كيف يختلف التخمير عن التنفس الخلوي؟

المحتوى

• الوقود من أجل الطاقة
• مقارنة التخمير والتنفس الخلوي
• الطاقة من التنفس الخلوي
• الطاقة من عملية التخمير

كل الحياة تحتاج إلى طاقة للقيام بوظائف الحياة. حتى الجلوس والقراءة يأخذان الطاقة. النمو ، الهضم ، الحركة: كلها تتطلب نفقات الطاقة. تشغيل الماراثون يستهلك الكثير من الطاقة. إذن ، من أين تأتي كل هذه الطاقة؟

الوقود من أجل الطاقة

الطاقة اللازمة لأداء وظائف lifes تأتي من انهيار السكر. يستخدم التمثيل الضوئي طاقة الشمس في الجمع بين ثاني أكسيد الكربون والماء لتشكيل الجلوكوز (السكر) ، مما يؤدي إلى إطلاق الأكسجين كمنتج للنفايات. تخزن النباتات هذا الجلوكوز كسكر أو نشا. تقوم الحيوانات والفطريات والبكتيريا والنباتات الأخرى في بعض الأحيان بتغذية هذه الموارد النباتية وتحطيم النشا أو السكر لتحرير الطاقة المخزنة.

مقارنة التخمير والتنفس الخلوي

التخمير والتنفس الخلوي يختلفان في عامل حاسم واحد: الأكسجين. يستخدم التنفس الخلوي الأكسجين في التفاعل الكيميائي الذي يطلق الطاقة من الغذاء. يحدث التخمير في بيئة خالية من الأكسجين أو الأكسجين. لأن التخمير لا يستخدم الأكسجين ، فإن جزيء السكر لا يتحلل بشكل كامل وبالتالي يطلق طاقة أقل. تطلق عملية التخمير في الخلايا حوالي وحدتي طاقة ، بينما يصدر التنفس الخلوي ما مجموعه حوالي 38 وحدة طاقة.

الطاقة من التنفس الخلوي

في التنفس الخلوي ، يتحد الأكسجين مع السكريات لتحرير الطاقة. تبدأ هذه العملية في السيتوبلازم وتستكمل في الميتوكوندريا. في السيتوبلازم ، يتم تكسير سكر واحد إلى جزيئين من حمض البيروفيك ، مما يؤدي إلى إطلاق وحدتي طاقة من أدينوسين ثلاثي الفوسفات أو ATP. ينتقل جزيئا حمض البيروفيك إلى الميتوكوندريا حيث يتم تحويل كل جزيء إلى جزيء يسمى الأسيتيل CoA. تتم إزالة ذرات الهيدروجين من شركة الأسيتيل في وجود الأكسجين ، وإطلاق الإلكترون في كل مرة ، حتى لا يبقى الهيدروجين. في هذه المرحلة ، تم تفكيك شركة الأسيتيل ، ولم يتبق سوى ثاني أكسيد الكربون والماء. هذه العملية تطلق أربع وحدات طاقة ATP. الآن تمر الإلكترونات في سلسلة نقل الإلكترون ، حيث أطلقت في نهاية المطاف حوالي 32 وحدة ATP. لذلك ، تطلق عملية التنفس الخلوي حوالي 38 وحدة طاقة ATP من كل جزيء الجلوكوز.

الطاقة من عملية التخمير

ماذا لو لم يكن لدى الخلية كمية كافية من الأكسجين للتنفس الخلوي؟ عبارة "تشعر بالاحتراق" ناتجة عن هذا المسار اللاهوائي. إذا كان مستوى الأكسجين في الخلايا منخفضًا جدًا عن التنفس الخلوي ، فعادةً لأن الرئتين غير قادرة على مواكبة احتياجات الأكسجين للخلايا ، ثم يحدث التنفس الخلوي. في هذه الحالة ، ينهار جزيء السكر فقط في الخلايا السيتوبلازم ، ويطلق حوالي وحدتي طاقة من ATP. عملية الانهيار لا تستمر في الميتوكوندريا. يؤدي هذا الانهيار الجزئي للجلوكوز إلى توليد القليل من الطاقة حتى تتمكن الخلية من الاستمرار في العمل ، لكن التفاعل غير المكتمل ينتج حمض اللاكتيك الذي يتراكم في الخلية. يسبب تخمر حمض اللبنيك هذا الإحساس بالحرقة عندما لا تتلقى العضلات كمية كافية من الأكسجين للتنفس الخلوي.