Анаэробное и аэробное дыхание

June 28, 2021
ВРазное

Анаэробное и аэробное дыхание - определение, этапы и различия – Преподаватель педагогики. ком - На этот раз мы обсудим текст обзора, в котором в данном случае будут рассмотрены функции, определения, характеристики, типы и примеры, теперь для получения более подробной информации см. Следующее описание.

Клеточное дыхание - это процесс, при котором энергия, хранящаяся в глюкозе, высвобождается клетками.. Клеточное дыхание проходит на разных стадиях. Он встречается у людей, растений, животных и даже у микроскопических бактерий. Дыхательный двигатель расположен в клетках тела. Во время клеточного дыхания энергия глюкозы высвобождается в присутствии кислорода. Этот процесс научно известен как аэробное дыхание. Анаэробное дыхание происходит при отсутствии кислорода.

Дыхание, также известное как катаболизм, представляет собой процесс разрушения органического вещества на неорганические материалы и высвобождения энергии (экзергонические реакции). Высвобождаемая энергия используется для образования аденозинтрифосфата (АТФ), который является источником энергии для всей жизнедеятельности.

instagram viewer

В принципе, дыхание представляет собой окислительно-восстановительную (окислительно-восстановительную) реакцию, поэтому в этой реакции требуется акцептор электронов, чтобы принимать электроны из реакции окисления органического вещества. Эти акцепторы электронов включают:

НАД (никотинамидадениндинуклеотид)
FAD (флавинадениндинуклеотид)
Убихинон
Цитохром
Кислород

Определение анаэробного дыхания

Быстрое чтениепоказывать

1.Определение анаэробного дыхания

2.Этапы анаэробного дыхания

2.1.Алкогольная ферментация

2.2.Молочнокислое брожение

2.3.Характеристики анаэробного дыхания

2.4.Примеры анаэробных бактерий

3.Определение аэробного дыхания

3.1.Характеристики аэробного дыхания

3.2.Примеры аэробных бактерий

4.Этапы аэробного дыхания

4.1.Гликолиз

4.2.Окислительное декарбоксилирование

4.3.Цикл Кребса

4.4.Электронный транспорт

4.5.Разница между анаэробным и аэробным дыханием

4.6.Поделись этим:

Анаэробное дыхание - это катаболический процесс, при котором свободный кислород не используется в качестве источника кислорода. акцептор последнего атома водорода (H), но использовать определенные соединения (такие как: этанол, молочная кислота). Пировиноградная кислота, образующаяся на стадии гликолиза, может метаболизироваться в различные соединения (наличие / доступность кислорода или отсутствие).

В аэробных условиях (доступный кислород) митохондриальная ферментная система способна катализировать окисление пировиноградной кислоты до H.₂O и CO₂ и производят энергию в форме АТФ (аденозинтрифосфат). В анаэробных условиях (кислород недоступен) клетка сможет преобразовывать пировиноградную кислоту в CO.₂ и этиловый спирт и энергия высвобождения (АТФ). Или окисление пировиноградной кислоты в мышечных клетках до CO₂ и молочная кислота и энергия высвобождения (АТФ). Последняя форма процесса реакции называется брожением. В этом процессе также участвуют ферменты, обнаруженные в цитоплазме клетки.

Также читайте статьи по теме о материалах: Объяснение ферментов, их видов и функций

Этапы анаэробного дыхания

При анаэробном дыхании предпринимаются следующие шаги:

Алкогольная ферментация

Этот процесс происходит у некоторых микроорганизмов, таких как грибы (дрожжи), где стадии гликолиза такие же, как и при аэробном дыхании. Некоторые организмы, например дрожжи (Saccharomyces cereviceace) выполнить спиртовое брожение. Эти организмы путем ферментации превращают глюкозу в спирт (этанол).

Также читайте статьи по теме о материалах: Алкоголь - определение, виды, преимущества, номенклатура и характеристики

После образования пировиноградной кислоты (конечный продукт гликолиза) пировиноградная кислота декарбоксилируется (молекула CO.)₂ удаляется) и катализируется ферментом алкогольдегидрогеназой в этанол или спирт, и молекула НАДН разлагается до НАД + и выделяет энергию / тепло.

Этот процесс называется «отходами», потому что большая часть энергии, содержащейся в молекулах глюкозы, все еще сохраняется в спирте. Вот почему спирт / этанол можно использовать в качестве топлива. Спиртовое брожение в микроорганизмах - опасный процесс при высокой концентрации этанола. Проще говоря, реакция спиртового брожения записывается:

2CH₃COCOOH ———-> 2CH₃CH₂ОН + 2СО₂ + 28 ккал

пировиноградная кислота этанол / спирт

Молочнокислое брожение

В клетках животных (а также людей), особенно в мышечных клетках, которые тяжело работают, доступная энергия не сбалансирована со скоростью использования энергии, потому что уровни O низкие.₂ Доступно недостаточно для аэробной дыхательной деятельности (реакции, требующей кислорода).

Процесс ферментации молочной кислоты начинается с пути гликолиза, который производит пировиноградную кислоту. Из-за отсутствия кислорода пировиноградная кислота подвергнется молекулярной деградации (анаэробной) и катализируется ферментом дегидрогеназа молочной кислоты и восстанавливается NADH с образованием энергии и кислоты лактат. Проще говоря, реакция молочнокислого брожения записывается следующим образом.

2CH₃COCOOH ———-> 2CH₃CHOHCOOH + 47 кка

пировиноградная кислота молочная кислота

У людей это явление часто встречается, когда человек много / много работает или тренируется. Из-за недостатка кислорода пировиноградная кислота, образующаяся на стадии гликолиза, будет расщепляться. в молочную кислоту, которая вызывает боли после работы / упражнений тяжелый / жесткий.

Пировиноградная кислота, образующаяся при гликолизе, не входит в цикл Кребса и в цепь переноса электронов, поскольку в качестве конечного акцептора водорода нет кислорода. В результате количество пировиноградной кислоты уменьшается, поскольку она принимает H из НАДН, который образуется во время гликолиза, и образуется молочная кислота, которая вызывает мышечную усталость. Это событие производит только 2 АТФ на каждый вдыхаемый моль глюкозы.

CH3.CO.COOH + NADH —–> CH3.CHOH.COOH + NAD + E

(пировиноградная кислота) (молочная кислота)

Характеристики анаэробного дыхания

Ниже приведены некоторые характеристики анаэробного дыхания, в том числе:

В отсутствие кислорода клетка не имеет альтернативного акцептора электронов для производства АТФ.
так что электроны, полученные в результате гликолиза, вынуждены переноситься органическими соединениями, этот процесс называется
Спиртовое брожение осуществляется дрожжами путем удаления группы CO from из пирувата посредством декарбоксилирования и образования 2-углеродной молекулы ацетальдегида.
Затем ацетальдегид принимает электроны от НАДН, так что он превращается в спирт этиловый
Спиртовое брожение проводят растения.
Ферментация молочной кислоты осуществляется клетками животных путем передачи электронов от НАДН обратно к пирувату.

Также читайте статьи по теме о материалах: Этанол - определение, MSDS, формула, структура, опасности, pH и подготовка

Анаэробные бактерии - это бактерии, которым для жизни не нужен кислород. Анаэробные бактерии делятся на две группы: факультативные анаэробные бактерии и облигатные анаэробные бактерии.

Факультативные анаэробные бактерии

Факультативные анаэробные бактерии - это бактерии, которые могут нормально жить как с кислородом, так и без него. Примерами факультативных анаэробных бактерий являются Streptococcus, Aerobacter aerogenes, Escherichia coli, Lactobacillus, Alcaligenesis.

Облигатные анаэробные бактерии

Облигатные анаэробные бактерии - это бактерии, которым не нужно жить. Если есть кислород, бактерии погибнут. Примеры облигатных анаэробных бактерий: Prevotella melaninogenica (вызывающая абсцессы в полости рта и глотке), Clostridium tetani (вызывающая мышечные спазмы), Peptostreptococcus (вызывающие абсцессы головного мозга и абсцессы женских половых путей), Methanobacterium (производящие газообразный метан) и Bacteroides fragilis (вызывающие абсцессы или скопления) гной в кишечнике).

Примеры анаэробных бактерий

Ниже приведены некоторые примеры анаэробных бактерий, в том числе:

Clostridium tetani (облигатно-анаэробный): грамположительные спорообразующие бактерии в форме голени. Эта бактерия вызывает столбняк путем инфицирования различными способами, а именно: колотые раны, переломы костей. открытые раны, ожоги, операции, инъекции, укусы животных, аборты, роды или порезы пупок.
Microccocus denitrificans (облигатные анаэробы), мезофилловые бактерии, бактерии, которые живут и растут в областях с температурой от 15 до 55 ° C, с оптимальной температурой 25-40 ° C, вызывают процесс денитрификация (потому что кислород в почве уменьшается), т.е. нитрат восстанавливается до нитрита и в конечном итоге становится аммиаком, который не может быть использован растение. Недостаток: разложение нитратов до азота, что снижает плодородие почвы.
Clostridium botulinum (облигатно-анаэробная), единственная палочковидная бактерия, грамположительная, может образовывать споры (споры термостойки и могут выжить в пище путем обработки несоответствующий или неправильный), и могут производить сильные нейротоксины, эти бактерии растут в пище и производят токсины ботулина, которые могут вызвать отравление. еда.
Shigella (анаэробный факультативный), грамотрицательный род, вызывает дизентерию, инфицирование Shigella через процесс глотание (еда / напитки, зараженные бактериями) или с помощью определенных сексуальных приемов, которые затрагивают язык и анус. Симптомы: диарея, лихорадка, тошнота, рвота, спазмы желудка, метеоризм и запор.
Staphylococcus pyogenes, кокковая форма, имеет капсулу из стафиловых образований, неспособную образовывать споры, грамположительные, неподвижные, экзотоксины, устойчивые к плохим воздействиям извне.

Также читайте статьи по теме о материалах: Объяснение видов бактерий и примеры

Определение аэробного дыхания

Аэробное дыхание - это катаболическая реакция, которая требует аэробной атмосферы с присутствием кислорода, который производит большое количество энергии. Энергия хранится в химической форме, известной как АТФ. Энергия АТФ используется клетками в организме живых существ для поддержки роста, воспроизводства, транспортировки и других видов деятельности. Для простоты аэробная формула описывается просто, а именно:

C6H12 + 6O2 = 6HCO2 + 6H2O

Характеристики аэробного дыхания

Ниже приведены некоторые характеристики аэробного дыхания, в том числе:

нужно кислород в виде акцептор электронов.
Процессы, происходящие в матриксе митохондрий
Расщепление органических соединений на неорганические дает большое количество энергии, а именно 36 АТФ.
Аэробное дыхание имеет 4 основных этапа: Гликолиз, Окислительное декарбоксилирование, Цикл Кребса а также Электронный транспорт.

Аэробные бактерии - это бактерии, которым для жизни нужен кислород. Если нет кислорода, бактерии погибнут.

Аэробные бактерии используют глюкозу или другие органические вещества, такие как этанол, для окисления до CO2, H2O и некоторой энергии.

Примеры аэробных бактерий

Нитрозококк: нитритные бактерии, Amphitrik, имеют кислородный метаболизм. Играют роль в процессе повышения плодородия почвы (образование гумуса).
Nitrosomonas: нитритные бактерии, Amphitrik, палочковидные, принадлежащие к хемоавтотрофному роду. Играет роль в процессе нитрификации для производства нитрат-ионов, необходимых растениям.
. Нитробактеры, нитратные бактерии, автотрофы, бактерии, которые превращают нитриты в нитраты.
Бациллы гипертермофильные, грамположительные, могут жить и расти при температуре выше 75 ° C, некоторые бактерии Он может жить даже при температуре выше 100 ° C и может производить важные ферменты, используемые в кулинарии. наркотики.
Mycobacterium tuberculosis, палочковидные облигатные аэробы и имеет особую характеристику, а именно наличие воскового слоя на клеточной стенке, требует кислорода, проявляется в легкие млекопитающих из-за очень высокого содержания кислорода, вызывающего туберкулез; самоочищение происходит очень медленно, примерно через 15 часов после заражения. происходить.
Нокардия, палочковидная, грамположительная, патогенная и непатогенная, вызывает нокардиоз, поражая легкие и даже все тело. Обычно бактерии Nocardia процветают в полости рта, особенно в деснах и пародонтальных карманах.

Этапы аэробного дыхания

Процесс аэробного дыхания проходит в несколько последовательных этапов, а именно:

Гликолиз

Гликолиз - это распад одной молекулы глюкозы (соединения с 6 атомами углерода) на 2 молекулы пировиноградной кислоты (соединение с 3 атомами углерода). Это событие происходит в цитозоле (цитоплазме) живых клеток в анаэробных условиях (без свободного кислорода). катализируется ферментами, включая: гексокиназу, изомеразу, фосфоглицерокиназу, пируватеканазу, дегидрогеназа.

На этом этапе производятся 2 молекулы АТФ и 2 молекулы НАДН.₂.

Окислительное декарбоксилирование

Окислительное декарбоксилирование происходит в митохондриальном матриксе, фактически это первый шаг к началу третьего шага, цикла Кребса. На этом этапе каждая из 2 молекул пировиноградной кислоты, образующихся при гликолизе, превращается в ацетил-КоА (ацетилкофермент А) и производит 2 НАДН.

Цикл Кребса

Цикл Кребса начинается с поступления ацетил-КоА (C2), который реагирует с щавелевоуксусной кислотой (C4) с образованием лимонной кислоты (C6).

Постепенно лимонная кислота высвобождает свои 2 атома углерода, так что она возвращается в щавелевоуксусную кислоту (атомарный атом C4), За этим событием следует реакция восстановления (высвобождение электронов и ионов водорода) NAD + и FAD + с образованием 2 НАДН. Молекула₂, 2 молекулы FADH₂, и 2 молекулы АТФ. Из всей последовательности событий цикла Кребса 4 молекулы CO₂, 6 молекул НАДН₂, 2 молекулы FADH₂, и 2 молекулы АТФ.

Электронный транспорт

Заключительной стадией аэробного дыхания является система транспорта электронов, также известная как система цитохромоксидазы (фермент) или система дыхательной цепи, которая имеет место в кристах митохондрии. Эта стадия включает доноры электронов, акцепторы электронов, а также реакции восстановления и окисления (окислительно-восстановительные). Доноры электронов - это соединения, вырабатываемые во время гликолиза и цикла Кребса, и обладающие потенциалом высвобождения электронов, а именно NADH2 и FADH2.

Сначала молекула NADH2 вступает в реакцию и гидролизуется ферментом дегидрогеназы обратно в ионы NAD + с последующим высвобождением 3 АТФ, затем следует молекула FADH2, которая гидролизуется ферментами флавопротеинов обратно в ионы FAD + и производит 2 молекулы АТФ, обе из которых также выделяют ионы водорода, а затем электроны, это событие называется реакцией окисление.

Кроме того, эти электроны будут захвачены Fe +++ в качестве акцептора электронов и катализироваться ферментами цитохрома b, c и a. Это событие называется реакцией восстановления. Эта реакция восстановления и окисления продолжается до тех пор, пока эти электроны не будут захвачены кислородом (O.).₂), так что он соединяется с ионами водорода (H +) с образованием H₂О (вода). Конечным результатом этой системы переноса электронов являются 34 молекулы АТФ, 6 молекул H.₂О (вода).

Всего аэробное клеточное дыхание производит 38 молекул АТФ, 6 молекул H.₂O и 6 молекул CO₂.

В следующей таблице описан расчет образования АТФ на моль глюкозы, которая расщепляется в процессе дыхания.

Процесс	АТФ	НАДН	FADH
Гликолиз Окислительное декарбоксилирование Цикл Кребса Электронная транспортная цепь	2 – 2 34	2 2 6 –	– – 2 –
Общее	38	10	2

Разница между анаэробным и аэробным дыханием

Исходя из его понимания, аэробное дыхание - это катаболическая реакция, протекающая в аэробной атмосфере (есть кислород), которая обычно осуществляется высшими организмами. В то время как анаэробное дыхание - это катаболическая реакция, которая происходит в анаэробной атмосфере и обычно осуществляется низшими организмами.

Основываясь на приведенном выше понимании, мы можем сделать вывод о нескольких различиях между аэробное и анаэробное дыхание. Эти различия включают процесс, местоположение и продукцию, производимую каждым из них. Разница между аэробным и анаэробным дыханием показана в таблице ниже.

Разница	Аэробного дыхания	Анаэробное дыхание
Наличие кислорода	Нужный	Не требуется
Произведенная энергия	Вырабатывает 36 энергии АТФ	Вырабатывает 2 энергии АТФ
Выделенный водород	Полностью производит углекислый газ и воду	Неидеально производит углекислый газ и воду.
Побочный результат	Выделяющийся водород образует воду.	Образует молочную кислоту и этанол
Процесс и этапы	Комплексы, а именно гликолиз, цикл Кребса и электронный транспорт.	Простой, а именно гликолиз или ферментация
Место расположения	Митохондрии	Цитоплазма

Различия в потребностях в кислороде

Как уже упоминалось в понимании обоих, разница между аэробным и анаэробным дыханием является одним из них. заключается в потребности организма в наличии кислорода в процессе дыхания, который сделал. При аэробном дыхании кислород необходим, потому что это важный элемент, поддерживающий катаболизм. В процессе анаэробного дыхания организмы не нуждаются в кислороде.

Разница в местоположении

Процессы аэробного и анаэробного дыхания также происходят в разных местах. Аэробное дыхание обычно происходит в клеточных органеллах, называемых митохондриями, в то время как анаэробное дыхание обычно происходит в цитоплазме.

Различия в процессе и этапах

Разница между аэробным и анаэробным дыханием также заключается в процессе и стадиях. Процесс аэробного дыхания имеет тенденцию быть более сложным и сложным, потому что он проходит стадии, которые включают гликолиз, цикл Кребса и перенос электронов. В то время как анаэробное дыхание имеет тенденцию быть простым, а именно через стадии гликолиза или ферментации.

Различия в производимых энергетических продуктах

Процесс аэробного дыхания производит гораздо больше энергии, чем процесс анаэробного дыхания. Аэробное дыхание обычно производит энергию в 36 АТФ, в то время как анаэробное дыхание производит энергию только в 2 АТФ.

Побочная разница результатов

Помимо производимых ими энергетических продуктов, разница между аэробным и анаэробным дыханием также заключается в побочных продуктах, образующихся в процессе. Аэробное дыхание полностью разрушает субстрат на углекислый газ и воду, а это означает, что весь водород, выделяющийся из субстрата во время процесса, будет реагировать с кислородом и производить воду. Между тем, при анаэробном дыхании субстрат плохо разлагается на воду. Часть водорода, выделяемого из субстрата во время процесса, будет реагировать с другими соединениями и образовывать различные типы кислот, такие как пировиноградная кислота, молочная кислота и этанол.

Это обсуждение о Анаэробное и аэробное дыхание - определение, этапы и различия Я надеюсь, что этот обзор может расширить ваше понимание и знания, большое спасибо за посещение. 🙂 🙂 🙂