Aerob vs Anaerob Respiration

Aerob andning, en process som använder syre, och anaerob andning, en process som inte Använd syre, är två former av cellulär andning. Även om vissa celler kan engagera sig i bara en typ av andning, använder de flesta celler båda typerna, beroende på organismens behov. Cellåtergivning förekommer också utanför makroorganismer, som kemiska processer - till exempel vid jäsning. I allmänhet används andning för att eliminera avfallsprodukter och generera energi.

Jämförelsediagram

Aerobisk Respiration jämfört med Anaerob Respiration jämförelse diagram

	Aerob respiration	Anaerob andning
Definition	Aerob andning använder syre.	Anaerob andning är andning utan syre; processen använder en respiratorisk elektrontransportkedja men använder inte syre som elektronacceptorerna.
Celler som använder den	Aerob andning sker i de flesta celler.	Anaerob andning sker mestadels i prokaryoter
Mängden energi som släpptes	Höga (36-38 ATP-molekyler)	Lägre (Mellan 36-2 ATP-molekyler)
Stages	Glykolys, Krebs-cykel, elektrontransportkedja	Glykolys, Krebs-cykel, elektrontransportkedja
Produkter	Koldioxid, vatten, ATP	Carbon dixoid, reducerad art, ATP
Reaktionsstället	Cytoplasma och mitokondrier	Cytoplasma och mitokondrier
reaktanter	glukos, syre	glukos, elektronacceptor (ej syre)
förbränning	komplett	Ofullständig
Produktion av etanol eller mjölksyra	Producerar inte etanol eller mjölksyra	Framställa etanol eller mjölksyra

Innehåll: Aerobic vs Anaerob Respiration

• 1 Aerobic vs Anaerobic Processes
  • 1.1 Fermentation
  • 1,2 Krebs Cycle
• 2 Aerobic och Anaerob Övning
• 3 Evolution
• 4 referenser

Aerobic vs Anaerobic Processes

Aeroba processer vid cellulär andning kan endast uppstå om syre är närvarande. När en cell behöver frigöra energi initierar cytoplasmen (ett ämne mellan en cellens kärna och dess membran) och mitokondrier (organeller i cytoplasma som hjälper till metaboliska processer) att initiera kemiska utbyten som startar glukosbrytningen. Detta socker transporteras genom blodet och lagras i kroppen som en snabb energikälla. Uppdelningen av glukos i adenosintrifosfat (ATP) släpper ut koldioxid (CO2), en biprodukt som behöver avlägsnas från kroppen. I växter använder den frisättande processen för fotosyntes CO2 och frigör syre som biprodukt.

Anaeroba processer använder inte syre, så pyruvatprodukten - ATP är en slags pyruvat - förblir på plats för att brytas ner eller katalyseras av andra reaktioner, såsom vad som sker i muskelvävnad eller i jäsning. Mjölksyra, som bygger upp i muskels celler, eftersom aeroba processer inte uppfyller kraven på energi, är en biprodukt av en anaerob process. Sådana anaeroba nedbrytningar ger ytterligare energi, men mjölksyrauppbyggnad minskar en cells kapacitet att ytterligare bearbeta avfall. i stor skala i exempelvis en mänsklig kropp leder det till trötthet och muskelsårighet. Celler återhämtar sig genom att andas in mer syre och genom blodcirkulationen, processer som hjälper till att bära bort mjölksyra.

Följande 13-minuters video diskuterar ATP: s roll i människokroppen. För att snabba fram till dess information om anaerob andning, klicka här (5:33); för aerob andning, klicka här (6:45).

Jäsning

När sockermolekyler (främst glukos, fruktos och sackaros) bryts ner i anaerob andning, kvarstår pyruvat de producerar kvar i cellen. Utan syre är inte pyruvatet fullständigt katalyserat för frigöring av energi. Istället använder cellen en långsammare process för att avlägsna vätebärarna, vilket skapar olika avfallsprodukter. Denna långsammare process kallas jäsning. När jäst används för anaerob nedbrytning av socker är avfallsprodukterna alkohol och CO2. Avlägsnandet av koldioxid lämnar etanol, grunden för alkoholhaltiga drycker och bränsle. Frukt, sockerväxter (t.ex. sockerrör) och korn används alla för jäsning, med jäst eller bakterier som anaeroba processorer. Vid bakning är koldioxidutsläpp från jäsning vad som orsakar att bröd och andra bakade produkter stiger.

Krebs cykel

Krebs-cykeln är också känd som citronsyracykeln och trikarboxylsyran (TCA) -cykeln. Krebs Cycle är den viktigaste energiproducerande processen i de flesta multicellulära organismer. Den vanligaste formen av denna cykel använder glukos som sin energikälla.

Under en process som kallas glykolys omvandlar en cell glukos, en 6-kolmolekyl, till två 3-kolmolekyler som kallas pyruvater. Dessa två pyruvater frisätter elektroner som sedan kombineras med en molekyl som kallas NAD + för att bilda NADH och två molekyler adenosintrifosfat (ATP).

Dessa ATP-molekyler är det sanna "bränslet" för en organism och omvandlas till energi medan pyruvatmolekylerna och NADH kommer in i mitokondrierna. Det är där 3-kolmolekylerna är uppdelade i 2-kolmolekyler som heter Acetyl-CoA och CO2. I varje cykel bryts Acetyl-CoA ned och används för att bygga upp kolkedjor, frigöra elektroner och därmed generera mer ATP. Denna cykel är mer komplex än glykolys, och den kan också bryta ner fetter och proteiner för energi.

Så snart de tillgängliga fria sockermolekylerna är utarmade kan Krebs-cykeln i muskelvävnad börja bryta ner fettmolekyler och proteinkedjor för att bränna en organism. Medan nedbrytningen av fettmolekyler kan vara en positiv fördel (lägre vikt, lägre kolesterol), om det överförs till överflöd kan det skada kroppen (kroppen behöver lite fett för skydd och kemiska processer). Däremot är nedbrytningen av kroppens proteiner ofta ett tecken på svält.

Aerob och Anaerob Övning

Aerob andning är 19 gånger mer effektiv vid frisättning av energi än anaerob andning eftersom aeroba processer extraherar de flesta av glukosmolekylernas energi i form av ATP, medan anaeroba processer lämnar de flesta av ATP-genereringskällorna i avfallsprodukterna. Hos människor sprider aeroba processer in för att galvanisera åtgärden, medan anaeroba processer används för extrema och långvariga ansträngningar.

Aerobic övningar, som löpning, cykling och hoppa rep är utmärkt vid brinnande överflöd av socker i kroppen, men för att bränna fett måste aeroba övningar ske i 20 minuter eller mer, vilket tvingar kroppen att använda anaerob andning. Men korta träningsövningar, som sprintning, är beroende av anaeroba processer för energi eftersom de aeroba vägarna är långsammare. Andra anaeroba övningar, såsom motståndsträning eller tyngdlyftning, är utmärkta för att bygga muskelmassa, en process som kräver att fettmolekylerna bryts ner för att lagra energi i de större och mer rikliga cellerna som finns i muskelvävnad.

Evolution

Utvecklingen av anaerob andning försvårar kraftigt av aerob andning. Två faktorer gör denna progression en visshet. Först hade jorden en mycket lägre syrehalt när de första unicellulära organismerna utvecklades, med de flesta ekologiska nischer som nästan helt saknar syre. För det andra producerar anaerob andning endast 2 ATP-molekyler per cykel, tillräckligt för unicellära behov men otillräckliga för multicellulära organismer.

Aerob andning uppstod endast när syrehalten i luft-, vatten- och markytorna gjorde det rikligt att använda för oxidationsreduceringsprocesser. Oxidation ger inte bara ett större ATP-utbyte, så mycket som 36 ATP-molekyler per cykel, det kan också ske med ett brett spektrum av reduktiva substanser. Detta innebar att organismer kunde leva och växa större och uppta mer nischer. Naturligt urval skulle sålunda gynna organismer som kan använda aerob andning och de som kan göra det mer effektivt att växa större och att anpassa sig snabbare till nya och föränderliga miljöer.

referenser

• Wikipedia: Cellulär andning