Atšķirība starp aerobo un anaerobo fermentāciju

Galvenā atšķirība - aerobā vai anaerobā fermentācija
 

Termins aerobā fermentācija ir kļūdaini veidots, jo fermentācija notiek anaerobā veidā, t.i., tai nav nepieciešams skābeklis. Tādējādi aerobā fermentācija faktiski nenozīmē fermentācijas procesu; šis process attiecas uz šūnu elpošanas procesu. galvenā atšķirība starp aerobo un anaerobo fermentāciju ir tā aerobā fermentācija izmanto skābekli, turpretī anaerobā fermentācija neizmanto skābekli. Turpmākās atšķirības tiks apskatītas šajā rakstā.

Kas ir aerobā fermentācija

Kā minēts iepriekš, termins “aerobā fermentācija” tiek nepareizi nosaukts, jo fermentācija ir anaerobs process. Tas vienkārši ir vienkāršu cukuru sadedzināšanas process enerģijā šūnās; zinātniski, to var nosaukt aerobā elpošana.

To var definēt kā šūnu enerģijas ražošanas procesu skābekļa klātbūtnē. Aptuveni ražo 36 ATP molekulas, sadalot pārtikas produktus mitohondrijos. Tas ietver trīs posmus, proti, glikolīzi, citronskābes ciklu un elektronu transporta sistēmu. Tas patērē ogļhidrātus, taukus un olbaltumvielas; šī procesa galaprodukti ir oglekļa dioksīds un ūdens.

Vienkāršota reakcija

C₆H₁₂O₆ (s) + 6 O₂ (g) → 6 CO₂ (g) + 6 H₂O (l) + siltums

ΔG = −2880 kJ uz C moliem₆H₁₂O₆

(-) norāda, ka reakcija var notikt spontāni

Aerobās elpošanas process

1. Glikolīze

Tas ir metabolisma ceļš, kas rodas dzīvu organismu šūnu citosolā. Tas var darboties skābekļa klātbūtnē vai bez tā. Skābekļa klātbūtnē tas ražo piruvātu. Neto enerģijas formā tiek ražotas divas ATP molekulas.

Kopējo reakciju var izteikt šādi:

Glikoze + 2 NAD⁺ + 2 P_i + 2 ADP → 2 piruvāts + 2 NADH + 2 ATP + 2 H⁺ + 2 H₂O + siltums

Piruvāts tiek oksidēts par acetil-CoA un CO₂ ar piruvāta dehidrogenāzes kompleksu (PDC). Tas atrodas eikariotu mitohondrijos un prokariotu citozolā.

2. Citronskābes cikls

Citronskābes ciklu sauc arī par Krebsa ciklu, un tas notiek mitohondriju matricā. Šis ir 8 soļu process, kurā iesaistīti dažāda veida fermenti un koenzīmi. Neto ieguvums no vienas glikozes molekulas ir 6 NADH, 2 FADH_2, un 2 GTP.

3. Elektronu transporta sistēma

Elektronu transporta sistēma ir pazīstama arī kā oksidatīvā fosforilēšana. Eukariotos šis solis notiek mitohondriju kraukļos.

Kas ir anaerobā fermentācija?

Anaerobā fermentācija ir process, kas izraisa organisko savienojumu sadalīšanos. Šis process slāpekli samazina līdz organiskajām skābēm un amonjakam. Ogleklis no organiskiem savienojumiem izdalās galvenokārt kā metāna gāze (CH₄). Nelielu oglekļa daļu var ieelpot kā CO₂. Kompostēšanā izmanto šeit notikušo sadalīšanās paņēmienu. Sadalīšanās notiek četrās pakāpēs, proti: hidrolīze, acidoģenēze, acetoģenēze un metanoģenēze.

Anaerobās fermentācijas process

1. Hidrolīze

C₆H₁₀O₄ + 2H₂O → C₆H₁₂O₆ + 2H₂

2. Acidoģenēze

C₆H₁₂O₆ CH 2CH₃CH₂OH + 2CO₂

C₆H₁₂O₆ + 2H₂ CH 2CH₃CH₂COOH + 2H₂O

C₆H₁₂O₆ → 3CH₃COOH

3. Acetoģenēze

CH₃CH₂dūdot^- + 3H₂O ↔ CH₃dūdot^- + H⁺ + HCO₃^- + 3H₂

C₆H₁₂O₆ + 2H₂O ↔ 2CH₃COOH + 2CO₂ + 4H₂

CH₃CH₂OH + 2H₂O ↔ CH₃dūdot^- + 2H₂ +H⁺

4. Metanoģenēze

CO₂ + 4H₂ → CH₄ + 2H₂O

2C₂H₅OH + CO₂ → CH₄ + 2CH₃COOH

CH₃COOH → CH₄ + CO₂

Ar ko aerobā un anaerobā fermentācija atšķiras??

Aerobās un anaerobās fermentācijas raksturojums

Skābekļa izmantošana:

Aerobā fermentācija: Aerobā fermentācijā tiek izmantots skābeklis.

Anaerobā fermentācija: Anaerobā fermentācija neizmanto skābekli.

ATP raža:

Aerobā fermentācija: Aerobā fermentācija dod 38 ATP molekulas

Anaerobā fermentācija: Anaerobā fermentācija nerada ATP molekulas.

Notikums:

Aerobā fermentācija: Aerobā fermentācija notiek dzīvo organismu iekšienē.

Anaerobā fermentācija: Anaerobā fermentācija notiek ārpus dzīvajiem organismiem.

Mikroorganismu iesaistīšana:

Aerobā fermentācija:  Nav iesaistīti mikroorganismi

Anaerobā fermentācija: Iesaistīti mikroorganismi

Temperatūra:

Aerobā fermentācija: Apkārtējai temperatūrai process nav nepieciešams.

Anaerobā fermentācija: Procesa laikā ir nepieciešama apkārtējā temperatūra.

Tehnika:

Aerobā fermentācija: Aerobā fermentācija ir enerģijas ražošanas metode.

Anaerobā fermentācija:  Anaerobā fermentācija ir sadalīšanās metode.

Posmi:

Aerobā fermentācija: Posmi ietver glikolīzi, Krebsa ciklu un elektronu transporta sistēmu

Anaerobā fermentācija: Anaerobā fermentācijā nav glikolīzes vai citu posmu.

CH₄ Ražošana:

Aerobā fermentācija: Aerobā fermentācija nerada CH₄ .

Anaerobā fermentācija: Anaerobā fermentācija rada CH_4.

Atsauces:

Šūnu elpošana [Tiešsaistē]. Pieejams: https://en.wikipedia.org/wiki/Cellular_respiration#Aerobic_respiration [Pieejams 2016. gada 7. jūlijā].

Anaerobā fermentācija [Tiešsaistē]. Pieejams: http://whatcom.wsu.edu/ag/compost/fundamentals/biology_anaerobic.htm 2016].

Anaerobās gremošanas process [Tiešsaistē]. Pieejams: http://www.wtert.eu/default.asp?Menue=13&ShowDok=12 [Piekļuve 2016. gada 8. jūlijam].

 Attēla pieklājība: 

“CellRespiration”, ko izveidoja RegisFrey - pašu darbs (CC BY-SA 3.0), izmantojot Commons Wikimedia

Autors: “Komposta netīrumi” normanack - (CC BY 2.0), izmantojot Commons Wikimedia