Skillnad mellan aerob och anaerob respiration
Share
Huvudskillnad - Aerobic vs Anaerob Respiration
Aerob och anaerob respiration är de två typerna av cellulär andning som finns i organismer. Cellåterandning är processen att försämra mat för att frigöra den potentiella energin i form av ATP. Aerob andning sker i högre djur och växter. Anaerob andning sker främst i mikroorganismer som jäst. Båda processerna använder glukos som råmaterial. De huvudskillnad mellan aerob och anaerob andning är det aerob andning sker i närvaro av syre medan aerob andning sker i frånvaro av syre.
Denna artikel undersöker,
1. Vad är aerobisk andning
- Egenskaper, Process
2. Vad är anaerobt respiration
- Egenskaper, Process
3. Vad är skillnaden mellan aerob och anaerob respiration
Vad är Aerobic Respiration
Den uppsättning reaktioner som uppstår i närvaro av syre, som bryter ner mat för att generera energi i form av ATP, är känd som aerob andning. Den vanligaste typen av cellulär reparation är aerob andning, vilket förekommer i högre växter och djur. Aerob andning sker i cytoplasma såväl som i mitokondrier. Det producerar 36 ATP från en enda glukosmolekyl. I grund och botten är tre steg involverade i aerob andning. De är glykolys, citronsyracykel och elektrontransportkedjan. Substratet är mestadels glukos och de oorganiska slutprodukterna är koldioxid och vatten. Därför är aerob andning motsatt av fotosyntesen. Den totala kemiska reaktionen av aerob andning visas nedan.
Kemisk reaktion av aerob respiration
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 2900 kJ / mol
glykolys är det första steget av aerob andning och uppträder oberoende utan syre. Därför är det också det första steget med glukosnedbrytning vid anaerob andning. Glykolys förekommer i cytoplasman hos alla celler. Under glykolys bryts ner glukos i två pyruvatmolekyler, vilket genererar 2 ATP som nettovärdet. Dessutom bildas två molekyler NADH genom att erhålla elektroner från glyceraldehyd-3-fosfat. Pyruvatet transformeras till matrisen av mitokondrier och bildar acetyl-CoA från pyruvat genom att eliminera koldioxid under oxidativ dekarboxylering av pyruvat. Acetyl-CoA går sedan in i citronsyracykel, som också kallas Krebs-cykeln. Under citronsyracykeln oxideras en enda glukosmolekyl fullständigt i sex koldioxidmolekyler, vilket genererar 2 GTP, 6 NADH och 2 FADH2. Dessa NADH och FADH2 kombineras med syre, vilket genererar ATP under oxidativ fosforylering. Den oxidativa fosforyleringen sker i mitokondriens inre membran, överförande elektroner genom en serie bärare i elektron transport kedja. Det totala utbytet av aerob andning är 36 ATP. Ett schematiskt diagram över aerob andning visas i Figur 1.
Figur 1: Aerobisk andning
Vad är Anaerob Respiration
Anaerob Respiration är den uppsättning reaktioner som förekommer i frånvaro av syre, som bryter ner maten i enkla organiska föreningar, vilket alstrar energi i form av ATP. Anaerob andning sker i mikroorganismer som vissa bakterier, jäst och parasitära maskar. Det förekommer i cytoplasman hos dessa organismer "celler, vilket ger endast 2 ATP.
Två kategorier av aerob andning identifieras. Den första kategorin av anaerob respiration sker genom glykolys och ofullständig oxidation av pyruvat antingen i mjölksyra eller etanol. Processen kallas jäsning. Den slutliga elektronacceptorn och väteacceptorn är den enkla organiska slutprodukten. Slutprodukterna utsöndras i mediet som avfallsmetaboliter. Under fermentering sker glykolys som första steget. Det efterföljande pyruvatet omvandlas till etanol i jäst och vissa bakterier. I växter, när syre är frånvarande, produceras etanol genom anaerob andning. Denna typ av fermentering kallas som etanolfermentering. Den totala kemiska reaktionen av etanolfermentering visas nedan.
Kemisk reaktion av etanolfermentering
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + 118 kJ / mol
Vid djur, när syre är frånvarande, produceras mjölksyra genom anaerob andning. Detta kallas mjölksyrajäsning. Den totala kemiska reaktionen för mjölksyrafermentation visas nedan.
Kemisk reaktion av mjölksyrafermentation
C6H12O6 → 2C3H6O3 + 120 kJ / mol
Effektiviteten av jäsningen är mycket låg jämfört med aerob andning. Mjölksyra som produceras under mjölksyrafermentationen är giftig för vävnader. Skillnaden mellan aerob andning och anaerob andning i betydelsen av mjölksyrajäsning visas i figur 2.
Figur 2: Skillnad mellan aerob andning och mjölksyrafermentation
Under den andra kategorin av anaerob respiration är den slutliga elektronacceptorn sulfat eller nitrat i slutet av elektrontransportkedjan. Vissa prokaryoter som bakterier och archaea utför denna typ av anaerob andning. Accept av elektroner genom sulfat ger vätesulfid som slutprodukt. I metanogenerna är den slutliga elektronacceptorn koldioxid, vilket ger metan som slutprodukt.
Skillnad mellan aerob och anaerob respiration
Syre
Aerob Andning: Aerob andning sker i närvaro av syre.
Anaerob Respiration: Anaerob andning sker i frånvaro av syre.
Typ av växter och djur
Aerob Respiration: Aerob andning finns i alla högre växter och djur.
Anaerob Respiration: Anaerob andning finns vanligen i mikroorganismer, men sällan i högre organismer.
Förekomst
Aerob Andning: Aerob andning sker endast inuti cellen.
Anaerob Respiration: Anaerob andning kan inträffa var som helst.
Lokalisering inuti Cell
Aerob Andning: Aerob andning sker i cytoplasma och mitokondrier.
Anaerob Respiration: Anaerob andning sker endast i cytoplasman.
Permanent / Tillfällig Natur
Aerob Andning: Aerob andning sker kontinuerligt i närvaro av syrgas.
Anaerob Respiration: Anaerob andning sker kontinuerligt i mikroorganismer. Men hos högre djur sker det i frånvaro av syre.
Steg
Aerob Andning: Aerob andning sker genom glykolys, pyruvatoxidation, TCA-cykel, elektrontransportkedja och ATP-syntes.
Anaerob Respiration: Anaerob andning sker genom glykolys och ofullständig nedbrytning av pyruvat.
Effektivitet
Aerob Andning: Aerob andning genererar 36 ATP per glukosmolekyl.
Anaerob Respiration: Anaerob andning genererar 2 ATP per glukosmolekyl.
Giftighet
Aerob Andning: Aerob andning är giftfri för organismen.
Anaerob Respiration: Aerob andning är giftigt för högre organismer.
Slutprodukter
Aerob Andning: Slutprodukter i den aeroba andningen är koldioxid och vatten.
Anaerob Respiration: Slutprodukter av jäsningen är etanol och koldioxid. Hos djur är slutprodukten mjölksyra. Bakterier producerar metan och vätesulfid som slutprodukter.
oxidation
Aerob Andning: Substratet oxideras fullständigt till koldioxid och vatten under aerob andning.
Anaerob Respiration: Substratet oxideras ofullständigt under anaerob andning.
Slutsats
Cellåtergivning sker i två vägar som är kända som aerob andning och anaerob andning. Aerob andning sker oftast hos högre djur och växter. Anaerob andning sker i mikroorganismer som parasitiska maskar, jäst och vissa bakterier. Både aerob och anaerob andning använder glukos som substrat. Aerob andning sker i närvaro av syre, fullständigt oxiderar substratet, vilket ger oorganiska slutprodukter, koldioxid och vatten. I motsats härtill förekommer anaerob andning i frånvaro av syre, oxiderande ofullständigt substratet, vilket ger organiska slutprodukter såsom etanol. Eftersom anaerob andning oxiderar substratet ofullständigt, är utbytet av ATP mycket lågt jämfört med sitt utbyte av aerob andning. Aerob andning ger 36 ATP men anaerob respiration ger endast 2 ATP per glukosmolekyl. Detta är skillnaden mellan aerob andning och anaerob andning.
Referens:
1. Cooper, Geoffrey M. "Metabolisk energi." Cell: En molekylär tillvägagångssätt. 2: a upplagan. U.S. National Library of Medicine, 01 jan 1970. Web. 07 april 2017.
2. Jurtshuk, Peter och Jr. "Bakteriell metabolism." Medicinsk mikrobiologi. 4: e upplagan. U.S. National Library of Medicine, 01 jan 1996. Web. 07 april 2017.
3. Aerobisk respiration och anerobe respiration - Passa mina tentor: Enkla examensrevisionsanvisningar för GSCE Biology. N.p., n.d. Webb. 07 april 2017.
Image Courtesy:
1. "Aerobic pathways" Av Boumphreyfr - Egent arbete (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "2505 Aerobic Versus Anaerob Respiration" Av OpenStax College - Anatomi och fysiologi, Connexions webbplats. 19 juni 2013. (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia
