Forskjellen mellom fermentering og anaerob respirasjon

Begge gir energi til levende ting, men prosessene er forskjellige

georgeclerk/Getty Images

Alle levende ting må ha konstante energikilder for å fortsette å utføre selv de mest grunnleggende livsfunksjonene. Enten den energien kommer rett fra solen gjennom fotosyntese eller gjennom å spise planter eller dyr, må energien konsumeres og deretter endres til en brukbar form som adenosintrifosfat (ATP).

Mange mekanismer kan konvertere den opprinnelige energikilden til ATP. Den mest effektive måten er gjennom aerobisk respirasjon , som krever oksygen . Denne metoden gir mest ATP per energitilførsel. Men hvis oksygen ikke er tilgjengelig, må organismen fortsatt konvertere energien på andre måter. Slike prosesser som skjer uten oksygen kalles anaerobe. Fermentering er en vanlig måte for levende ting å lage ATP uten oksygen. Gjør dette fermentering det samme som anaerob respirasjon?

Det korte svaret er nei. Selv om de har lignende deler og ingen av dem bruker oksygen, er det forskjeller mellom gjæring og anaerob respirasjon. Faktisk er anaerob åndedrett mye mer som aerob åndedrett enn det er som gjæring.

Fermentering

De fleste naturfagsklassene diskuterer gjæring kun som et alternativ til aerob respirasjon. Aerob respirasjon begynner med en prosess som kalles glykolyse , der et karbohydrat som glukose brytes ned og, etter å ha mistet noen elektroner, danner et molekyl som kalles pyruvat. Hvis det er tilstrekkelig tilførsel av oksygen, eller noen ganger andre typer elektronakseptorer, flytter pyruvatet til neste del av aerob respirasjon. Prosessen med glykolyse gir en netto gevinst på 2 ATP.

Fermentering er i hovedsak den samme prosessen. Karbohydratet brytes ned, men i stedet for å lage pyruvat, er sluttproduktet et annet molekyl avhengig av type gjæring. Fermentering utløses oftest av mangel på tilstrekkelige mengder oksygen til å fortsette å kjøre den aerobe respirasjonskjeden. Mennesker gjennomgår melkesyregjæring. I stedet for å avslutte med pyruvat, lages melkesyre.

Andre organismer kan gjennomgå alkoholgjæring, hvor resultatet verken er pyruvat eller melkesyre. I dette tilfellet lager organismen etylalkohol. Andre typer gjæring er mindre vanlige, men alle gir forskjellige produkter avhengig av organismen som gjennomgår gjæring. Siden fermentering ikke bruker elektrontransportkjeden, regnes det ikke som en type respirasjon.

Anaerob respirasjon

Selv om gjæring skjer uten oksygen, er det ikke det samme som anaerob respirasjon. Anaerob respirasjon begynner på samme måte som aerob respirasjon og gjæring. Det første trinnet er fortsatt glykolyse, og det skaper fortsatt 2 ATP fra ett karbohydratmolekyl. Men i stedet for å avslutte med glykolyse, slik gjæring gjør, skaper anaerob respirasjon pyruvat og fortsetter deretter på samme vei som aerob respirasjon.

Etter å ha laget et molekyl kalt acetylkoenzym A, fortsetter det til sitronsyresyklusen. Det lages flere elektronbærere og så havner alt i elektrontransportkjeden. Elektronbærerne deponerer elektronene i begynnelsen av kjeden og produserer deretter, gjennom en prosess som kalles kjemiosmose, mange ATP. For at elektrontransportkjeden skal fortsette å fungere, må det være en endelig elektronakseptor. Hvis den akseptoren er oksygen, anses prosessen som aerob respirasjon. Noen typer organismer, inkludert mange typer bakterier og andre mikroorganismer, kan imidlertid bruke forskjellige endelige elektronakseptorer. Disse inkluderer nitrationer, sulfationer eller til og med karbondioksid.

Forskere mener at gjæring og anaerob respirasjon er eldre prosesser enn aerob respirasjon. Mangel på oksygen i den tidlige jordens atmosfære gjorde aerob åndedrett umulig. Gjennom utvikling , eukaryoter tilegnet seg evnen til å bruke oksygenavfallet fra fotosyntesen til å skape aerob respirasjon.