Glavna razlika - Fermentacija vs disanje

Fermentacija i disanje dvije su vrste staničnih procesa koji sudjeluju u razgradnji glukoze u stanici. Fermentacija i disanje katabolički su procesi koji stvaraju energiju u obliku ATP -a. The glavna razlika između fermentacije i disanja je to tijekom fermentacije, NADH se ne koristi u oksidativnoj fosforilaciji za stvaranje ATP -a, dok se, tijekom disanja, NADH koristi u oksidativnoj fosforilaciji kako bi se generirale tri ATP -a po NADH.

Ovaj članak se bavi,

1. Što je fermentacija - Karakteristike, proces 2. Što je disanje - Karakteristike, proces 3. Koja je razlika između fermentacije i disanja

Što je fermentacija

Fermentacija je kemijski razgradnju organskih supstrata poput glukoze mikroorganizmima poput bakterija i kvasca, tipično ispuštajući šumeć i toplinu. Javlja se u mikroorganizmima poput nekih bakterija, kvasca i parazitskih crva. Fermentacija je lokalizirana u citoplazmi stanica tih organizama. Neto prinos fermentacije je samo 2 ATP -a. Proces fermentacije odvija se u dva koraka: glikoliza i djelomična oksidacija piruvata.

Postoje dvije vrste fermentacije poznate kao etanolna fermentacija i fermentacija mliječne kiseline. Vrenje s etanolom javlja se u kvascu u nedostatku kisika. Stoga se zovu fakultativni anaerobi. Fermentacija mliječnom kiselinom javlja se u bakterijama. U nedostatku kisika, životinje također proizvode mliječnu kiselinu uglavnom u svojim mišićima. Mliječna kiselina je otrovna za tkiva. Glikoliza je ista za obje fermentacije. 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. Tijekom fermentacije etanolom, piruvat se dekarboksilira u acetaldehid uklanjanjem ugljičnog dioksida. Acetaldehid se pretvara u etanol korištenjem atoma vodika NADH. Do šumenja dolazi zbog oslobađanja plina ugljičnog dioksida u medij od strane stanica u mediju. Tijekom fermentacije mliječne kiseline, piruvat se pretvara u mliječnu kiselinu, koja se zatim oksidira u laktat. Cjelokupna kemijska reakcija za fermentaciju etanolom i fermentaciju mliječne kiseline dana je u nastavku.

Fermentacija etanolom:

C₆H₁₂O.₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ + 2ATP

Fermentacija mliječnom kiselinom:

C₆H₁₂O.₆ → 2C₃H₆O.₃ + 2ATP

Slika 1: Vrenje etanola i mliječne kiseline

Što je disanje

Disanje je skup kemijskih reakcija koje sudjeluju u proizvodnji energije potpunom oksidacijom hrane. Oslobađa ugljični dioksid i vodu kao nusprodukte. Disanje je najobilniji i najučinkovitiji proces među procesima proizvodnje energije. Javlja se kod viših biljaka i životinja koje koriste složene stanične procese s velikom potrošnjom energije. Tijekom disanja proizvodi se 36 ATP -a. Cijeli proces odvija se u citoplazmi i mitohondrijima.

Disanje se odvija kroz tri koraka: glikolizu, ciklus limunske kiseline i transportni lanac elektrona. Glikoliza javlja se u citoplazmi stanice na isti način na koji se javlja tijekom fermentacije. Dvije molekule piruvata nastale u glikolizi prenose se u mitohondrijski matriks. Oni oslobađaju dvije molekule ugljičnog dioksida, po jednu iz svake i postaju acetil-CoA tijekom oksidativne dekarboksilacije. Ovaj acetil-CoA ulazi u ciklus limunske kiseline, koji je također poznat kao Krebsov ciklus. Tijekom ciklus limunske kiseline, jedna molekula glukoze potpuno se oksidira u šest molekula ugljikovog dioksida, stvarajući 2 GTP -a, 6 NADH i 2 FADH₂. Ovi NADH i FADH₂ se kombiniraju s kisikom, stvarajući ATP tijekom oksidativne fosforilacije, koja se javlja u unutarnjoj mitohondrijskoj membrani. Tijekom oksidativne fosforilacije elektroni u NADH i FADH₂ prenose se nizom nosača elektrona tzv transportni lanac elektrona. Neto prinos ATP -a je trideset šest u disanju. Ukupna kemijska reakcija prikazana je u nastavku.

Disanje:

C₆H₁₂O.₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + 36ATP

Slika 2: Disanje

Razlika između fermentacije i disanja

Definicija

Vrenje: Fermentacija je kemijski razgradnju organskog supstrata poput glukoze mikroorganizmima poput bakterija i kvasca, tipično ispuštajući šumeć i toplinu.

Disanje: Disanje je skup kemijskih reakcija koje sudjeluju u proizvodnji energije potpunom oksidacijom hrane. Oslobađa ugljični dioksid i vodu kao nusprodukte.

Kisik

Vrenje: Kisik nije potreban za fermentaciju.

Disanje: Za disanje je potreban kisik.

Voda

Vrenje: Tijekom fermentacije ne nastaje voda.

Disanje: Voda se proizvodi kao nusprodukt tijekom disanja.

Pojava

Vrenje: Fermentacija se javlja u citoplazmi.

Disanje: Disanje se događa u citoplazmi i mitohondrijima.

Neto prinos ATP -a

Vrenje: Fermentacija stvara samo dva ATP -a razgradnjom jedne molekule glukoze.

Disanje: Disanjem nastaje 36 ATP -a razgradnjom jedne molekule glukoze.

Oksidacija podloge

Vrenje: Supstrat, glukoza se tijekom fermentacije ne razgrađuje u potpunosti.

Disanje: Supstrat, glukoza potpuno se razgrađuje tijekom disanja.

Vrste

Vrenje: Fermentacija etanolom i fermentacija mliječne kiseline dvije su vrste fermentacije koje se nalaze u organizmima.

Disanje: Aerobno i anaerobno disanje dvije su vrste disanja koje se nalaze u organizmima.

Konačni prijemnik elektrona

Vrenje: Konačni akceptor elektrona u fermentaciji je organska molekula, obično acetaldehid u etanolnoj fermentaciji i piruvat u fermentaciji mliječne kiseline.

Disanje: Konačni akceptor elektrona uglavnom je kisik.

Krajnji proizvodi

Vrenje: Vrenjem u etanolu nastaju etanol i ugljični dioksid. Fermentacijom mliječne kiseline nastaje mliječna kiselina kao krajnji proizvod.

Disanje: Disanjem nastaju anorganski krajnji proizvodi, ugljični dioksid i voda.

NAD⁺ Regeneracija

Vrenje: ATP se ne proizvodi tijekom regeneracije NAD -a⁺ u fermentaciji.

Disanje: Tijekom regeneracije NAD -a nastaju tri ATP -a⁺ u disanju.

Oksidativne fosforilacije

Vrenje: Tijekom fermentacije ne dolazi do oksidativne fosforilacije.

Disanje: U disanju se ATP -i stvaraju iz NADH i FADH2 oksidativnom fosforilacijom.

Vrsta organizma

Vrenje: Fermentacija se obično nalazi u mikroorganizmima poput kvasca.

Disanje: Disanje se nalazi u višim organizmima.

Doprinos

Vrenje: Fermentacija ima manji doprinos u proizvodnji energije za stanične procese na zemlji.

Disanje: Disanje ima najveći doprinos u proizvodnji energije za stanične procese na zemlji.

Zaključak

Fermentacija i disanje dva su procesa uključena u katabolizam organskih supstrata koji se koriste kao hrana tijekom proizvodnje energije potrebne staničnim procesima. Tijekom fermentacije i disanja potencijalna energija pohranjena u organskim molekulama pretvara se u kinetičku kemijsku energiju u obliku ATP -a. Oba procesa započinju glikolizom, što rezultira s dvije molekule piruvata. Glikoliza se javlja u citoplazmi svih stanica na zemlji. Kisik nije uključen u glikolizu. No, u prisutnosti kisika, piruvat u citoplazmi ulazi u mitohondrijski matriks kako bi prošao ciklus limunske kiseline, koji potpuno oksidira piruvat. Ova potpuna oksidacija događa se samo pri disanju. NADH i FADH₂ također se proizvode ciklusom limunske kiseline. Smanjuju se oksidativnom fosforilacijom u unutarnjoj membrani mitohondrija. Nasuprot tome, fermentacija se događa u nedostatku kisika, nepotpuno oksidirajući piruvat u etanol ili laktat. Tijekom fermentacije etanola, piruvat se pretvara u acetaldehid, koji se zatim pretvara u etanol. NADH proizveden tijekom glikolize fermentacije, donira svoje elektrone acetaldehidu tijekom regeneracije. Stoga je glavna razlika između fermentacije i disanja sposobnost proizvodnje ATP -a tijekom procesa regeneracije NAD -a⁺.

Referenca: 1. Cooper, Geoffrey M. "Metabolička energija". Stanica: molekularni pristup. 2. izdanje. Američka nacionalna medicinska knjižnica, 1. siječnja 1970. Web. 7. travnja 2017. 2. Jurtshuk, Peter i Jr. "Bakterijski metabolizam". Medicinska mikrobiologija. 4. izdanje. Američka nacionalna medicinska knjižnica, 1. siječnja 1996. Web. 07. travnja 2017.

Ljubaznošću slike: 1. „Heterofermentativni Milchsäuregärung“ Autor Yikrazuul-Vlastiti rad (CC BY-SA 3.0) putem Commons Wikimedije 2. „Autor Darekk2-Vlastiti rad (CC BY-SA 3.0) putem Commons Wikimedia