Aerobā vai anaerobā elpošana

Aerobā elpošana, process, kurā izmanto skābekli, un anaerobā elpošana, process, kas nav Izmanto skābekli, ir divi šūnu elpošanas veidi. Lai gan dažas šūnas var iesaistīties tikai viena veida elpošanā, lielākā daļa šūnu izmanto abus veidus, atkarībā no organisma vajadzībām. Šūnu elpošana notiek arī ārpus makroorganismiem, kā ķīmiski procesi - piemēram, fermentācijas procesā. Parasti elpošana tiek izmantota atkritumu produktu iznīcināšanai un enerģijas iegūšanai.

Salīdzināšanas tabula

Atšķirības - līdzības - Aerobās elpošanas un Anaerobās elpošanas salīdzināšanas tabula

	Aerobā elpošana	Anaerobā elpošana
Definīcija	Aerobā elpošana izmanto skābekli.	Anaerobā elpošana ir elpošana bez skābekļa; process izmanto elpošanas ceļu elektronu transporta ķēdi, bet neizmanto skābekli kā elektronu akceptorus.
Šūnas, kas to izmanto	Aerobā elpošana notiek lielākajā daļā šūnu.	Anaerobā elpošana notiek galvenokārt prokariotos
Izdalītās enerģijas daudzums	Augsts (36–38 ATP molekulas)	Zemāks (starp 36–2 ATP molekulām)
Posmi	Glikolīze, Krebsa cikls, elektronu transporta ķēde	Glikolīze, Krebsa cikls, elektronu transporta ķēde
Izstrādājumi	Oglekļa dioksīds, ūdens, ATP	Oglekļa dioksīds, samazinātas sugas, ATP
Reakciju vieta	Citoplazma un mitohondriji	Citoplazma un mitohondriji
Reaģenti	glikoze, skābeklis	glikoze, elektronu akceptors (nevis skābeklis)
sadegšana	pabeigts	nepilnīgs
Etanola vai pienskābes ražošana	Neražo etanolu vai pienskābi	Izgatavojiet etanolu vai pienskābi

Saturs: Aerobā vai anaerobā elpošana

• 1 Aerobie un anaerobie procesi
  • 1.1. Fermentācija
  • 1.2 Krebsa cikls
• 2 Aerobie un Anaerobie vingrinājumi
• 3 evolūcija
• 4 atsauces

Aerobie un anaerobie procesi

Aerobie procesi šūnu elpošanā var notikt tikai tad, ja ir skābeklis. Kad šūnai nepieciešams atbrīvot enerģiju, citoplazma (viela starp šūnas kodolu un tās membrānu) un mitohondriji (citoplazmā esošās organellas, kas palīdz vielmaiņas procesos) sāk ķīmiskas apmaiņas, kas sāk glikozes sadalīšanos. Šis cukurs tiek izvadīts caur asinīm un tiek saglabāts ķermenī kā ātrs enerģijas avots. Glikozes sadalīšana adenozīna trifosfātā (ATP) izdala oglekļa dioksīdu (CO2) - blakusproduktu, kas jāizvada no ķermeņa. Augos fotosintēzes enerģijas atbrīvošanas procesā tiek izmantots CO2 un kā blakusprodukts izdalās skābeklis.

Anaerobos procesos neizmanto skābekli, tāpēc piruvāta produkts - ATP ir viena veida piruvāts - paliek savā vietā, lai to sadalītu vai katalizētu citas reakcijas, piemēram, kas notiek muskuļu audos vai fermentācijas procesā. Pienskābe, kas uzkrājas muskuļu šūnās, jo aerobos procesos netiek ievērotas enerģijas vajadzības, ir anaerobā procesa blakusprodukts. Šādi anaerobi sadalījumi nodrošina papildu enerģiju, bet pienskābes uzkrāšanās samazina šūnas spēju tālāk pārstrādāt atkritumus; plašā mērogā, piemēram, cilvēka ķermenī, tas izraisa nogurumu un muskuļu sāpīgumu. Šūnas atjaunojas, ieelpojot vairāk skābekļa un caur asinsriti, procesiem, kas palīdz pienskābi aiznest.

Nākamajā 13 minūšu video aplūkota ATP loma cilvēka ķermenī. Lai ātri pārietu uz informāciju par anaerobo elpošanu, noklikšķiniet šeit (5:33); Lai uzzinātu aerobo elpošanu, noklikšķiniet šeit (6:45).

Fermentācija

Kad cukura molekulas (galvenokārt glikoze, fruktoze un saharoze) sadalās anaerobā elpošanā, to ražotais piruvāts paliek šūnā. Bez skābekļa piruvāts netiek pilnībā katalizēts enerģijas izdalīšanai. Tā vietā šūna izmanto lēnāku procesu, lai noņemtu ūdeņraža nesējus, veidojot dažādus atkritumu produktus. Šo lēnāko procesu sauc par fermentāciju. Ja raugu izmanto anaerobai cukuru sadalīšanai, atkritumi ir alkohols un CO2. CO2 noņemšana atstāj etanolu, kas ir alkoholisko dzērienu un degvielas pamats. Fermentācijai tiek izmantoti augļi, cukuroti augi (piemēram, cukurniedres) un graudi, un kā anaerobie pārstrādātāji ir raugs vai baktērijas. Cepšanas laikā maizes un citu ceptu produktu celšanās izraisa CO2 izdalīšanās no fermentācijas.

Krebsa cikls

Krebsa cikls ir pazīstams arī kā citronskābes cikls un trikarbonskābes (TCA) cikls. Krebsa cikls ir galvenais enerģijas ražošanas process lielākajā daļā daudzšūnu organismu. Visizplatītākais šī cikla veids kā enerģijas avotu izmanto glikozi.

Procesa laikā, ko sauc par glikolīzi, šūna pārvērš glikozi, 6 oglekļa molekulu, divās 3 oglekļa molekulās, kuras sauc par piruvātiem. Šie divi piruvāti atbrīvo elektronus, kurus pēc tam apvieno ar molekulu ar nosaukumu NAD +, lai veidotu NADH un divas adenozīna trifosfāta (ATP) molekulas.

Šīs ATP molekulas ir īsta organisma "degviela" un tiek pārveidotas enerģijā, kamēr piruvāta molekulas un NADH nonāk mitohondrijos. Tur 3-oglekļa molekulas tiek sadalītas 2-oglekļa molekulās, kuras sauc par acetil-CoA un CO2. Katrā ciklā acetil-CoA tiek sadalīta un izmantota, lai atjaunotu oglekļa ķēdes, atbrīvotu elektronus un tādējādi radītu vairāk ATP. Šis cikls ir sarežģītāks nekā glikolīze, un tas var arī sadalīt taukus un olbaltumvielas enerģijas iegūšanai.

Tiklīdz pieejamās brīvās cukura molekulas ir izsmeltas, Krebsa cikls muskuļu audos var sākt sadalīt tauku molekulas un olbaltumvielu ķēdes, lai kurinātu organismu. Kaut arī tauku molekulu sadalīšanās var būt pozitīvs ieguvums (mazāks svars, zemāks holesterīna līmenis), ja to pārnēsā pārmērīgi, tas var kaitēt ķermenim (organismam nepieciešami daži tauki aizsardzībai un ķīmiskajiem procesiem). Turpretī ķermeņa olbaltumvielu sadalīšanās bieži ir bada pazīme.

Aerobie un anaerobie vingrinājumi

Aerobā elpošana ir 19 reizes efektīvāka enerģijas atbrīvošanā nekā anaerobā elpošana, jo aerobos procesos lielākā daļa glikozes molekulu enerģijas tiek iegūta ATP formā, savukārt anaerobie procesi lielāko daļu ATP ģenerējošo avotu atstāj atkritumu produktos. Cilvēkiem aerobie procesi sāk darboties, savukārt anaerobie procesi tiek izmantoti ārkārtīgiem un ilgstošiem centieniem.

Aerobie vingrinājumi, piemēram, skriešana, riteņbraukšana un lecamaukla, lieliski palīdz sadedzināt lieko cukuru organismā, bet, lai sadedzinātu taukus, aerobikas vingrinājumi jāveic vismaz 20 minūtes vai ilgāk, liekot ķermenim izmantot anaerobās elpināšanas. Tomēr īsas slodzes, piemēram, sprinta, enerģija ir atkarīga no anaerobiem procesiem, jo ​​aerobie ceļi ir lēnāki. Citi anaerobie vingrinājumi, piemēram, pretestības treniņš vai svarcelšana, ir lieliski piemēroti muskuļu masas veidošanai. Šis process prasa tauku molekulu sadalīšanu enerģijas uzkrāšanai lielākās un bagātīgākajās šūnās, kas atrodamas muskuļu audos..

Evolūcija

Anaerobās elpošanas evolūcija ievērojami pārsniedz aerobās elpošanas attīstību. Divi faktori padara šo progresu par noteiktu. Pirmkārt, Zemei bija daudz zemāks skābekļa līmenis, kad attīstījās pirmie vienšūnu organismi, lielākajā daļā ekoloģisko nišu gandrīz pilnībā trūkst skābekļa. Otrkārt, anaerobā elpošana ciklā rada tikai 2 ATP molekulas, kas ir pietiekami vienšūnu vajadzībām, bet nepietiekamas daudzšūnu organismiem.

Aerobā elpošana notika tikai tad, kad skābekļa līmenis gaisā, ūdenī un zemes virsmās padarīja to pietiekami bagātīgu, lai to varētu izmantot oksidācijas-reducēšanās procesos. Oksidācija ne tikai nodrošina lielāku ATP iznākumu, cik 36 ATP molekulas vienā ciklā, bet arī var notikt ar plašāku reduktīvo vielu klāstu. Tas nozīmēja, ka organismi varētu dzīvot un augt lielāki un aizņemt vairāk nišu. Tādējādi dabiskā atlase dotu priekšroku organismiem, kuri varētu izmantot aerobo elpošanu, un tiem, kas to varētu darīt efektīvāk, lai izaugtu lielāki un ātrāk pielāgotos jaunai un mainīgai videi..

Atsauces

• Wikipedia: šūnu elpošana