تفاوت بین تخمیر هوازی و بی هوازی

2024 نویسنده: Alex Aldridge | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 13:37

تفاوت کلیدی - تخمیر هوازی در مقابل بی هوازی

اصطلاح تخمیر هوازی یک نام اشتباه است زیرا تخمیر بی هوازی است، یعنی به اکسیژن نیاز ندارد. بنابراین، تخمیر هوازی در واقع به فرآیند تخمیر اشاره نمی کند. این فرآیند به فرآیند تنفس سلولی اشاره دارد. تفاوت اصلی بین تخمیر هوازی و بی هوازی این است که تخمیر هوازی از اکسیژن استفاده می کند در حالی که تخمیر بی هوازی از اکسیژن استفاده نمی کند. تفاوت های بیشتر در این مقاله مورد بحث قرار خواهد گرفت.

تخمیر هوازی چیست

همانطور که در بالا ذکر شد، اصطلاح "تخمیر هوازی" اشتباه نامیده می شود زیرا تخمیر یک فرآیند بی هوازی است. به سادگی، این فرآیند سوزاندن قندهای ساده به انرژی در سلول ها است. از نظر علمی تر، می توان آن را تنفس هوازی نامید.

می توان آن را به عنوان فرآیند تولید انرژی سلولی در حضور اکسیژن تعریف کرد. تقریباً 36 مولکول ATP را با تجزیه مواد غذایی در میتوکندری تولید می کند. این شامل سه مرحله یعنی گلیکولیز، چرخه اسید سیتریک و سیستم انتقال الکترون است. کربوهیدرات ها، چربی ها و پروتئین ها را مصرف می کند. محصولات نهایی این فرآیند دی اکسید کربن و آب هستند.

واکنش ساده شده

C₆H₁₂O₆ (ها) + 6 O ₂ (g) → 6 CO₂ (g) + 6 H_{2O (l) + گرما}

ΔG=-2880 کیلوژول در هر مول C₆H₁₂O₆

(-) نشان می دهد که واکنش می تواند خود به خود رخ دهد

فرایند تنفس هوازی

1. گلیکولیز

یک مسیر متابولیکی است که در سیتوزول سلول های موجودات زنده رخ می دهد. این می تواند در حضور یا عدم حضور اکسیژن عمل کند. در حضور اکسیژن پیرووات تولید می کند. دو مولکول ATP به عنوان انرژی خالص تولید می شوند.

واکنش کلی را می توان به صورت زیر بیان کرد:

گلوکز + 2 NAD⁺ + 2 P_i + 2 ADP → 2 پیرووات + 2 NADH + 2 ATP + 2 H ⁺ + 2 H_{2O + گرما}

پیرووات توسط کمپلکس پیروات دهیدروژناز (PDC) به استیل-CoA و CO_{2 اکسید می شود. در میتوکندری یوکاریوتی و سیتوزول پروکاریوت ها قرار دارد.}

2. چرخه اسید سیتریک

چرخه سیتریک اسید چرخه کربس نیز نامیده می شود و در ماتریکس میتوکندری رخ می دهد. این یک فرآیند 8 مرحله ای است که شامل انواع مختلفی از آنزیم ها و کوآنزیم ها می شود. سود خالص از یک مولکول گلوکز 6 NADH، 2 FADH

2، _{و 2 GTP است.}

3. سیستم حمل و نقل الکترون

سیستم انتقال الکترون به عنوان فسفوریلاسیون اکسیداتیو نیز شناخته می شود. در یوکاریوت ها، این مرحله در کریستای میتوکندری رخ می دهد.

تخمیر بی هوازی چیست؟

تخمیر بی هوازی فرآیندی است که باعث تجزیه ترکیبات آلی می شود. این فرآیند باعث کاهش نیتروژن به اسیدهای آلی و آمونیاک می شود. کربن از ترکیبات آلی عمدتاً به صورت گاز متان آزاد می شود (CH₄). بخش کوچکی از کربن ممکن است به صورت CO_{2 تنفس شود. تکنیک تجزیه رخ داده در اینجا در کمپوست استفاده می شود. تجزیه در چهار مرحله انجام می شود: هیدرولیز، اسیدزایی، استوژنز و متانوژنز.}

فرایند تخمیر بی هوازی

1. هیدرولیز

C₆H₁₀O₄ + 2H_{2 O → C}6_H12_O6 _{+ 2H}2

2. اسیدزایی

C₆H₁₂O₆ ↔ 2CH_{3 CH}2_{OH + 2CO}2

C₆H₁₂O₆ + 2H_{2↔ 2CH}3_CH2_{COOH + 2H}2_O

C₆H₁₂O₆ → 3CH_{3 COOH}

3. استوژنز

CH₃CH₂COO^– + 3H₂ O ↔ CH₃COO^– + H⁺ + HCO ₃^– + 3H₂

C₆H₁₂O₆ + 2H_{2 O ↔ 2CH}3_{COOH + 2CO}2 _{+ 4H}2

CH₃CH₂OH + 2H₂O ↔ CH ₃COO^– + 2H₂ +H⁺

4. متانوژنز

CO₂ + 4H₂ → CH₄ + 2H _2O

2C₂H₅OH + CO₂ → CH ₄ + 2CH_3COOH

CH₃COOH → CH₄ + CO₂

تفاوت بین تخمیر هوازی و بی هوازی چیست؟

ویژگی های تخمیر هوازی و بی هوازی

مصرف اکسیژن:

تخمیر هوازی: تخمیر هوازی از اکسیژن استفاده می کند.

تخمیر بی هوازی: در تخمیر بی هوازی از اکسیژن استفاده نمی شود.

بازده ATP:

تخمیر هوازی: تخمیر هوازی 38 مولکول ATP تولید می کند

تخمیر بی هوازی: تخمیر بی هوازی مولکول ATP تولید نمی کند.

رویداد:

تخمیر هوازی: تخمیر هوازی در داخل موجودات زنده رخ می دهد.

تخمیر بی هوازی: تخمیر بی هوازی در خارج از موجودات زنده رخ می دهد.

درگیری میکروارگانیسم:

تخمیر هوازی: هیچ میکروارگانیسمی درگیر نیست

تخمیر بی هوازی: میکروارگانیسم ها درگیر هستند

دما:

تخمیر هوازی: دمای محیط برای این فرآیند لازم نیست.

تخمیر بی هوازی: دمای محیط برای این فرآیند مورد نیاز است.

تکنیک:

تخمیر هوازی: تخمیر هوازی یک روش تولید انرژی است.

تخمیر بی هوازی: تخمیر بی هوازی یک روش تجزیه است.

مرحله:

تخمیر هوازی: مراحل شامل گلیکولیز، چرخه کربس و سیستم انتقال الکترون است

تخمیر بی هوازی: تخمیر بی هوازی گلیکولیز یا مراحل دیگری ندارد.

CH_{4 تولید:}

تخمیر هوازی: تخمیر هوازی CH_{4 تولید نمی کند.}

تخمیر بی هوازی: تخمیر بی هوازی CH_{4 تولید می کند.}