有氧vs厌氧呼吸 - 定义,11个差异,例子

有氧呼吸与无氧呼吸的差异
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有氧呼吸的定义

有氧呼吸是一组在氧气存在下发生的代谢反应,发生在细胞内将化学能转化为atp。

  • 有氧呼吸作用发生在所有的植物,动物,鸟类和人类,除了一些原始的原核生物
  • 在有氧呼吸中,氧气充当电子受体,这有助于更有效地生产ATP。
  • 氧气中的双键具有比其他粘合剂更高的能量,这有助于产生更多的ATP。
  • 它是糖酵解后丙酮酸的首选降解方法,丙酮酸随后进入线粒体在此期间完全氧化三羧酸循环
  • 有氧呼吸的方法用于氧化碳水化合物的氧化,但来自脂肪和蛋白质的产品也用作反应物。
  • 二氧化碳气体和水是有氧呼吸的两种产物,以及用于向ADP添加第三个磷酸基并形成ATP的能量。
  • 其他富含能量的分子,如NADH和FADH2通过电子传输链与氧气和质子转化为ATP。
  • 在有氧呼吸过程中,大多数atp是在氧化磷酸化过程中产生的,在氧化磷酸化过程中,氧分子的能量被用来将质子泵出细胞膜。
  • 质子的通过产生了一个电位,这个电位随后被用来启动ATP合酶,并从ADP和一个磷酸基产生ATP。
  • 理想情况下,有氧呼吸结束时总共产生38个atp。然而,由于膜的泄漏或丙酮酸在细胞内移动的成本,一些能量会损失,结果是只产生约29-30个atp。
  • 有氧呼吸导致碳水化合物分子的完全氧化,这发生在真核细胞的线粒体中,因为该过程的酶存在。

无氧呼吸的定义

厌氧呼吸是一种细胞呼吸的过程,其中高能量​​电子受体既不是氧气也不是丙酮酸衍生物。

  • 在厌氧呼吸中,电子受体可以是硫酸根(所以4- - - - - -)或硝酸根(没有3.- - - - - -)或其他各种分子。
  • 一些被称为产甲烷菌的古菌以二氧化碳为电子受体,产生甲烷作为副产品。
  • 类似地,另一组紫色硫细菌利用硫酸盐作为电子受体,从而产生硫化氢作为副产品。
  • 这些生物生活在低氧环境中,因此选择厌氧途径来分解化学燃料。
  • 厌氧呼吸与好氧呼吸相似,分子进入电子传递链,将电子传递给最终的电子受体。
  • 参与厌氧呼吸的最终电子受体比氧分子有更小的还原电位,从而导致更少的能量生产。
  • 然而,厌氧呼吸对碳、氮和硫的生物地球化学循环是必不可少的。
  • 在厌氧呼吸中作为电子受体的硝酸盐产生副产物氮气,这一过程是固定氮到达大气的唯一途径。
  • 发酵是厌氧呼吸的另一个途径,其中唯一的能量提取途径是糖酵解,丙酮酸不会通过柠檬酸循环进一步氧化。
  • 在发酵过程中也没有使用富含能量的分子NADH。
  • 无氧呼吸作用发生在许多环境中,如淡水、土壤、深海表面。有氧环境中的一些微生物也利用厌氧呼吸,因为氧气不能轻易地通过它们的表面扩散。
  • 厌氧呼吸和发酵都发生在原核细胞的细胞质中。
  • 无氧呼吸和发酵过程发生在肌肉细胞在立即收缩和松弛。
  • 发酵导致每葡萄糖分子仅有两个ATP的总增益。

关键差异(有氧呼吸与无氧呼吸)

比较的基础

有氧呼吸

厌氧呼吸

定义 有氧呼吸是一组在氧气存在下发生的代谢反应,发生在细胞内将化学能转化为atp。 厌氧呼吸是一种细胞呼吸的过程,其中高能量​​电子受体既不是氧气也不是丙酮酸衍生物。
总体方程式 有氧呼吸的总体方程是:

C6H12O6+ 6o2→6有限公司2+ 6H.2O +能量

厌氧呼吸的总体方程是:

C6H12O6→C.2H5哦+有限公司2+能量

存在的氧气 有氧呼吸是在有氧气的情况下进行的。 无氧呼吸是在低氧环境下进行的。
气体交换 在有氧呼吸期间存在气体的交换,其中氧被吸收,并且释放二氧化碳。 在无氧呼吸过程中不发生气体交换。然而,一些生物会释放一些气体,比如硫和氮气。
地点 在糖酵解后,有氧呼吸发生在核苷酸的线粒体和原核生物的细胞质中。 无氧呼吸只发生在细胞的细胞质中。
终端产品 有氧呼吸的最终产物是二氧化碳,水和能量。 厌氧呼吸的最终产物是酸,醇,气体和能量。
能源生产 有氧呼吸总共产生38个atp,其中一些在这个过程中失去。 在厌氧呼吸期间只形成2个ATP。
反应物 碳水化合物和氧气是有氧呼吸的先决条件。 一些其他的电子受体,如硫和氮和碳水化合物一起被需要。
氧化 碳水化合物的完全氧化发生在有氧呼吸过程中。 碳水化合物在无氧呼吸过程中发生不完全氧化。
过程的性质 有氧呼吸比无氧呼吸时间长。 无氧呼吸比有氧呼吸短。
发生在 有氧呼吸发生在植物和动物等大多数有机体中。 厌氧呼吸发生在原始原基中。在极端运动期间,厌氧呼吸也发生在人类的肌肉细胞中。

有氧呼吸的例子

人类呼吸

  • 人类细胞呼吸的过程是有氧呼吸的,其中完全氧化葡萄糖产生了身体所需的能量。
  • 它始于细胞的细胞质,然后产物进入线粒体,在那里发生进一步的反应。
  • 氧气被肺部吸收,储存在红细胞中。然后氧气被输送到需要能量的细胞。
  • 然后将葡萄糖氧化以产生能量的同时释放二氧化碳气体。
  • 人体的细胞呼吸包括碳水化合物氧化释放能量的主要代谢途径。

无氧呼吸的例子

肌肉中产生的乳酸

  • 在剧烈运动期间,我们体内的肌肉不能得到足够的氧气,从而表现比身体将氧气转移到电子传输链的更糖酵解。
  • 这导致由于我们的肌肉中的氧气不足而厌氧呼吸。
  • 因此,发生了有氧呼吸,而无氧呼吸导致乳酸的形成。
  • 这种厌氧呼吸称为乳酸发酵,每个葡萄糖分子只能产生2个atp。
  • 乳酸发酵方程为:

C6H12O6→C.3.H6O3.+能量

  • 肌肉中的乳酸发酵导致组织中乳酸的积累,这导致肌肉疼痛。
  • 因为在无氧呼吸中每个葡萄糖分子产生的能量比有氧呼吸少,这就导致了虚弱和呼吸短促。

酵母的酒精发酵

  • 发酵是另一种厌氧呼吸,它吸收厌氧生物,如酵母。
  • 当碳水化合物丰富的物质装瓶酵母,确保最低氧气含量在瓶,酵母进行无氧呼吸。
  • 结果,发生发酵,其中酵母将碳水化合物转化为乙醇。
  • 然而,瓶中产生的酒精对酵母是有毒的,这就是为什么随着酒精浓度的增加,酵母开始死亡。
  • 只有约30%的醇可以用酵母酿造,而通过蒸馏过程获得较高的浓度。
  • 和乳酸发酵一样,发酵也只产生2个atp作为能量。
  • 发酵的整体反应可表示为:

C6H12O6→C.2H5哦+有限公司2+能量

发酵的产甲烷菌

  • 甲烷是属于archaea的原核生物。
  • 这些生物之所以被称为产甲烷生物,是因为它们在缺氧条件下氧化碳水化合物,产生甲烷作为副产品。这个过程称为甲烷生成。
  • 这也是一种发酵,会产生不同的酒精,甲醇。这个过程也被称为甲醇中毒。
  • 产甲烷菌(如。甲烷八叠球菌属巴氏细菌)氧化来自植物的纤维素,产生甲醇而不是像酵母那样的乙醇。
  • 甲醇中毒可能会导致某些人神经损伤甚至死亡。
  • 生产甲醇的总反应为:

C6H12O6→Ch.3.哦+有限公司2+能量

干酪丙酸发酵

  • 当一些细菌时发生丙酸发酵(例如丙酸菌属shermanii)利用乳糖和葡萄糖等碳水化合物产生丙酸和二氧化碳。
  • 这一过程最常见的应用可以在瑞士奶酪中观察到。
  • 在该过程中产生的二氧化碳气体导致在奶酪中形成气泡以及由于羧酸引起的不同风味。
  • 与所有其他厌氧呼吸过程一样,这种方法发生在不存在或低浓度的氧气期间。
  • 这个过程的总体反应是:

C12H22O11→C.3.H6O2+有限公司2+能量

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