Differenza tra la fermentazione aerobica e anaerobica
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Il differenza principale tra la fermentazione aerobica e quella anaerobica è quella la fermentazione aerobica rigenera il NAD+ alla catena di trasporto degli elettroni mentre la rigenerazione del NAD+ nella respirazione anaerobica segue la glicolisi.
La fermentazione è un termine usato per descrivere i meccanismi della respirazione cellulare, che si verifica in assenza di ossigeno. Tuttavia, nella fermentazione aerobica, l'accettore di elettroni finale nella catena di trasporto degli elettroni è ossigeno. In tal modo, è più precisamente chiamato respirazione aerobica piuttosto che la fermentazione aerobica. I due meccanismi di fermentazione anaerobica sono fermentazione di etanolo e fermentazione dell'acido lattico.
Aree chiave coperte
1. Cos'è la fermentazione aerobica
- Definizione, processo, ruolo
2. Cos'è la fermentazione anaerobica
- Definizione, processo, tipi, ruolo
3. Quali sono le somiglianze tra la fermentazione aerobica e anaerobica
- Profilo delle caratteristiche comuni
4. Qual è la differenza tra la fermentazione aerobica e quella anaerobica
- Confronto tra le principali differenze
Termini chiave: fermentazione aerobica, fermentazione anaerobica, ATP, glucosio, NAD+, Ossigeno
Cos'è la fermentazione aerobica
Come accennato in precedenza, la respirazione aerobica è il termine più preciso e scientifico per la fermentazione aerobica. La respirazione aerobica si riferisce all'insieme delle reazioni chimiche implicate nella produzione di energia ossidando completamente il cibo. Rilascia anidride carbonica e acqua come sottoprodotti. La respirazione aerobica si verifica principalmente negli animali e nelle piante superiori. È il processo più efficiente tra i vari processi di produzione di energia. Le tre fasi della respirazione aerobica sono la glicolisi, il ciclo di Krebs e la catena di trasporto degli elettroni.
La glicolisi
La glicolisi è il primo passo della respirazione aerobica, che si verifica nel citoplasma. Questo processo scompone il glucosio in due molecole di piruvato. Le molecole piruvato subiscono la decarbossilazione ossidativa per formare acetil-CoA. 2 ATP e 2 NADH sono la resa di questo processo.
Ciclo di Krebs
Il ciclo di Krebs si verifica all'interno della matrice mitocondriale. Una rottura completa dell'acetil-CoA in anidride carbonica avviene nel ciclo di Krebs, rigenerando il composto di partenza, ossalacetato. Durante il ciclo di Krebs, il rilascio dell'energia da acetil-CoA produce 2 GTP, 6 NADH e 2 FADH2.
Catena di trasporto degli elettroni
La produzione di ATP durante la fosforilazione ossidativa utilizza il potere riducente di NADH e FADH2. Si verifica nella membrana interna dei mitocondri. La figura seguente mostra la reazione chimica generale della respirazione aerobica.
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 36ATP
Figura 1: Respirazione aerobica - Passi
Cos'è la fermentazione anaerobica
La fermentazione si riferisce alla decomposizione chimica di substrati organici da parte di microrganismi in etanolo o acido lattico in assenza di ossigeno. Tipicamente, emana effervescenza e calore. La fermentazione avviene nella località del citoplasma in microrganismi come lievito, vermi parassiti e batteri. Le due fasi di fermentazione sono la glicolisi e l'ossidazione parziale del piruvato. Basato sulla via dell'ossidazione del piruvato, la fermentazione consiste di due tipi; fermentazione di etanolo e fermentazione dell'acido lattico. La resa netta della fermentazione è di soli 2 ATP.
Figura 2: Aerobica e fermentazione anaerobica
Fermentazione di etanolo
La fermentazione di etanolo si verifica principalmente nel lievito in assenza di ossigeno. In questo processo, la rimozione del biossido di carbonio provoca la decarbossilazione del piruvato in acetaldeide. L'acetaldeide viene quindi convertita in etanolo utilizzando gli atomi di idrogeno del NADH. L'effervescenza si verifica a causa del rilascio di anidride carbonica nel mezzo. L'equazione chimica bilanciata per la fermentazione con etanolo è la seguente:
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP
Fermentazione dell'acido lattico
La fermentazione dell'acido lattico si verifica principalmente nei batteri. Durante la fermentazione dell'acido lattico, il piruvato si converte in acido lattico. La reazione chimica generale per la fermentazione di etanolo e la fermentazione dell'acido lattico sono le seguenti:
C6H12O6 → 2C3H6O3 + 2ATP
Somiglianze tra la fermentazione aerobica e anaerobica
- La fermentazione aerobica e anaerobica sono due meccanismi di respirazione cellulare che generano energia per i processi cellulari.
- Entrambe le fermentazioni utilizzano il glucosio come substrato e producono ATP durante la lavorazione.
- L'anidride carbonica è un prodotto in entrambi i processi.
- Entrambi subiscono la glicolisi nel citoplasma.
Differenza tra la fermentazione aerobica e anaerobica
Definizione
Fermentazione aerobica: Insieme di reazioni chimiche implicate nella produzione di energia ossidando completamente il cibo
Fermentazione anaerobica: Scomposizione chimica di substrati organici in etanolo o acido lattico da parte di microrganismi in presenza di ossigeno
avvenimento
Fermentazione aerobica: Si verifica sia nel citoplasma che nei mitocondri
Fermentazione anaerobica: Si verifica nel citoplasma
Tipo di organismi
Fermentazione aerobica: Si verifica in animali e piante superiori
Fermentazione anaerobica: Si verifica in lieviti, parassiti e batteri
Ossigeno
Fermentazione aerobica: Utilizza ossigeno molecolare come accettore finale di elettroni nella catena di trasporto degli elettroni
Fermentazione anaerobica: Non usa l'ossigeno
acqua
Fermentazione aerobica: Produce sei molecole d'acqua per molecola di glucosio
Fermentazione anaerobica: Non produce acqua
Ossidazione del substrato
Fermentazione aerobica: Il glucosio è completamente suddiviso in anidride carbonica e ossigeno
Fermentazione anaerobica: Il glucosio è ossidato in modo incompleto o in etanolo e acido lattico
NAD+ Rigenerazione
Fermentazione aerobica: NAD+ la rigenerazione avviene nella catena di trasporto degli elettroni
Fermentazione anaerobica: NAD+ la rigenerazione avviene durante l'ossidazione parziale del piruvato
Produzione di ATP durante NAD+ Rigenerazione
Fermentazione aerobica: L'ATP è un rendimento durante il NAD+ rigenerazione
Fermentazione anaerobica: L'ATP non è un rendimento durante il NAD+ rigenerazione
Numero di ATP prodotti
Fermentazione aerobica: Produce 36 ATP
Fermentazione anaerobica: Produce 2 ATP
Conclusione
La fermentazione aerobica e anaerobica sono due tipi di respirazione cellulare coinvolti nella produzione di energia dal glucosio. La fermentazione aerobica richiede ossigeno mentre la fermentazione anaerobica non richiede ossigeno. NAD+ la rigenerazione avviene nella catena di trasporto degli elettroni della respirazione aerobica mentre si verifica durante l'ossidazione parziale del piruvato nella respirazione anaerobica.
Riferimento:
1. "Fermentazione e respirazione anaerobica". Khan Academy, Disponibile qui.
Cortesia dell'immagine:
1. "Diagramma di flusso respiratorio cellulare" per Utenti Daycd, Pdefer, Bdesham su en.wikipedia - Creato da bdesham con en: OmniGraffle; post-elaborato in: GraphicConverter (dominio pubblico) tramite Commons Wikimedia
2. "Respirazione cellulare" di Darekk2 - Opera propria (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
