjæring og respirasjon
Share
Hovedforskjell - Fermentation vs Respiration
Fermentering og respirasjon er to typer cellulære prosesser, involvert i nedbryting av glukose i cellen. Både gjæring og respirasjon er katabolske prosesser, som genererer energi i form av ATP. De hovedforskjell mellom gjæring og respirasjon er det Under fermentering brukes ikke NADH i den oksidative fosforylering for å generere ATP mens under respirasjon anvendes NADH i den oksidative fosforylering for å generere tre ATP per NADH.
Denne artikkelen ser på,
1. Hva er fermentering
- Egenskaper, Prosess
2. Hva er Respiration
- Egenskaper, Prosess
3. Hva er forskjellen mellom gjæring og respirasjon
Hva er fermentering
Fermentering er den kjemiske nedbrytningen av organiske substrater som glukose av mikroorganismer som bakterier og gjær, og gir vanligvis brus og varme. Det forekommer i mikroorganismer som noen bakterier, gjær og parasittiske ormer. Fermentering er lokalisert i cytoplasma av disse organismers celler. Nettoresultatet av gjæring er bare 2 ATPer. Fermenteringsprosessen skjer i to trinn: glykolyse og delvis oksidasjon av pyruvat.
Det er to typer fermentering kjent som etanolgæring og melkesyrefermentering. Etanolgæring forekommer i gjær i fravær av oksygen. Derfor kalles de fakultative anaerober. Melkesyrefermentering forekommer i bakterier. I fravær av oksygen produserer dyr også melkesyre hovedsakelig i musklene. Melkesyre er giftig for vev. Glykolyse er den samme for begge fermenteringer. Under glykolyse brytes glukose ned i to pyruvatmolekyler, og genererer 2 ATP som nettovinst. Annet enn det dannes to molekyler NADH ved å skaffe elektroner fra glyceraldehyd-3-fosfat. Under etanolfermentering dekarboksiseres pyruvat i acetaldehyd ved fjerning av karbondioksid. Acetaldehyd omdannes til etanol ved bruk av hydrogenatomer i NADH. Brusningen oppstår på grunn av frigjøring av karbondioksidgass i mediet av cellene i mediet. Under fermentering av melkesyre omdannes pyruvat til melkesyre, som deretter oksyderes til laktat. Den generelle kjemiske reaksjonen for etanolfermentering og melkesyrefermentering er gitt nedenfor.
Etanolfermentering:
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP
Melkesyre Fermentering:
C6H12O6 → 2C3H6O3 + 2ATP
Figur 1: Gjødsel av etanol og melkesyre
Hva er Respiration
Åndedrett er settet av kjemiske reaksjoner involvert i produksjon av energi ved fullstendig oksidasjon av mat. Det frigjør karbondioksid og vann som biprodukter. Åndedrett er den mest omfattende og mest effektive prosessen blant prosessene for energiproduksjon. Det forekommer i høyere planter og dyr som bruker komplekse cellulære prosesser med høye energiforbruk. Under respirasjon produseres 36 ATP. Hele prosessen skjer i cytoplasma og mitokondrier.
Åndedrett skjer gjennom tre trinn: glykolyse, sitronsyre syklus og elektron transportkjede. glykolyse forekommer i cytoplasma av cellen på samme måte som det skjer under gjæring. De to pyruvatmolekylene produsert i glykolysen overføres til mitokondriamatriksen. De frigir to karbondioksidmolekyler, en fra hver og blir acetyl-CoA under oksidativ dekarboksylering. Dette acetyl-CoA går inn i sitronsyre syklusen, som også er kjent som Krebs syklus. Under sitronsyre syklus, et enkelt glukosemolekyl oksyderes fullstendig i seks karbondioksidmolekyler, genererer 2 GTP, 6 NADH og 2 FADH2. Disse NADH og FADH2 kombineres med oksygen, genererer ATP under oksidativ fosforylering, som forekommer i den indre mitokondriamembranen. Under oksidativ fosforylering, elektroner i NADH og FADH2 overføres gjennom en serie elektroniske bærere som kalles elektron transportkjede. Nettoutbyttet av ATP er trettifem i respirasjon. Den generelle kjemiske reaksjonen er vist nedenfor.
respirasjon:
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 36ATP
Figur 2: Respirasjon
Forskjellen mellom gjæring og respirasjon
Definisjon
fermentering: Fermentering er den kjemiske sammenbruddet av et organisk substrat som glukose av mikroorganismer som bakterier og gjær, og gir vanligvis brus og varme.
respirasjon: Åndedrett er settet av kjemiske reaksjoner involvert i produksjon av energi ved fullstendig oksidasjon av mat. Det frigjør karbondioksid og vann som biprodukter.
Oksygen
fermentering: Oksygen er ikke nødvendig for gjæring.
respirasjon: Oksygen er nødvendig for åndedrettsvern.
Vann
fermentering: Ingen vann produseres under gjæring.
respirasjon: Vann er produsert som biprodukt ved åndedrettsvern.
Hendelse
fermentering: Fermentering skjer i cytoplasma.
respirasjon: Respirasjon oppstår i cytoplasma og mitokondrier.
Netto utbytte av ATP
fermentering: Fermentering genererer kun to ATP ved å bryte ned et enkelt glukose molekyl.
respirasjon: Åndedrett genererer 36 ATP ved å bryte ned et enkelt glukose molekyl.
Substrat-oksidasjon
fermentering: Underlaget, glukose er ikke helt nedbrutt under gjæring.
respirasjon: Underlaget, glukose er helt nedbrutt under respirasjon.
typer
fermentering: Etanolgæring og melkesyrefermentering er de to typer fermenteringer som finnes i organismer.
respirasjon: Aerob og anaerob respirasjon er to typer respirasjon funnet i organismer.
Final Electron Acceptor
fermentering: Endelig elektron-akseptor i gjæring er et organisk molekyl, vanligvis acetaldehyd i etanol-fermentering og pyruvat i melkesyre-fermentering.
respirasjon: Endelig elektron-akseptor er hovedsakelig oksygen.
Slutt Produkter
fermentering: Etanolgæring genererer etanol og karbondioksid. Melkesyrefermentering genererer melkesyre som sluttprodukt.
respirasjon: Åndedrett genererer uorganiske sluttprodukter, karbondioksid og vann.
NAD+ Regeneration
fermentering: Ingen ATP produseres under regenerering av NAD+ i gjæring.
respirasjon: Tre ATP'er genereres under regenerering av NAD+ ved åndedrettsvern.
Oksidativ fosforylering
fermentering: Ingen oksidativ fosforylering oppstår under fermentering.
respirasjon: Ved respirasjon genereres ATPer fra NADH og FADH2 gjennom oksidativ fosforylering.
Type organisme
fermentering: Fermentering finnes vanligvis i mikroorganismer som gjær.
respirasjon: Åndedrettsvern finnes i høyere organismer.
Bidrag
fermentering: Fermentering har et mindre bidrag i produksjonen av energi til de cellulære prosessene på jorden.
respirasjon: Åndedrett har det høyeste bidraget i produksjon av energi til de cellulære prosessene på jorden.
Konklusjon
Fermentering og respirasjon er to prosesser involvert i katabolismen av organiske substrater som brukes som mat under produksjon av energi som kreves av de cellulære prosessene. Under gjæring og respirasjon omdannes den potensielle energien som lagres i organiske molekyler til kinetisk kjemisk energi i form av ATP. Begge prosessene begynner med glykolyse, noe som resulterer i to pyruvatmolekyler. Glykolyse forekommer i cytoplasma av alle celler på jorden. Oksygen er ikke involvert i glykolysen. Men i nærvær av oksygen kommer pyruvat i cytoplasma inn i mitokondriellmatrisen for å gjennomgå sitronsyre-syklus, som helt oksyderer pyruvat. Denne komplette oksidasjonen oppstår kun ved åndedrettsvern. NADH og FADH2 er også produsert av sitronsyre syklusen. De reduseres ved oksidativ fosforylering i den indre membranen av mitokondriene. I motsetning hevder fermentering i fravær av oksygen, ufullstendig oksyderende pyruvat enten i etanol eller laktat. Under etanolfermentering omdannes pyruvat til acetaldehyd, som deretter omdannes til etanol. NADH produsert i glykolyse av gjæring, donerer sine elektroner til acetaldehyd mens regenerering. Derfor er hovedforskjellen mellom gjæring og respirasjon evnen til å produsere ATP under regenereringsprosessen av NAD+.
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.
Bilde Courtesy:
1. "Heterofermentative Milchsäuregärung" Av Yikrazuul - Eget arbeid (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Av Darekk2 - Eget arbeid (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
