Unterschied zwischen Fermentation und anaerober Atmung

Hauptunterschied - Fermentation gegen anaerobe Atmung

Fermentation und anaerobe Atmung sind zwei Arten zellulärer Atmungsmechanismen, die zur Erzeugung von ATP für das Funktionieren der Zelle verwendet werden. Sowohl die Fermentation als auch die anaerobe Atmung erfolgen unter Ausschluss von Sauerstoff. Sie verwenden Hexosezucker als Substrat. Hexosezucker werden zuerst einer Glykolyse unterzogen. Das Hauptunterschied zwischen Gärung und anaerober Atmung ist das Die Fermentation durchläuft keinen Zitronensäurezyklus (Krebszyklus) und keine Elektronentransportkette, während anaerobe Atmung einen Zitronensäurezyklus und eine Elektronentransportkette durchläuft.

Wichtige Bereiche

1. Was ist Fermentation?
      - Definition, Prozess, Anwendung
2. Was ist anaerobe Atmung?
      - Definition, Prozess
3. Was sind die Gemeinsamkeiten zwischen Fermentation und anaerober Atmung?
      - Überblick über allgemeine Funktionen
4. Was ist der Unterschied zwischen Fermentation und anaerober Atmung?
      - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Adenosintriphosphat (ATP), anaerobe Atmung, Zitronensäurezyklus, Elektronentransportkette, Ethanolfermentation, Fermentation, Glucose, Glycolysis, Milchsäurefermentation

Was ist Fermentation?

Die Fermentation bezieht sich auf jede Gruppe chemischer Reaktionen, die durch Mikroorganismen induziert werden, um Zucker in Kohlendioxid und Ethanol umzuwandeln. Die Zucker werden zuerst einer Glykolyse unterzogen. Während der Glykolyse wird die Glucose von Hexosezucker in zwei Pyruvatmoleküle zerlegt. Das Pyruvat ist eine Drei-Kohlenstoff-Verbindung. Bei der Glykolyse werden zwei ATP-Moleküle verwendet, während aus der aus Glucose freigesetzten Energie vier ATP-Moleküle hergestellt werden. Das Pyruvat wird zu Ethanol oder Milchsäure oxidiert. Basierend auf der Art des Endprodukts wird die Fermentation in zwei Prozesse eingeteilt, nämlich die Ethanolfermentation und die Milchsäuregärung. Hefe und einige Bakterienarten führen die Fermentation durch. Die Ethanol-Gärung wird zur Herstellung von Bier, Brot und Wein verwendet. Die chemische Nettogleichung für die Ethanolfermentation ist unten gezeigt.

C₆H₁₂O₆(Glukose) → 2 C₂H₅OH (Ethanol) + 2 CO₂(Kohlendioxid)

Abbildung 1: Ethanolfermentation

Die Milchsäuregärung erfolgt in tierischen Muskeln und Geweben, wenn Gewebe mehr Energie benötigen. Bei der Joghurtproduktion wird die Milchsäuregärung zur Herstellung von Milchsäure aus Laktose verwendet. Die chemische Netto-Reaktion zur Herstellung von Milchsäure aus Glukose ist unten gezeigt.

C₆H₁₂O₆(Glukose) → 2 CH₃CHOHCOOH (Milchsäure)

Was ist anaerobe Atmung?

Anaerobe Atmung ist eine Art der Zellatmung, die in Abwesenheit von Sauerstoff stattfindet. Sie tritt in gleicher Weise wie die aerobe Atmung auf. Die anaerobe Atmung beginnt mit der Glykolyse wie der Fermentationsprozess, sie stoppt jedoch nicht wie die Fermentation. Nach der Herstellung des Acetyl-Coenzyms A setzt die anaerobe Atmung den Zitronensäurezyklus sowie die Elektronentransportkette fort.

Abbildung 2: Methanogene Bakterien

Der letzte Elektronenakzeptor ist nicht der molekulare Sauerstoff wie bei der aeroben Atmung. Verschiedene Arten von Organismen verwenden verschiedene Arten von Elektronenendakzeptoren. Dies können Sulfationen, Nitrationen oder Kohlendioxid sein. Methanogene Bakterien sind eine solche Art von Organismen, die Kohlendioxid als letzten Elektronenakzeptor in Abwesenheit von Sauerstoff verwenden. Sie produzieren Methangas als Nebenprodukt. Einige methanogene Bakterien sind in gezeigt Figur 2.

Ähnlichkeiten zwischen Fermentation und anaerober Atmung

Sowohl die Fermentation als auch die anaerobe Atmung erfolgen in Abwesenheit von Sauerstoff, um Energie zu erzeugen.
Das Atmungssubstrat sowohl der Fermentation als auch der anaeroben Atmung sind Hexosezucker.
Sowohl die Fermentation als auch die anaerobe Atmung werden einer Glykolyse unterzogen.
Die Endprodukte sowohl der Fermentation als auch der anaeroben Atmung sind Kohlendioxid und Ethanol.
Die Brenztraubensäure und das Acetylcholin sind Zwischenprodukte sowohl der Fermentation als auch der anaeroben Atmung.
Sowohl die Fermentation als auch die anaerobe Atmung werden von Enzymen angetrieben.
Die Geschwindigkeit des Zuckerabbaus sowohl durch Fermentation als auch durch anaerobe Atmung steigt in Gegenwart anorganischer Phosphate an.

Unterschied zwischen Fermentation und anaerober Atmung

Definition

Fermentation: Die Fermentation bezieht sich auf jede Gruppe chemischer Reaktionen, die durch Mikroorganismen induziert werden, um Zucker in Kohlendioxid und Ethanol umzuwandeln.

Anaerobe Atmung: Anaerobe Atmung bezieht sich auf eine Art von Zellatmung, die in Abwesenheit von Sauerstoff auftritt.

Intrazellulär / Extrazellulär

Fermentation: Die Fermentation ist ein extrazellulärer Prozess.

Anaerobe Atmung: Anaerobe Atmung ist ein intrazellulärer Prozess.

Sauerstoff

Fermentation: Die Fermentation wird durch niedrige Sauerstoffkonzentrationen ausgelöst.

Anaerobe Atmung: Anaerobe Atmung erfolgt in Abwesenheit von Sauerstoff.

Nach der Glykolyse

Fermentation: Bei der Fermentation folgt die Glykolyse nicht dem Zitronensäurezyklus und der Elektronentransportkette. Anaerobe Atmung: Bei der anaeroben Atmung folgt die Glykolyse dem Zitronensäurezyklus und der Elektronentransportkette.

ATP-Gesamtproduktion

Fermentation: Die ATP-Gesamtproduktion beträgt vier bei der Fermentation.

Anaerobe Atmung: Die Gesamtproduktion von ATP bei anaerober Atmung beträgt 38.

In vitro

Fermentation: Die aus den fermentierenden Zellen extrahierten Enzyme können die Reaktion in einem extrazellulären Medium verarbeiten.

Anaerobe Atmung: Die aus den Zellen extrahierten Enzyme können die anaerobe Atmung nicht in einem extrazellulären Medium verarbeiten.

Fazit

Fermentation und anaerobe Atmung sind zwei Arten von Atmungsmechanismen, die in Abwesenheit von Sauerstoff auftreten. Sowohl die Fermentation als auch die anaerobe Atmung erfolgen durch Glykolyse. Bei der Fermentation werden die Pyruvatmoleküle in Milchsäure oder Ethanol umgewandelt. Bei der anaeroben Atmung werden auch der Zitronensäurezyklus und die Elektronentransportkette durchgeführt. Der endgültige Elektronenakzeptor ist jedoch ein anorganisches Molekül wie Sulfat, Nitrat oder Kohlendioxid. Der Hauptunterschied zwischen Fermentation und anaerober Atmung ist der Mechanismus jeder Art von Atmung.

Referenz:

1. „Fermentation“. Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 27. Juni 2017, hier verfügbar. Abgerufen am 30. September 2017.
2. „Anaerobe Atmung“. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 27. September 2017, hier verfügbar. Abgerufen am 30. September 2017.

Bildhöflichkeit:

1. “Fermentation alcoolique” von Pancrat - Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia
2. "Phylogenetic tree methanogen" Von Crion - Datei: BY タン菌の系統 p .png (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia

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