Разница между аэробной и анаэробной ферментацией

2024 Автор: Alex Aldridge | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-17 13:48

Ключевая разница - аэробная и анаэробная ферментация

Термин «аэробная ферментация» является неправильным, поскольку ферментация является анаэробной, то есть не требует кислорода. Таким образом, аэробная ферментация на самом деле не относится к процессу ферментации; этот процесс относится к процессу клеточного дыхания. Ключевое различие между аэробной и анаэробной ферментацией заключается в том, что при аэробной ферментации используется кислород, тогда как при анаэробной ферментации кислород не используется. Дальнейшие отличия будут рассмотрены в этой статье.

Что такое аэробная ферментация

Как упоминалось выше, термин «аэробная ферментация» ошибочно назван, поскольку ферментация является анаэробным процессом. Проще говоря, это процесс сжигания простых сахаров в энергию в клетках; с научной точки зрения его можно назвать аэробным дыханием.

Его можно определить как процесс производства клеточной энергии в присутствии кислорода. Он производит примерно 36 молекул АТФ, расщепляя пищу в митохондриях. Он включает три этапа, а именно гликолиз, цикл лимонной кислоты и систему транспорта электронов. Он потребляет углеводы, жиры и белки; конечными продуктами этого процесса являются углекислый газ и вода.

Упрощенная реакция

C₆H₁₂O₆ (s) + 6 O ₂ (ж) → 6 CO₂ (ж) + 6 H_{2O (л) + тепло}

ΔG=−2880 кДж на моль C₆H₁₂O₆

(-) означает, что реакция может происходить спонтанно

Процесс аэробного дыхания

1. Гликолиз

Это метаболический путь, происходящий в цитозоле клеток живых организмов. Это может работать как в присутствии, так и в отсутствие кислорода. Он производит пируват в присутствии кислорода. Две молекулы АТФ производятся в виде чистой формы энергии.

Общую реакцию можно выразить следующим образом:

Глюкоза + 2 НАД⁺ + 2 P_i + 2 АДФ → 2 пируват + 2 НАДН + 2 АТФ + 2 Н ⁺ + 2 H_{2O + тепло}

Пируват окисляется до ацетил-КоА и СО_{2 пируватдегидрогеназным комплексом (PDC). Он находится в митохондриях эукариот и цитозоле прокариот.}

2. Цикл лимонной кислоты

Цикл лимонной кислоты также называется циклом Кребса и происходит в митохондриальном матриксе. Это 8-ступенчатый процесс с участием различных типов ферментов и коферментов. Чистый прирост от одной молекулы глюкозы составляет 6 NADH, 2 FADH_{2,и 2 GTP..}

3. Электронно-транспортная система

Система переноса электронов также известна как окислительное фосфорилирование. У эукариот этот этап происходит в митохондриальных кристах.

Что такое анаэробное брожение?

Анаэробное брожение – это процесс, вызывающий расщепление органических соединений. Этот процесс восстанавливает азот до органических кислот и аммиака. Углерод из органических соединений выделяется в основном в виде газообразного метана (CH₄). Небольшая часть углерода может вдыхаться в виде CO_{2 Используемый здесь метод разложения используется при компостировании. Разложение происходит в четыре этапа, а именно: гидролиз, ацидогенез, ацетогенез и метаногенез.}

Процесс анаэробной ферментации

1. Гидролиз

C₆H₁₀O₄ + 2H_{2 O → C}6_H12_O6 _{+ 2H}2

2. Ацидогенез

C₆H₁₂O₆ ↔ 2CH_{3 CH}2_{OH + 2CO}2

C₆H₁₂O₆ + 2H_{2↔ 2CH}3_CH2_{COOH + 2H}2_O

C₆H₁₂O₆ → 3CH_{3 COOH}

3. Ацетогенез

CH₃CH₂COO^– + 3H₂ O ↔ CH₃COO^– + H⁺ + HCO ₃^– + 3H₂

C₆H₁₂O₆ + 2H_{2 O ↔ 2CH}3_{COOH + 2CO}2 _{+ 4H}2

CH₃CH₂OH + 2H₂O ↔ CH ₃COO^– + 2H₂ +H⁺

4. Метаногенез

CO₂ + 4H₂ → CH₄ + 2H _2О

2C₂H₅OH + CO₂ → CH ₄ + 2CH_3COOH

CH₃COOH → CH₄ + CO₂

В чем разница между аэробной и анаэробной ферментацией?

Характеристики аэробной и анаэробной ферментации

Использование кислорода:

Аэробное брожение: Аэробное брожение использует кислород.

Анаэробное брожение: Анаэробное брожение не использует кислород.

Выход АТФ:

Аэробное брожение: Аэробное брожение дает 38 молекул АТФ

Анаэробное брожение: Анаэробное брожение не производит молекул АТФ.

Возникновение:

Аэробное брожение: Аэробное брожение происходит внутри живых организмов.

Анаэробное брожение: Анаэробное брожение происходит вне живых организмов.

Вовлечение микроорганизмов:

Аэробное брожение: без участия микроорганизмов

Анаэробное брожение: участвуют микроорганизмы

Температура:

Аэробное брожение: для процесса не требуется температура окружающей среды.

Анаэробное брожение: для процесса требуется температура окружающей среды.

Техника:

Аэробное брожение: Аэробное брожение - это метод производства энергии.

Анаэробное брожение: Анаэробное брожение – это метод разложения.

Этапы:

Аэробное брожение: Этапы включают гликолиз, цикл Кребса и систему транспорта электронов

Анаэробное брожение: Анаэробное брожение не имеет гликолиза или других стадий.

CH_{4 Производство:}

Аэробное брожение: Аэробное брожение не дает CH_4.

Анаэробное брожение: Анаэробное брожение дает CH_4.