発酵と呼吸の違い

主な違い–発酵と呼吸

発酵と呼吸は、細胞内のブドウ糖の分解に関与する2種類の細胞プロセスです。発酵と呼吸はどちらも異化プロセスであり、ATPの形でエネルギーを生成します。 NS 主な違い 発酵と呼吸の間はそれです発酵中、NADHはATPを生成するために酸化的リン酸化に使用されませんが、呼吸中、NADHはNADHごとに3つのATPを生成するために酸化的リン酸化に使用されます。

この記事は、

1.発酵とは –特性、プロセス 2.呼吸とは –特性、プロセス 3.発酵と呼吸の違いは何ですか

発酵とは

発酵とは、バクテリアや酵母などの微生物によるブドウ糖などの有機基質の化学的分解であり、通常は発泡性と熱を発します。一部の細菌、酵母、寄生虫などの微生物で発生します。発酵はそれらの生物の細胞の細胞質に局在しています。発酵の正味収量はわずか2ATPです。発酵のプロセスは、解糖とピルビン酸の部分酸化の2つのステップで行われます。

発酵にはエタノール発酵と乳酸発酵の2種類があります。 エタノール発酵 酸素のない酵母で発生します。したがって、それらは通性嫌気性菌と呼ばれます。 乳酸発酵 バクテリアで発生します。酸素がない場合、動物は主に筋肉で乳酸を生成します。乳酸は組織に有毒です。解糖は両方の発酵で同じです。解糖中に、グルコースは2つのピルビン酸分子に分解され、正味の増加として2つのATPを生成します。それ以外に、グリセルアルデヒド-3-リン酸から電子を取得することにより、NADHの2つの分子が形成されます。エタノール発酵中に、ピルビン酸は二酸化炭素を除去することによってアセトアルデヒドに脱炭酸されます。アセトアルデヒドは、NADHの水素原子を使用してエタノールに変換されます。発泡は、培地中の細胞によって培地に二酸化炭素ガスが放出されるために発生します。乳酸発酵の際、ピルビン酸は乳酸に変換され、乳酸は酸化されて乳酸になります。エタノール発酵と乳酸発酵の全体的な化学反応を以下に示します。

エタノール発酵：

NS₆NS₁₂O₆ →2C₂NS₅OH + 2CO₂ + 2ATP

乳酸発酵：

NS₆NS₁₂O₆ →2C₃NS₆O₃ + 2ATP

図1：エタノールと乳酸発酵

呼吸とは

呼吸は、食物を完全に酸化することによるエネルギーの生成に関与する一連の化学反応です。二酸化炭素と水を副産物として放出します。呼吸は、エネルギー生産のプロセスの中で最も豊富で最も効率的なプロセスです。これは、エネルギー消費量の多い複雑な細胞プロセスを使用している高等植物や動物で発生します。呼吸中に、36個のATPが生成されます。プロセス全体は、細胞質とミトコンドリアで発生します。

呼吸は、解糖、クエン酸回路、電子伝達系の3つのステップで発生します。解糖発酵中に発生するのと同じ方法で、細胞の細胞質に発生します。解糖系で生成された2つのピルビン酸分子は、ミトコンドリアマトリックスに移動します。それらは2つの二酸化炭素分子をそれぞれから1つずつ放出し、酸化的脱炭酸中にアセチルCoAになります。このアセチルCoAは、クレブス回路としても知られるクエン酸回路に入ります。間に クエン酸回路、単一のグルコース分子が完全に酸化されて6つの二酸化炭素分子になり、2つのGTP、6つのNADH、および2つのFADHが生成されます。₂。これらのNADHとFADH₂ は酸素と結合し、ミトコンドリア内膜で発生する酸化的リン酸化中にATPを生成します。酸化的リン酸化の間、NADHとFADHの電子₂ と呼ばれる一連の電子キャリアを介して転送されます 電子伝達系。 ATPの正味収量は呼吸で36です。全体的な化学反応を以下に示します。

呼吸：

NS₆NS₁₂O₆ + 6O₂ →6CO₂ + 6H₂O + 36ATP

図2：呼吸

意味

発酵： 発酵は、バクテリアや酵母などの微生物によるグルコースなどの有機基質の化学的分解であり、通常は発泡性と熱を発します。

呼吸： 呼吸は、食物を完全に酸化することによるエネルギーの生成に関与する一連の化学反応です。二酸化炭素と水を副産物として放出します。

空気

発酵： 発酵には酸素は必要ありません。

呼吸： 呼吸には酸素が必要です。

水

発酵： 発酵中に水は生成されません。

呼吸： 水は呼吸中に副産物として生成されます。

発生

発酵： 発酵は細胞質で起こります。

呼吸： 呼吸は細胞質とミトコンドリアで起こります。

ATPの正味収量

発酵： 発酵は、単一のグルコース分子の分解によって2つのATPのみを生成します。

呼吸： 呼吸は、単一のグルコース分子の分解によって36のATPを生成します。

基質の酸化

発酵： 基質であるブドウ糖は、発酵中に完全に分解されるわけではありません。

呼吸： 基質であるブドウ糖は、呼吸中に完全に分解されます。

タイプ

発酵： エタノール発酵と乳酸発酵は、生物に見られる2種類の発酵です。

呼吸： 好気性呼吸と嫌気性呼吸は、生物に見られる2種類の呼吸です。

最終的な電子受容体

発酵： 発酵における最終的な電子受容体は有機分子であり、通常、エタノール発酵ではアセトアルデヒド、乳酸発酵ではピルビン酸です。

呼吸： 最終的な電子受容体は主に酸素です。

最終製品

発酵： エタノール発酵はエタノールと二酸化炭素を生成します。乳酸発酵は、最終製品として乳酸を生成します。

呼吸： 呼吸は無機の最終生成物、二酸化炭素、および水を生成します。

NAD⁺ 再生

発酵： NADの再生中にATPは生成されません⁺ 発酵で。

呼吸： NADの再生中に3つのATPが生成されます⁺ 呼吸中。

酸化的リン酸化

発酵： 発酵中に酸化的リン酸化は起こりません。

呼吸： 呼吸では、ATPは酸化的リン酸化を介してNADHとFADH2から生成されます。

生物の種類

発酵： 発酵は通常、酵母などの微生物に見られます。

呼吸： 呼吸は高等生物に見られます。

貢献

発酵： 発酵は、地球上の細胞プロセスのためのエネルギーの生産にあまり貢献していません。

呼吸： 呼吸は、地球上の細胞プロセスのエネルギー生産に最も貢献しています。

結論

発酵と呼吸は、細胞プロセスに必要なエネルギーの生成中に食物として使用される有機基質の異化作用に関与する2つのプロセスです。発酵と呼吸の間に、有機分子に蓄えられた位置エネルギーは、ATPの形で動的化学エネルギーに変換されます。どちらのプロセスも解糖から始まり、2つのピルビン酸分子が生成されます。解糖は、地球上のすべての細胞の細胞質で起こります。酸素は解糖に関与していません。しかし、酸素の存在下では、細胞質内のピルビン酸は、ピルビン酸を完全に酸化するクエン酸回路を受けるためにミトコンドリアマトリックスに入ります。この完全な酸化は呼吸でのみ起こります。 NADHとFADH₂ クエン酸回路によっても生成されます。それらはミトコンドリアの内膜の酸化的リン酸化によって還元されます。対照的に、発酵は酸素の非存在下で起こり、ピルビン酸をエタノールまたは乳酸に不完全に酸化します。エタノール発酵中に、ピルビン酸はアセトアルデヒドに変換され、次にアセトアルデヒドがエタノールに変換されます。発酵の解糖系で生成されたNADHは、再生中にその電子をアセトアルデヒドに供与します。したがって、発酵と呼吸の主な違いは、NADの再生プロセス中にATPを生成する能力です⁺.

参照：1。Cooper、GeoffreyM。「MetabolicEnergy」。細胞：分子的アプローチ。第2版。米国国立医学図書館、1970年1月1日。Web。 2017年4月7日。2。Jurtshuk、Peter、およびJr.「細菌代謝」。医療微生物学。第4版。米国国立医学図書館、1996年1月1日。Web。 2017年4月7日。

画像提供：1。Yikrazuulによる「HeterofermentativeMilchsäuregärung」– Commons Wikimediaによる自作（CC BY-SA 3.0）2。「Darekk2による– Commons Wikimediaによる自作（CC BY-SA 3.0）