Glavna razlika - aerobno naspram anaerobnog disanja

Aerobno i anaerobno disanje dvije su vrste staničnog disanja koje se nalaze u organizmima. Stanično disanje je proces razgradnje hrane kako bi se oslobodila potencijalna energija u obliku ATP -a. Aerobno disanje javlja se kod viših životinja i biljaka. Anaerobno disanje uglavnom se javlja u mikroorganizmima poput kvasca. Oba procesa koriste glukozu kao sirovinu. The glavna razlika između aerobnog i anaerobnog disanja je to aerobno disanje javlja se u prisutnosti kisika dok aerobno disanje javlja se u nedostatku kisika.

Ovaj članak ispituje,

1. Što je aerobno disanje - Karakteristike, proces 2. Što je anaerobno disanje - Karakteristike, proces 3. Koja je razlika između aerobnog i anaerobnog disanja

Što je aerobno disanje

Skup reakcija koje se događaju u prisutnosti kisika, koji razgrađuje hranu radi stvaranja energije u obliku ATP -a, poznat je kao aerobno disanje. Najrasprostranjenija vrsta stanične reparacije je aerobno disanje, koje se javlja u višim biljkama i životinjama. Aerobno disanje javlja se u citoplazmi, kao i u mitohondrijima. Proizvodi 36 ATP -a iz jedne molekule glukoze. U osnovi, tri su koraka uključena u aerobno disanje. To su glikoliza, ciklus limunske kiseline i transportni lanac elektrona. Supstrat je uglavnom glukoza, a anorganski krajnji produkti su ugljični dioksid i voda. Dakle, aerobno disanje je obrnuto od fotosinteze. Cjelokupna kemijska reakcija aerobnog disanja prikazana je u nastavku.

Kemijska reakcija aerobnog disanja

C₆H₁₂O.₆ + 6O.₂ → 6CO₂ + 6H₂O + 2, 900 kJ/mol

Glikoliza prvi je korak aerobnog disanja i događa se neovisno bez kisika. Stoga je to prvi korak razgradnje glukoze i u anaerobnom disanju. Glikoliza se javlja u citoplazmi svih stanica. Tijekom glikolize, glukoza se razlaže na dvije molekule piruvata, stvarajući 2 ATP -a kao neto dobit. Osim toga, dvije molekule NADH nastaju dobivanjem elektrona iz gliceraldehid-3-fosfata. Piruvat se pretvara u matriks mitohondrija, tvoreći acetil-CoA iz piruvata uklanjanjem ugljičnog dioksida tijekom oksidativne dekarboksilacije piruvata. Acetil-CoA tada ulazi u ciklus limunske kiseline, koji se naziva i Krebsov ciklus. Tijekom ciklusa limunske kiseline, jedna molekula glukoze potpuno se oksidira u šest molekula ugljičnog dioksida, stvarajući 2 GTP -a, 6 NADH i 2 FADH₂. Ti se NADH i FADH2 kombiniraju s kisikom, stvarajući ATP tijekom oksidativne fosforilacije. Oksidativna fosforilacija događa se u unutarnjoj membrani mitohondrija, prenoseći elektrone kroz niz nosača u transportni lanac elektrona. Ukupni prinos aerobnog disanja je 36 ATP -a. Shematski dijagram aerobnog disanja prikazan je na slici 1.

Slika 1: Aerobno disanje

Što je anaerobno disanje

Anaerobno disanje je skup reakcija koje se događaju u nedostatku kisika, a koji razgrađuje hranu u jednostavne organske spojeve, stvarajući energiju u obliku ATP -a. Anaerobno disanje javlja se u mikroorganizama poput nekih bakterija, kvasca i parazitskih crva. Javlja se u citoplazmi stanica tih organizama, dajući samo 2 ATP -a.

Identificirane su dvije kategorije aerobnog disanja. Prva kategorija anaerobnog disanja javlja se glikolizom i nepotpunom oksidacijom piruvata u mliječnu kiselinu ili etanol. Proces se naziva fermentacija. Konačni akceptor elektrona i akceptor vodika jednostavan su organski krajnji proizvod. Krajnji proizvodi se izlučuju u medij kao otpadni metaboliti. Tijekom fermentacije glikoliza se javlja kao prvi korak. Nastali piruvat pretvara se u etanol u kvascu i nekim bakterijama. U biljkama, kada nema kisika, etanol se proizvodi anaerobnim disanjem. Ova vrsta fermentacije naziva se fermentacija etanolom. Ukupna kemijska reakcija fermentacije etanolom prikazana je u nastavku.

Kemijska reakcija fermentacije etanolom

C₆H₁₂O.₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ + 118 kJ/mol

U životinja, kada nema kisika, mliječna kiselina nastaje anaerobnim disanjem. To se naziva fermentacija mliječne kiseline. Cjelokupna kemijska reakcija za fermentaciju mliječne kiseline prikazana je u nastavku.

Kemijska reakcija fermentacije mliječne kiseline

C₆H₁₂O.₆ → 2C₃H₆O.₃ + 120 kJ/mol

Učinkovitost fermentacije vrlo je niska u usporedbi s aerobnim disanjem. Mliječna kiselina, koja se proizvodi tijekom fermentacije mliječne kiseline, otrovna je za tkiva. Razlika između aerobnog disanja i anaerobnog disanja u smislu fermentacije mliječne kiseline prikazana je na slici 2.

Slika 2: Razlika između aerobnog disanja i fermentacije mliječne kiseline

Tijekom druge kategorije anaerobnog disanja, konačni akceptor elektrona je sulfat ili nitrat na kraju transportnog lanca elektrona. Neki prokarioti poput bakterija i arheja izvode ovu vrstu anaerobnog disanja. Prihvaćanjem elektrona sulfatom nastaje sumporovodik kao krajnji proizvod. U metanogenima, konačni akceptor elektrona je ugljikov dioksid, koji proizvodi metan kao krajnji proizvod.

Razlika između aerobnog i anaerobnog disanja

Kisik

Aerobno disanje: Aerobno disanje događa se u prisutnosti kisika.

Anaerobno disanje: Anaerobno disanje javlja se u nedostatku kisika.

Vrsta biljaka i životinja

Aerobno disanje: Aerobno disanje nalazi se u svim višim biljkama i životinjama.

Anaerobno disanje: Anaerobno disanje obično se nalazi u mikroorganizama, ali rijetko u višim organizmima.

Pojava

Aerobno disanje: Aerobno disanje događa se samo unutar stanice.

Anaerobno disanje: Anaerobno disanje može se pojaviti bilo gdje.

Lokalizacija unutar ćelije

Aerobno disanje: Aerobno disanje javlja se u citoplazmi i mitohondrijima.

Anaerobno disanje: Anaerobno disanje javlja se samo u citoplazmi.

Trajna/privremena priroda

Aerobno disanje: Aerobno disanje događa se kontinuirano u prisutnosti kisika.

Anaerobno disanje: Anaerobno disanje kontinuirano se javlja u mikroorganizama. No, kod viših životinja to se događa u nedostatku kisika.

Koraci

Aerobno disanje: Aerobno disanje nastaje glikolizom, oksidacijom piruvata, TCA ciklusom, transportnim lancem elektrona i sintezom ATP -a.

Anaerobno disanje: Anaerobno disanje nastaje glikolizom i nepotpunom razgradnjom piruvata.

Učinkovitost

Aerobno disanje: Aerobno disanje stvara 36 ATP -a po molekuli glukoze.

Anaerobno disanje: Anaerobno disanje stvara 2 ATP -a po molekuli glukoze.

Toksičnost

Aerobno disanje: Aerobno disanje nije otrovno za organizam.

Anaerobno disanje: Aerobno disanje otrovno je za više organizme.

Krajnji proizvodi

Aerobno disanje: Krajnji produkti u aerobnom disanju su ugljični dioksid i voda.

Anaerobno disanje: Krajnji produkti fermentacije u kvascu su etanol i ugljični dioksid. Kod životinja je krajnji proizvod mliječna kiselina. Bakterije proizvode metan i sumporovodik kao krajnji proizvod.

Oksidiranje

Aerobno disanje: Supstrat se tijekom aerobnog disanja potpuno oksidira u ugljikov dioksid i vodu.

Anaerobno disanje: Supstrat se tijekom anaerobnog disanja nepotpuno oksidira.

Zaključak

Stanično disanje događa se na dva načina poznata kao aerobno disanje i anaerobno disanje. Aerobno disanje uglavnom se javlja kod viših životinja i biljaka. Anaerobno disanje javlja se u mikroorganizama poput parazitskih crva, kvasca i nekih bakterija. I aerobno i anaerobno disanje koriste glukozu kao supstrat. Aerobno disanje događa se u prisutnosti kisika, potpuno oksidirajući supstrat, dajući anorganske krajnje produkte, ugljični dioksid i vodu. Nasuprot tome, anaerobno disanje događa se u nedostatku kisika, nepotpuno oksidirajući supstrat, dajući organske krajnje produkte poput etanola. Budući da anaerobno disanje nepotpuno oksidira supstrat, iskorištenje ATP -a je vrlo nisko u usporedbi s prinosom aerobnog disanja. Aerobno disanje daje 36 ATP -a, ali anaerobno disanje daje samo 2 ATP -a po molekuli glukoze. To je razlika između aerobnog disanja i anaerobnog disanja.

Referenca: 1. Cooper, Geoffrey M. "Metabolička energija". Stanica: molekularni pristup. 2. izdanje. Američka nacionalna medicinska knjižnica, 1. siječnja 1970. Web. 07. travnja 2017.2. Jurtshuk, Peter i Jr. "Bakterijski metabolizam". Medicinska mikrobiologija. 4. izdanje. Američka nacionalna medicinska knjižnica, 1. siječnja 1996. Web. 07. travnja 2017.3. "Aerobno disanje i anaerobno disanje - položite ispite: Jednostavne bilješke o reviziji ispita za GSCE Biology." Aerobno disanje i anaerobno disanje - položite ispite: Jednostavne bilješke o reviziji ispita za GSCE Biology. N.p., n.d. Mreža. 07. travnja 2017.

Ljubaznošću slike: 1. “Aerobni putovi” By Boumphreyfr-Vlastiti rad (CC BY-SA 3.0) putem Commons Wikimedia2. “2505 Aerobic versus Anaerobic Respiration” Autor OpenStax College - Anatomy & Physiology, Connexions Web stranica. 19. lipnja 2013. (CC BY 3.0) putem Commons Wikimedije