Differenza tra respirazione aerobica e anaerobica
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Differenza principale - Respirazione aerobica vs anaerobica
La respirazione aerobica e anaerobica sono i due tipi di respirazione cellulare presenti negli organismi. La respirazione cellulare è il processo di degradazione del cibo al fine di liberare l'energia potenziale sotto forma di ATP. La respirazione aerobica si verifica negli animali e nelle piante superiori. La respirazione anaerobica si verifica principalmente in microrganismi come il lievito. Entrambi i processi utilizzano il glucosio come materia prima. Il differenza principale tra la respirazione aerobica e quella anaerobica è quella la respirazione aerobica si verifica in presenza di ossigeno mentre la respirazione aerobica si verifica in assenza di ossigeno.
Questo articolo esamina,
1. Che cos'è la respirazione aerobica
- Caratteristiche, processo
2. Che cos'è la respirazione anaerobica
- Caratteristiche, processo
3. Qual è la differenza tra respirazione aerobica e anaerobica
Cos'è la respirazione aerobica
L'insieme di reazioni che si verificano in presenza di ossigeno, che abbatte il cibo per generare energia sotto forma di ATP, è noto come respirazione aerobica. Il tipo più abbondante di riparazione cellulare è la respirazione aerobica, che si verifica nelle piante e negli animali superiori. La respirazione aerobica si verifica nel citoplasma e nei mitocondri. Produce 36 ATP da una singola molecola di glucosio. Fondamentalmente, sono coinvolti tre passaggi nella respirazione aerobica. Sono la glicolisi, il ciclo dell'acido citrico e la catena di trasporto degli elettroni. Il substrato è principalmente glucosio e i prodotti finali inorganici sono anidride carbonica e acqua. Quindi, la respirazione aerobica è il contrario della fotosintesi. Di seguito è riportata la reazione chimica generale della respirazione aerobica.
Reazione chimica della respirazione aerobica
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 2.900 kJ / mol
La glicolisi è il primo passo della respirazione aerobica e avviene indipendentemente senza ossigeno. Pertanto, è anche il primo passo della degradazione del glucosio nella respirazione anaerobica. La glicolisi si verifica nel citoplasma di tutte le cellule. Durante la glicolisi, il glucosio viene scomposto in due molecole di piruvato, generando 2 ATP come guadagno netto. Inoltre, due molecole di NADH si formano ottenendo elettroni da gliceraldeide-3-fosfato. Il piruvato viene trasformato nella matrice dei mitocondri, formando acetil-CoA dal piruvato eliminando il biossido di carbonio durante la decarbossilazione ossidativa del piruvato. L'acetil-CoA entra quindi nel ciclo dell'acido citrico, che è anche chiamato il ciclo di Krebs. Durante il ciclo dell'acido citrico, una singola molecola di glucosio viene completamente ossidata in sei molecole di anidride carbonica, generando 2 GTP, 6 NADH e 2 FADH2. Questi NADH e FADH2 sono combinati con l'ossigeno, generando ATP durante la fosforilazione ossidativa. La fosforilazione ossidativa si verifica nella membrana interna dei mitocondri, trasferendo gli elettroni attraverso una serie di portatori nel catena di trasporto degli elettroni. La resa totale della respirazione aerobica è di 36 ATP. Viene mostrato un diagramma schematico della respirazione aerobica Figura 1.
Figura 1: Respirazione aerobica
Cos'è la respirazione anaerobica
La respirazione anaerobica è l'insieme di reazioni che si verificano in assenza di ossigeno, che scompone il cibo in semplici composti organici, generando energia sotto forma di ATP. La respirazione anaerobica si verifica in microrganismi come alcuni batteri, lieviti e vermi parassiti. Si verifica nel citoplasma delle cellule di questi organismi, producendo solo 2 ATP.
Vengono identificate due categorie di respirazione aerobica. La prima categoria di respirazione anaerobica avviene attraverso la glicolisi e l'ossidazione incompleta del piruvato o in acido lattico o etanolo. Il processo è chiamato fermentazione. L'accettore di elettroni finale e l'accettore di idrogeno è il prodotto finale organico semplice. I prodotti finali sono secreti nel terreno come metaboliti dei rifiuti. Durante la fermentazione, la glicolisi si presenta come il primo passo. Il piruvato seguente viene convertito in etanolo in lievito e alcuni batteri. Nelle piante, quando l'ossigeno è assente, l'etanolo è prodotto dalla respirazione anaerobica. Questo tipo di fermentazione è chiamato fermentazione di etanolo. Di seguito è riportata la reazione chimica generale della fermentazione di etanolo.
Reazione chimica della fermentazione con etanolo
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + 118 kJ / mol
Negli animali, quando l'ossigeno è assente, l'acido lattico è prodotto dalla respirazione anaerobica. Questo è chiamato come fermentazione dell'acido lattico. Di seguito è riportata la reazione chimica complessiva per la fermentazione dell'acido lattico.
Reazione chimica della fermentazione dell'acido lattico
C6H12O6 → 2C3H6O3 + 120 kJ / mol
L'efficienza della fermentazione è molto bassa rispetto alla respirazione aerobica. L'acido lattico, che viene prodotto durante la fermentazione dell'acido lattico, è tossico per i tessuti. La differenza tra respirazione aerobica e respirazione anaerobica nel senso della fermentazione dell'acido lattico è mostrata in figura 2.
Figura 2: Differenza tra respirazione aerobica e fermentazione dell'acido lattico
Durante la seconda categoria di respirazione anaerobica, l'accettore di elettroni finale è solfato o nitrato all'estremità della catena di trasporto degli elettroni. Alcuni procarioti come i batteri e l'archeo eseguono questo tipo di respirazione anaerobica. Accettare elettroni dal solfato produce idrogeno solforato come prodotto finale. Nei metanogeni, l'accettatore finale di elettroni è l'anidride carbonica, che produce metano come prodotto finale.
Differenza tra respirazione aerobica e anaerobica
Ossigeno
Aerobico Respirazione: La respirazione aerobica si verifica in presenza di ossigeno.
Respirazione anaerobica: La respirazione anaerobica si verifica in assenza di ossigeno.
Tipo di piante e animali
Respirazione aerobica: La respirazione aerobica si trova in tutte le piante e gli animali superiori.
Respirazione anaerobica: La respirazione anaerobica si trova solitamente nei microrganismi, ma raramente negli organismi superiori.
avvenimento
Aerobico Respirazione: La respirazione aerobica si verifica solo all'interno della cellula.
Respirazione anaerobica: La respirazione anaerobica può avvenire ovunque.
Localizzazione all'interno della cella
Aerobico Respirazione: La respirazione aerobica si verifica nel citoplasma e nei mitocondri.
Respirazione anaerobica: La respirazione anaerobica si verifica solo nel citoplasma.
Natura permanente / temporanea
Aerobico Respirazione: La respirazione aerobica si verifica continuamente in presenza di ossigeno.
Respirazione anaerobica: La respirazione anaerobica si verifica continuamente nei microrganismi. Ma negli animali superiori, si verifica in assenza di ossigeno.
passi
Aerobico Respirazione: La respirazione aerobica avviene attraverso la glicolisi, l'ossidazione del piruvato, il ciclo del TCA, la catena di trasporto degli elettroni e la sintesi di ATP.
Respirazione anaerobica: La respirazione anaerobica avviene attraverso la glicolisi e la rottura incompleta del piruvato.
Efficienza
Aerobico Respirazione: La respirazione aerobica genera 36 ATP per molecola di glucosio.
Respirazione anaerobica: La respirazione anaerobica genera 2 ATP per molecola di glucosio.
Tossicità
Aerobico Respirazione: La respirazione aerobica non è tossica per l'organismo.
Respirazione anaerobica: La respirazione aerobica è tossica per gli organismi superiori.
Prodotti finali
Aerobico Respirazione: I prodotti finali nella respirazione aerobica sono anidride carbonica e acqua.
Respirazione anaerobica: I prodotti finali della fermentazione nel lievito sono etanolo e anidride carbonica. Negli animali, il prodotto finale è acido lattico. I batteri producono metano e idrogeno solforato come prodotti finali.
ossidazione
Aerobico Respirazione: Il substrato viene completamente ossidato in anidride carbonica e acqua durante la respirazione aerobica.
Respirazione anaerobica: Il substrato è completamente ossidato durante la respirazione anaerobica.
Conclusione
La respirazione cellulare avviene in due percorsi noti come respirazione aerobica e respirazione anaerobica. La respirazione aerobica si verifica soprattutto negli animali e nelle piante superiori. La respirazione anaerobica si verifica in microrganismi come vermi parassiti, lievito e alcuni batteri. Sia la respirazione aerobica che quella anaerobica utilizzano il glucosio come substrato. La respirazione aerobica avviene in presenza di ossigeno, ossidando completamente il substrato, producendo prodotti finali inorganici, anidride carbonica e acqua. Al contrario, la respirazione anaerobica si verifica in assenza di ossigeno, ossidando incompletamente il substrato, producendo prodotti finali organici come l'etanolo. Poiché la respirazione anaerobica non ossida in modo incompleto il substrato, la resa di ATP è molto bassa rispetto alla sua resa di respirazione aerobica. La respirazione aerobica produce 36 ATP ma la respirazione anaerobica produce solo 2 ATP per molecola di glucosio. Questa è la differenza tra respirazione aerobica e respirazione anaerobica.
Riferimento:
1. Cooper, Geoffrey M. "Metabolic Energy." The Cell: A Molecular Approach. 2a edizione. U.S. National Library of Medicine, 01 gennaio 1970. Web. 07 aprile 2017.
2. Jurtshuk, Peter e Jr. "Metabolismo batterico". Microbiologia medica. 4a edizione. U.S. National Library of Medicine, 01 gennaio 1996. Web. 07 aprile 2017.
3. "Respirazione aerobica e respirazione anaerobica - Superare gli esami: note di revisione degli esami facili per la biologia GSCE". Respirazione aerobica e respirazione anaerobica - Superare gli esami: note di revisione degli esami facili per GSCE Biology. N., n. Web. 07 aprile 2017.
Cortesia dell'immagine:
1. "Percorsi aerobici" di Boumphreyfr - Opera propria (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "2505 aerobica contro respirazione anaerobica" di OpenStax College - Anatomy & Physiology, sito Web Connexions. 19 giugno 2013. (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia
