Różnica między fermentacją tlenową a beztlenową

2024 Autor: Alex Aldridge | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 13:47

Kluczowa różnica – fermentacja tlenowa i beztlenowa

Termin fermentacja tlenowa jest mylącą nazwą, ponieważ fermentacja jest beztlenowa, tj. nie wymaga tlenu. Tak więc fermentacja tlenowa w rzeczywistości nie odnosi się do procesu fermentacji; proces ten odnosi się do procesu oddychania komórkowego. Kluczowa różnica między fermentacją tlenową a beztlenową polega na tym, że fermentacja tlenowa wykorzystuje tlen, podczas gdy fermentacja beztlenowa nie wykorzystuje tlenu. Dalsze różnice zostaną omówione w tym artykule.

Co to jest fermentacja tlenowa

Jak wspomniano powyżej, termin „fermentacja tlenowa” jest błędnie nazywany, ponieważ fermentacja jest procesem beztlenowym. Po prostu jest to proces spalania cukrów prostych na energię w komórkach; bardziej naukowo można to nazwać oddychaniem tlenowym.

Można to zdefiniować jako proces wytwarzania energii komórkowej w obecności tlenu. Z grubsza wytwarza 36 cząsteczek ATP, rozkładając żywność w mitochondriach. Obejmuje trzy etapy, a mianowicie glikolizę, cykl kwasu cytrynowego i system transportu elektronów. Zużywa węglowodany, tłuszcze i białka; końcowymi produktami tego procesu są dwutlenek węgla i woda.

Uproszczona reakcja

C₆H₁₂O₆ (s) + 6 O ₂ (g) → 6 CO₂ (g) + 6 H_{2O (l) + ciepło}

ΔG=−2880 kJ na mol C₆H₁₂O₆

(-) wskazuje, że reakcja może wystąpić spontanicznie

Proces oddychania tlenowego

1. Glikoliza

Jest to szlak metaboliczny, który zachodzi w cytozolu komórek żywych organizmów. Może to działać w obecności lub braku tlenu. W obecności tlenu wytwarza pirogronian. Dwie cząsteczki ATP są produkowane jako forma energii netto.

Całkowitą reakcję można wyrazić w następujący sposób:

Glukoza + 2 NAD⁺ + 2 P_i + 2 ADP → 2 pirogronian + 2 NADH + 2 ATP + 2 H ⁺ + 2 H_{2O + ciepło}

Pirogronian jest utleniany do acetylo-CoA i CO_{2 przez kompleks dehydrogenazy pirogronianowej (PDC). Znajduje się w mitochondriach eukariotów i cytozolu prokariotów.}

2. Cykl kwasu cytrynowego

Cykl kwasu cytrynowego jest również nazywany cyklem Krebsa i występuje w macierzy mitochondrialnej. Jest to 8-etapowy proces obejmujący różne rodzaje enzymów i koenzymów. Zysk netto z jednej cząsteczki glukozy wynosi 6 NADH, 2 FADH_{2,i 2 GTP.}

3. System transportu elektronów

System transportu elektronów jest również znany jako fosforylacja oksydacyjna. U eukariontów ten etap występuje w grzebieniach mitochondrialnych.

Co to jest fermentacja beztlenowa?

Fermentacja beztlenowa to proces, który powoduje rozkład związków organicznych. Proces ten redukuje azot do kwasów organicznych i amoniaku. Węgiel ze związków organicznych jest uwalniany głównie w postaci gazowego metanu (CH₄). Niewielka porcja węgla może być wdychana jako CO_{2 Technikę rozkładu, która miała miejsce tutaj, stosuje się w kompostowaniu. Rozkład przebiega w czterech etapach, a mianowicie: hydroliza, kwasogeneza, acetogeneza i metanogeneza.}

Proces fermentacji beztlenowej

1. Hydroliza

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

2. Kwasogeneza

C₆H₁₂O₆↔2CH_{3 CH}2_{OH + 2CO}2

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

C₆H₁₂O₆ → 3CH_{3 COOH}

3. Acetogeneza

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. Metanogeneza

CO₂ + 4H₂ → CH₄ + 2H _2O

2C₂H₅OH + CO₂ → CH ₄ + 2CH_3COOH

CH₃COOH → CH₄ + CO₂

Jaka jest różnica między fermentacją tlenową a beztlenową?

Charakterystyka fermentacji tlenowej i beztlenowej

Zużycie tlenu:

Fermentacja tlenowa: Fermentacja tlenowa wykorzystuje tlen.

Fermentacja beztlenowa: Fermentacja beztlenowa nie wykorzystuje tlenu.

Uzysk ATP:

Fermentacja tlenowa: Fermentacja tlenowa daje 38 cząsteczek ATP

Fermentacja beztlenowa: Fermentacja beztlenowa nie wytwarza cząsteczek ATP.

Wystąpienie:

Fermentacja tlenowa: Fermentacja tlenowa zachodzi w żywych organizmach.

Fermentacja beztlenowa: Fermentacja beztlenowa zachodzi poza żywymi organizmami.

Zaangażowanie mikroorganizmów:

Fermentacja tlenowa: brak mikroorganizmów

Fermentacja beztlenowa: zaangażowane są mikroorganizmy

Temperatura:

Fermentacja aerobowa: Proces nie wymaga temperatury otoczenia.

Fermentacja beztlenowa: W procesie wymagana jest temperatura otoczenia.

Technika:

Fermentacja tlenowa: Fermentacja tlenowa to metoda produkcji energii.

Fermentacja beztlenowa: Fermentacja beztlenowa jest metodą rozkładu.

Etapy:

Fermentacja tlenowa: Etapy obejmują glikolizę, cykl Krebsa i system transportu elektronów

Fermentacja beztlenowa: Fermentacja beztlenowa nie ma glikolizy ani innych etapów.

CH_{4 Produkcja:}

Fermentacja tlenowa: Fermentacja tlenowa nie wytwarza CH_4.

Fermentacja beztlenowa: Fermentacja beztlenowa wytwarza CH_4.