Aerobinis ir anaerobinis kvėpavimas

Aerobinis kvėpavimas, procesas, kuriame naudojamas deguonis, ir anaerobinis kvėpavimas, procesas, kuris neturi Naudokite deguonį, yra dvi ląstelių kvėpavimo formos. Nors kai kurios ląstelės gali užsiimti tik vieno tipo kvėpavimu, dauguma ląstelių naudoja abi rūšis, atsižvelgiant į organizmo poreikius. Ląstelinis kvėpavimas vyksta ir už makroorganizmų ribų, nes vyksta cheminiai procesai, pavyzdžiui, vykstant fermentacijai. Paprastai kvėpavimas naudojamas norint pašalinti atliekas ir generuoti energiją.

Palyginimo diagrama

Skirtumai - panašumai - Aerobinio kvėpavimo palyginimas su anaerobinio kvėpavimo palyginimo diagrama

	Aerobinis kvėpavimas	Anaerobinis kvėpavimas
Apibrėžimas	Aerobinis kvėpavimas naudoja deguonį.	Anaerobinis kvėpavimas yra kvėpavimas be deguonies; procesas naudoja kvėpavimo takų elektronų pernešimo grandinę, tačiau kaip elektronų priėmėjas nenaudoja deguonies.
Ląstelės, kurios tai naudoja	Aerobinis kvėpavimas vyksta daugumoje ląstelių.	Anaerobinis kvėpavimas dažniausiai vyksta prokariotuose
Išleistas energijos kiekis	Aukštos (36–38 ATP molekulės)	Žemutinė (tarp 36–2 ATP molekulių)
Etapai	Glikolizė, Krebso ciklas, elektronų pernešimo grandinė	Glikolizė, Krebso ciklas, elektronų pernešimo grandinė
Produktai	Anglies dioksidas, vanduo, ATP	Anglies diksoidas, sumažintos rūšys, ATP
Reakcijų vieta	Citoplazma ir mitochondrijos	Citoplazma ir mitochondrijos
Reagentai	gliukozė, deguonis	gliukozė, elektronų akceptorius (ne deguonis)
degimas	baigta	Nebaigtas
Etanolio arba pieno rūgšties gamyba	Negauna etanolio ar pieno rūgšties	Gaminkite etanolį arba pieno rūgštį

Turinys: Aerobinis ir anaerobinis kvėpavimas

• 1 aerobinis ir anaerobinis procesas
  • 1.1 Fermentacija
  • 1.2 Krebso ciklas
• 2 aerobiniai ir anaerobiniai pratimai
• 3 evoliucija
• 4 literatūros sąrašas

Aerobiniai ir anaerobiniai procesai

Aerobiniai procesai ląstelių kvėpavime gali vykti tik tuo atveju, jei yra deguonies. Kai ląstelei reikia išlaisvinti energiją, citoplazma (medžiaga, esanti tarp ląstelės branduolio ir jos membranos) ir mitochondrijos (citoplazmos organelės, padedančios metaboliniams procesams) inicijuoja cheminius mainus, kurie pradeda skaidyti gliukozę. Šis cukrus pernešamas per kraują ir kaupiamas kūne kaip greitas energijos šaltinis. Skirstant gliukozę į adenozino trifosfatą (ATP), išsiskiria anglies dioksidas (CO2) - šalutinis produktas, kurį reikia pašalinti iš organizmo. Augaluose energiją išskiriantis fotosintezės procesas naudoja CO2 ir išskiria deguonį kaip savo šalutinį produktą.

Anaerobiniai procesai nenaudoja deguonies, todėl piruvato produktas - ATP yra vienos rūšies piruvatas - lieka vietoje, kad būtų suskaidytas ar katalizuotas kitų reakcijų, tokių kaip raumenų audinyje ar fermentacijos metu. Pieno rūgštis, kuri kaupiasi raumenų ląstelėse, nes aerobiniai procesai neatsilieka nuo energijos poreikio, yra anaerobinio proceso šalutinis produktas. Toks anaerobinis skilimas suteikia papildomos energijos, tačiau pieno rūgšties kaupimasis sumažina ląstelės gebėjimą toliau perdirbti atliekas; Dideliu mastu, tarkime, žmogaus kūne, tai sukelia nuovargį ir raumenų skausmą. Ląstelės atsigauna įkvėpdamos daugiau deguonies ir per kraują - procesus, kurie padeda pašalinti pieno rūgštį.

Toliau pateiktame 13 minučių vaizdo įraše aptariamas ATP vaidmuo žmogaus organizme. Norėdami greitai perskaityti informaciją apie anaerobinį kvėpavimą, spustelėkite čia (5:33); Norėdami sužinoti aerobinį kvėpavimą, spustelėkite čia (6:45).

Fermentacija

Kai cukraus molekulės (pirmiausia gliukozė, fruktozė ir sacharozė) suyra anaerobiniu kvėpavimu, jų gaminamas piruvatas lieka ląstelėje. Be deguonies, piruvatas nėra visiškai katalizuojamas energijos išsiskyrimui. Vietoj to, ląstelė vandenilio nešiklius pašalina lėčiau, sukurdama skirtingas atliekas. Šis lėtesnis procesas vadinamas fermentacija. Kai mielės naudojamos anaerobiniam cukrų skaidymui, atliekos yra alkoholis ir CO2. Pašalinus CO2, išeina etanolis, alkoholinių gėrimų ir degalų pagrindas. Fermentacijai naudojami vaisiai, cukrūs augalai (pvz., Cukranendrės) ir grūdai, o anaerobiniai procesoriai yra mielės ar bakterijos. Kepant dėl ​​duonos ir kitų kepinių padidėja fermentacijos metu išsiskiriantis CO2.

Krebso ciklas

Krebso ciklas taip pat žinomas kaip citrinos rūgšties ciklas ir trikarboksirūgšties (TCA) ciklas. Krebso ciklas yra pagrindinis energijos gamybos procesas daugumoje daugialąsčių organizmų. Dažniausia šio ciklo energijos šaltinis yra gliukozė.

Proceso, vadinamo glikolize, metu ląstelė paverčia gliukozę, 6 anglies molekulę, į dvi 3 anglies molekules, vadinamas piruvatais. Šie du piruvatai atpalaiduoja elektronus, kurie po to sujungiami su molekule, vadinama NAD +, kad susidarytų NADH, ir dviem adenozino trifosfato (ATP) molekulėmis..

Šios ATP molekulės yra tikrasis organizmo „kuras“ ir yra paverčiamos energija, kol piruvato molekulės ir NADH patenka į mitochondrijas. Štai kur 3 anglies molekulės yra suskaidomos į 2 anglies molekules, vadinamas acetil-CoA ir CO2. Kiekviename cikle acetilo-CoA suskaidoma ir naudojama anglies grandinėms atstatyti, elektronams išlaisvinti ir tokiu būdu sugeneruoti daugiau ATP. Šis ciklas yra sudėtingesnis nei glikolizė, be to, jis gali skaidyti riebalus ir baltymus energijai gauti.

Kai tik išeikvojamos laisvos cukraus molekulės, Krebs ciklas raumeniniame audinyje gali pradėti skaidyti riebalų molekules ir baltymų grandines, kad pagyvintų organizmą. Riebalų molekulių suskaidymas gali būti teigiamas pranašumas (mažesnis svoris, mažesnis cholesterolio kiekis), jei per didelis jo kiekis gali pakenkti kūnui (organizmui reikia šiek tiek riebalų apsaugai ir cheminiams procesams). Organizmo baltymų suskaidymas dažnai yra badavimo požymis.

Aerobiniai ir anaerobiniai pratimai

Aerobinis kvėpavimas išlaisvina energiją 19 kartų efektyviau nei anaerobinis kvėpavimas, nes aerobiniai procesai didžiąją dalį gliukozės molekulių energijos išgauna ATP forma, o anaerobiniai procesai didžiąją dalį ATP sukuriančių šaltinių palieka atliekose. Žmonėms aerobiniai procesai pradeda veikti kaip galingi, tuo tarpu anaerobiniai procesai naudojami ekstremalioms ir nuolatinėms pastangoms.

Aerobiniai pratimai, tokie kaip bėgimas, važinėjimas dviračiu ir šokinėjimas virve, puikiai padeda sudeginti kūno perteklių, tačiau norint sudeginti riebalus, aerobiniai pratimai turi būti daromi 20 ar daugiau minučių, verčiant kūną naudotis anaerobiniu kvėpavimu. Tačiau trumpa mankšta, pavyzdžiui, sprintas, reikalauja energijos anaerobinių procesų, nes aerobiniai keliai yra lėtesni. Kiti anaerobiniai pratimai, tokie kaip atsparumo treniruotės ar sunkiosios atletikos treniruotės, yra puikūs raumenų masės formavimui. Tai procesas, kai reikia suskaidyti riebalų molekules, kad būtų galima kaupti energiją didesnėse ir gausiau esančiose ląstelėse, esančiose raumeniniame audinyje..

Evoliucija

Anaerobinio kvėpavimo raida žymiai viršija aerobinio kvėpavimo evoliuciją. Du veiksniai daro šį progresą tikrumu. Pirma, Žemėje buvo daug mažesnis deguonies lygis, kai vystėsi pirmieji vienaląsčiai organizmai, daugelyje ekologinių nišų beveik visiškai trūko deguonies. Antra, anaerobinis kvėpavimas sukuria tik 2 ATP molekules per ciklą, jo pakanka vienaląsčiams poreikiams, bet nepakankamo daugialąsčiams organizmams..

Aerobinis kvėpavimas atsirado tik tada, kai deguonies lygis ore, vandenyje ir žemės paviršiuose buvo pakankamai gausus, kad jį būtų galima naudoti oksidacijos-redukcijos procesams. Oksidacija ne tik suteikia didesnį ATP derlių, net 36 ATP molekules per ciklą, bet taip pat gali vykti su platesniu redukcinių medžiagų spektru. Tai reiškė, kad organizmai gali gyventi ir augti didesni bei užimti daugiau nišų. Taigi natūrali atranka būtų palanki organizmams, galintiems naudoti aerobinį kvėpavimą, ir tiems, kurie galėtų tai padaryti efektyviau, kad padidėtų ir greičiau prisitaikytų prie naujos ir besikeičiančios aplinkos..

Nuorodos

• Vikipedija: Ląstelių kvėpavimas