Diferența dintre respirația aerobă și cea anaerobă

Diferența principală - respirația aerobă vs. respirația anaerobă

Respirația aerobă și anaerobă sunt cele două tipuri de respirație celulară găsite în organisme. Respirația celulară este procesul de degradare a alimentelor pentru a elibera energia potențială sub formă de ATP. Respirația aerobă are loc la animale și plante mai mari. Respirația anaerobă apare în principal în microorganisme precum drojdie. Ambele procese utilizează glucoza ca materie primă. principala diferență între respirație aerobă și anaerobă este asta respirația aerobă are loc în prezența oxigenului întrucât respirația aerobă apare în absența oxigenului.

Acest articol examinează,

1. Ce este respirația aerobă
- Caracteristici, proces
2. Ce este respirația anaerobă
- Caracteristici, proces
3. Care este diferența dintre respirația aerobă și cea anaerobă

Ce este respirația aerobă

Setul de reacții care apar în prezența oxigenului, care distruge alimentele pentru a genera energie sub formă de ATP, este cunoscut sub numele de respirație aerobă. Cel mai abundent tip de reparare celulară este respirația aerobă, care apare în plantele și animalele superioare. Respirația aerobă apare atât în citoplasmă, cât și în mitocondrie. Produce 36 ATP dintr-o singură moleculă de glucoză. Practic, trei etape sunt implicate în respirația aerobă. Acestea sunt glicoliza, ciclul acidului citric și lanțul de transport al electronilor. Substratul este în cea mai mare parte glucoză, iar produsele finale anorganice sunt dioxid de carbon și apă. Prin urmare, respirația aerobă este inversa fotosintezei. Reacția chimică generală a respirației aerobe este prezentată mai jos.

Reacția chimică a respirației aerobe

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + 2900 kJ / mol

glicoliză este primul pas al respirației aerobe și apare independent fără oxigen. Prin urmare, este și prima etapă a degradării glucozei în respirația anaerobă. Glicoliza apare în citoplasma tuturor celulelor. În timpul glicolizei, glucoza este împărțită în două molecule de piruvat, generând 2 ATP ca câștig net. În plus, două molecule de NADH sunt formate prin obținerea de electroni din gliceraldehidă-3-fosfat. Pyruvatul este transformat în matricea mitocondriilor, formând acetil-CoA din piruvat prin eliminarea dioxidului de carbon în timpul decarboxilării oxidative a piruvatului. Acetil-CoA intră apoi în ciclul acidului citric, care este numit și ciclul Krebs. În timpul ciclului de acid citric, o singură moleculă de glucoză este complet oxidat în șase molecule de dioxid de carbon, generând 2 GTP, 6 NADH și 2 FADH₂. Aceste NADH și FADH2 sunt combinate cu oxigen, generând ATP în timpul fosforilării oxidative. Fosforilarea oxidativă apare în membrana interioară a mitocondriilor, transferând electroni printr-o serie de purtători în lanțul de transport electronic. Randamentul total al respirației aerobe este de 36 ATP. O diagramă schematică a respirației aerobe este prezentată în figura 1.

Figura 1: Respirația aerobă

Ce este respirația anaerobă

Respirația anaerobă este setul de reacții care apar în absența oxigenului, care descompune alimentele în compuși organici simpli, generând energie sub formă de ATP. Respirația anaerobă are loc în microorganisme, cum ar fi unele bacterii, drojdii și viermi paraziți. Apare în citoplasma celulelor acelor organisme, producând doar 2 ATP-uri.

Sunt identificate două categorii de respirație aerobă. Prima categorie de respirație anaerobă are loc prin glicoliză și oxidarea incompletă a piruvatului fie în acid lactic, fie în etanol. Procesul se numește fermentație. Acceptorul de electroni final și acceptorul de hidrogen sunt produsul final organic simplu. Produsele finale sunt secretate în mediu ca metaboliți de deșeuri. În timpul fermentației, glicoliza apare ca prima etapă. Următorul piruvat este transformat în etanol în drojdie și în unele bacterii. În plante, atunci când oxigenul este absent, etanolul este produs prin respirație anaerobă. Acest tip de fermentație se numește fermentație în etanol. Reacția chimică globală a fermentației cu etanol este prezentată mai jos.

Reacția chimică a fermentației cu etanol

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ + 118 kJ / mol

La animale, atunci când oxigenul este absent, acidul lactic este produs prin respirație anaerobă. Aceasta se numește fermentație cu acid lactic. Reacția chimică generală pentru fermentația cu acid lactic este prezentată mai jos.

Reacția chimică a fermentației cu acid lactic

C₆H₁₂O₆ → 2C₃H₆O₃ + 120 kJ / mol

Eficiența fermentației este foarte scăzută în comparație cu respirația aerobă. Acidul lactic, care este produs în timpul fermentației cu acid lactic, este toxic pentru țesuturi. Diferența dintre respirația aerobă și respirația anaerobă în sensul fermentării acidului lactic este prezentată în figura 2.

Figura 2: Diferența dintre respirația aerobă și fermentația acidului lactic

În timpul celei de-a doua categorii de respirație anaerobă, acceptorul de electroni final este sulfatul sau nitratul la sfârșitul lanțului de transport al electronilor. Unele procariote, cum ar fi bacteriile și arhaii, efectuează acest tip de respirație anaerobă. Acceptarea electronilor prin sulfat produce hidrogen sulfurat ca produs final. În metanogeni, acceptorul de electroni final este dioxidul de carbon, care produce metanul ca produs final.

Diferența dintre respirația aerobă și cea anaerobă

Oxigen

aerob Respiraţie: Respirația aerobă are loc în prezența oxigenului.

Respirația anaerobă: Respirația anaerobă are loc în absența oxigenului.

Tipul de plante și animale

Respirație aerobică: Respirația aerobă se găsește la toate plantele și animalele superioare.

Respirația anaerobă: Respirația anaerobă se găsește de obicei în microorganisme, dar rareori în organisme superioare.

Apariţie

aerob Respiraţie: Respirația aerobă apare numai în interiorul celulei.

Respirația anaerobă: Respirația anaerobă poate apărea oriunde.

Localizarea în interiorul celulei

aerob Respiraţie: Respirația aerobă apare în citoplasmă și mitocondrie.

Respirația anaerobă: Respirația anaerobă apare numai în citoplasmă.

Natură permanentă / temporară

aerob Respiraţie: Respirația aerobă are loc în mod continuu în prezența gazului de oxigen.

Respirația anaerobă: Respirația anaerobă apare continuu în microorganisme. Dar la animalele mai mari, se produce în absența oxigenului.

paşi

aerob Respiraţie: Respirația aerobă are loc prin glicoliza, oxidarea piruvatului, ciclul TCA, lanțul de transport al electronilor și sinteza ATP.

Respirația anaerobă: Respirația anaerobă are loc prin glicoliză și descompunerea incompletă a piruvatului.

Eficienţă

aerob Respiraţie: Respirația aerobă generează 36 ATP pe moleculă de glucoză.

Respirația anaerobă: Respirația anaerobă generează 2 ATP pe moleculă de glucoză.

Toxicitate

aerob Respiraţie: Respirația aerobă este netoxică pentru organism.

Respirația anaerobă: Respirația aerobă este toxică pentru organismele superioare.

Produse finale

aerob Respiraţie: Produsele finale în respirația aerobă sunt dioxidul de carbon și apă.

Respirația anaerobă: Produsele finale ale fermentației din drojdie sunt etanolul și dioxidul de carbon. La animale, produsul final este acid lactic. Bacteriile produc metan și hidrogen sulfurat ca produse finite.

oxidarea

aerob Respiraţie: Substratul este oxidat complet în dioxid de carbon și apă în timpul respirației aerobe.

Respirația anaerobă: Substratul este incomplet oxidat în timpul respirației anaerobe.

Concluzie

Respirația celulară are loc în două căi cunoscute ca respirație aerobă și respirație anaerobă. Respirația aerobă apare mai ales la animale și plante mai mari. Respirația anaerobă are loc în microorganisme precum viermi paraziți, drojdii și unele bacterii. Atât respirația aerobă cât și cea anaerobă utilizează glucoza ca substrat. Respirația aerobă are loc în prezența oxigenului, oxidând complet substratul, producând produse finale anorganice, dioxid de carbon și apă. Dimpotrivă, respirația anaerobă are loc în absența oxigenului, oxidând incomplet substratul, producând produse finale organice precum etanolul. Deoarece respirația anaerobă inoxidază incomplet substratul, randamentul ATP este foarte scăzut în comparație cu randamentul său de respirație aerobă. Respirația aerobică generează 36 ATP-uri, dar respirația anaerobă produce doar 2 ATP pe moleculă de glucoză. Aceasta este diferența dintre respirația aerobă și respirația anaerobă.

Referinţă:
1. Cooper, Geoffrey M. "Metabolic Energy." Cell: O abordare moleculară. A doua ediție. Biblioteca Națională de Medicină din S.U.A., 01 ianuarie 1970. Web. 07 aprilie 2017.
2. Jurtshuk, Peter și Jr. "Metabolismul bacterian". Microbiologie medicală. Ediția a 4-a. Biblioteca Națională de Medicină din S.U.A., 01 ianuarie 1996. Web. 07 aprilie 2017.
3. Respirația aerobă și respirația anaerobă - treceți examenele mele: note de revizuire a examenului ușor pentru biologie GSCE. "Respirația aerobă și respirația anaerobă - treceți examenele mele: note de revizuire a examenului ușor pentru biologie GSCE. N.p., n.d. Web. 07 aprilie 2017.

Datorită fotografiei:
1. "Cale aerobice" De Boumphreyfr - Muncă proprie (CC BY-SA 3.0) prin Wikimedia Commons
2. "2505 Aerobic Versus Respirația Anaerobă" de OpenStax College - Anatomie și Fiziologie, Connexions Web site. 19 iunie 2013. (CC BY 3.0) prin Wikimedia Commons

Ştiinţă