ال الفرق الرئيسي بين التخمير الهوائية واللاهوائية هو ذلك التخمير الهوائي يجدد NAD⁺ في سلسلة نقل الإلكترون أثناء تجديد NAD⁺ في التنفس اللاهوائي يتبع تحلل السكر.

التخمير مصطلح يستخدم لوصف آليات التنفس الخلوي الذي يحدث في غياب الأكسجين. ومع ذلك ، في التخمر الهوائي ، يكون مستقبل الإلكترون النهائي في سلسلة نقل الإلكترون هو الأكسجين. وبالتالي ، يتم تسميته بدقة أكبر التنفس الهوائي بدلا من التخمير الهوائي. آليتان للتخمير اللاهوائي هما تخمير الإيثانول وتخمير حمض اللاكتيك.

المجالات الرئيسية التي تمت تغطيتها

1. ما هو التخمير الهوائي - التعريف ، العملية ، الدور 2. ما هو التخمر اللاهوائي - التعريف ، العملية ، الأنواع ، الدور 3. ما هي أوجه التشابه بين التخمر الهوائية واللاهوائية - الخطوط العريضة للسمات المشتركة 4. ما هو الفرق بين التخمير الهوائية واللاهوائية - مقارنة الاختلافات الرئيسية

المصطلحات الأساسية: التخمير الهوائي ، التخمير اللاهوائي ، ATP ، الجلوكوز ، NAD⁺الأكسجين

ما هو التخمير الهوائي

كما ذكرنا أعلاه ، فإن التنفس الهوائي هو المصطلح العلمي الأكثر دقة للتخمير الهوائي. يشير التنفس الهوائي إلى مجموعة التفاعلات الكيميائية التي تدخل في إنتاج الطاقة عن طريق أكسدة الطعام تمامًا. يطلق ثاني أكسيد الكربون والماء كمنتجات ثانوية. يحدث التنفس الهوائي بشكل رئيسي في الحيوانات والنباتات العليا. إنها العملية الأكثر كفاءة بين مختلف عمليات إنتاج الطاقة. الخطوات الثلاث للتنفس الهوائي هي تحلل السكر ودورة كريبس وسلسلة نقل الإلكترون.

تحلل السكر

التحلل السكري هو الخطوة الأولى في التنفس الهوائي ، والذي يحدث في السيتوبلازم. تقسم هذه العملية الجلوكوز إلى جزيئين من البيروفات. تخضع جزيئات البيروفات لنزع الكربوكسيل المؤكسد لتكوين أسيتيل CoA. 2 ATP و 2 NADH هما حصيلة هذه العملية.

دورة كريبس

تحدث دورة كريبس داخل مصفوفة الميتوكوندريا. يحدث الانهيار الكامل لـ acetyl-CoA إلى ثاني أكسيد الكربون في دورة كريبس ، مما يؤدي إلى تجديد مركب البداية ، oxaloacetate. خلال دورة كريبس ، ينتج عن إطلاق الطاقة من أسيتيل CoA 2 GTPs و 6 NADH و 2 FADH₂.

سلسلة نقل الإلكترون

يستخدم إنتاج ATP أثناء الفسفرة المؤكسدة الطاقة المختزلة لـ NADH و FADH2. يحدث في الغشاء الداخلي للميتوكوندريا. يوضح الشكل أدناه التفاعل الكيميائي العام للتنفس الهوائي.

ج₆ح₁₂ا₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6 ح₂O + 36ATP

الشكل 1: التنفس الهوائي - خطوات

ما هو التخمر اللاهوائي

يشير التخمير إلى التحلل الكيميائي للركائز العضوية بواسطة الكائنات الحية الدقيقة إلى إيثانول أو حمض اللاكتيك في غياب الأكسجين. عادة ، ينتج عنه فوران وحرارة. يحدث التخمر في موقع السيتوبلازم في الكائنات الحية الدقيقة مثل الخميرة والديدان الطفيلية والبكتيريا. خطوتان من التخمير هما تحلل السكر والأكسدة الجزئية للبيروفات. بناءً على مسار أكسدة البيروفات ، يتكون التخمير من نوعين ؛ تخمير الإيثانول وتخمير حمض اللاكتيك. العائد الصافي للتخمير هو 2 ATPs فقط.

الشكل 2: التخمير الهوائي واللاهوائي

تخمير الإيثانول

يحدث تخمر الإيثانول بشكل رئيسي في الخميرة في غياب الأكسجين. في هذه العملية ، ينتج عن إزالة ثاني أكسيد الكربون نزع الكربوكسيل من البيروفات وتحويله إلى أسيتالديهيد. ثم يتم تحويل الأسيتالديهيد إلى إيثانول باستخدام ذرات الهيدروجين في NADH. يحدث الفوران بسبب إطلاق غاز ثاني أكسيد الكربون في الوسط. المعادلة الكيميائية المتوازنة لتخمير الإيثانول هي كما يلي:

ج₆ح₁₂ا₆ → 2 ج₂ح₅OH + 2CO₂ + 2ATP

التخمير بحمض اللاكتيك

يحدث تخمر حمض اللاكتيك بشكل رئيسي في البكتيريا. أثناء تخمير حمض اللاكتيك ، يتحول البيروفات إلى حمض اللاكتيك. يكون التفاعل الكيميائي العام لتخمير الإيثانول وتخمير حمض اللاكتيك كما يلي:

ج₆ح₁₂ا₆ → 2 ج₃ح₆ا₃ + 2ATP

أوجه التشابه بين التخمر الهوائية واللاهوائية

الفرق بين التخمر الهوائية واللاهوائية

تعريف

التخمير الهوائي: مجموعة من التفاعلات الكيميائية التي تدخل في إنتاج الطاقة عن طريق أكسدة الطعام تمامًا

التخمير اللاهوائي: الانهيار الكيميائي للركائز العضوية إلى إيثانول أو حمض اللاكتيك بواسطة الكائنات الحية الدقيقة في وجود الأكسجين

حادثة

التخمير الهوائي: يحدث في كل من السيتوبلازم والميتوكوندريا

التخمير اللاهوائي: يحدث في السيتوبلازم

نوع الكائنات الحية

التخمير الهوائي: يحدث في الحيوانات والنباتات العليا

التخمير اللاهوائي: يحدث في الخميرة والطفيليات والبكتيريا

الأكسجين

التخمير الهوائي: يستخدم الأكسجين الجزيئي كمستقبل نهائي للإلكترون في سلسلة نقل الإلكترون

التخمير اللاهوائي: لا يستخدم الأكسجين

ماء

التخمير الهوائي: ينتج ستة جزيئات ماء لكل جزيء جلوكوز

التخمير اللاهوائي: لا ينتج الماء

أكسدة الركيزة

التخمير الهوائي: يتم تكسير الجلوكوز بالكامل إلى ثاني أكسيد الكربون والأكسجين

التخمير اللاهوائي: يتأكسد الجلوكوز بشكل غير كامل إما في الإيثانول وحمض اللاكتيك

NAD⁺ تجديد

التخمير الهوائي: NAD⁺ يحدث التجديد في سلسلة نقل الإلكترون

التخمير اللاهوائي: NAD⁺ يحدث التجديد أثناء الأكسدة الجزئية للبيروفات

إنتاج ATP خلال NAD⁺ تجديد

التخمير الهوائي: ATP هو عائد خلال NAD⁺ تجديد

التخمير اللاهوائي: ATP ليس عائدًا خلال NAD⁺ تجديد

عدد من اعبي التنس المحترفين المنتجة

التخمير الهوائي: ينتج 36 ATP

التخمير اللاهوائي: ينتج 2 ATP

استنتاج

التخمير الهوائي واللاهوائي نوعان من التنفس الخلوي يشاركان في إنتاج الطاقة من الجلوكوز. يتطلب التخمير الهوائي الأكسجين بينما لا يتطلب التخمير اللاهوائي الأكسجين. NAD⁺ يحدث التجدد في سلسلة نقل الإلكترون للتنفس الهوائي بينما يحدث أثناء الأكسدة الجزئية للبيروفات في التنفس اللاهوائي.

المرجعي:

1. "التخمر والتنفس اللاهوائي". أكاديمية خان ، متوفرة هنا.

الصورة مجاملة:

1. "مخطط تدفق التنفس الخلوي" بواسطة المستخدمين Daycd، Pdefer، Bdesham on en.wikipedia - تم إنشاؤه بواسطة bdesham مع en: OmniGraffle؛ بعد معالجتها باللغة الإنجليزية: GraphicConverter (المجال العام) عبر Commons Wikimedia2. "التنفس الخلوي" بقلم Darekk2 - العمل الخاص (CC BY-SA 3.0) عبر Commons Wikimedia