Forskjellen mellom aerobic og anaerob celleånding Fotosyntese

Aerobic åndedrett, anaerob respirasjon og fermentering finnes metoder for levende celler til å produsere energi fra mat kilder. Mens alle levende organismer som utfører en eller flere av disse prosesser for energiproduksjon, kun en utvalgt gruppe av organismer som er i stand til fotosyntesen for å produsere mat fra sollys. Imidlertid, selv i disse organismer, er mat produsert av fotosyntesen omdannes til cellulær energi gjennom cellulær respirasjon. Et særtrekk ved aerob respirasjon fra gjærings trasé er en forutsetning for oksygen og den mye høyere utbytte av energi per molekyl av glukose. Fermentering og anaerob respirasjon dele et fravær for oksygen, men anaerob respirasjon benytter en elektrontransportkjeden for energiproduksjon mye som aerobic respirasjon gjør mens gjæringen bare gir de nødvendige molekylene nødvendig for fortsatt glykolyse uten noen ekstra energiproduksjon.

glykolyse

Glykolyse er en universell begynnelse bane utført i cytoplasma av celler for å bryte ned glukose til kjemisk energi. Energien som frigjøres fra hvert molekyl av glukose brukes til å feste et fosfat til hver av fire molekyler av adenosindifosfat (ADP) for å produsere to molekyler av adenosin trifosfat (ATP) og et ytterligere molekyl av NADH. Den energi som er lagret i fosfat-binding er brukt i andre cellereaksjoner, og er ofte betraktet som den energi "valuta" av cellen. Imidlertid, siden glykolyse krever energitilførsel fra to molekyler av ATP, netto utbytte fra glycoylysis er bare to molekyler av ATP pr molekyl av glukose. Glukose selv er brutt ned i løpet av glykolyse til pyruvat. Andre brennstoffkilder som for eksempel fett metaboliseres ved andre prosesser, for eksempel fettsyren spiral i tilfelle av fettsyrer, for å fremstille drivstoff molekyler som kan komme inn respirasjon trasé på ulike tidspunkt under respirasjonen.

aerobic respirasjon

Aerob respirasjon skjer i nærvær av oksygen og gir mesteparten av energien for organismer som kan aerob respirasjon. I denne prosessen blir pyruvat produsert under glykolyse omdannes til acetyl-koenzym A (acetyl CoA) før den kommer inn i sitronsyresyklusen, også kjent som Krebs syklus. Den acetyl CoA er kombinert med oksaloacetat for å fremstille sitronsyre i det første trinnet i sitronsyresyklusen. Den påfølgende serie konverterer sitronsyre til oksaloacetat og produserer energibærende molekyler som kalles NADH og FADH2. Disse energi molekyler er shuntet til elektrontransportkjeden, eller oksidativ fosforylering, hvor de gir de fleste av ATP som produseres under aerob cellulær respirasjon. Karbondioksyd fremstilles som et avfallsprodukt i Krebs syklus og oksaloacetat produsert ved en omdreining av Krebs syklus er kombinert med en annen acetyl CoA for å starte prosessen på nytt. I eukaryote organismer som planter og dyr, både Krebs syklus og elektrontransportkjeden skjer i en spesialisert struktur kalt mitokondrier mens bakterier i stand til aerob respirasjon gjennomføre disse prosessene sammen plasmamembranen fordi de mangler de spesialiserte celleorganeller som finnes i eukaryoter. Hver omdreining av Krebs syklus er i stand til å produsere et molekyl av guanin-trifosfat (GTP), som er lett omdannes til ATP, og ytterligere 17 molekyler av ATP gjennom elektrontransportkjeden. Siden glykolyse gir to molekyler av pyruvat til bruk i Krebs syklus, det totale utbytte for aerob respirasjon er 36 ATP per molekyl av glukose i tillegg til de to ATP som produseres under glykolyse. Terminalen akseptor for elektronene i elektrontransportkjeden er oksygen.

fermentering

Må ikke forveksles med anaerob respirasjon, oppstår gjæring i fravær av oksygen inne i cytoplasmaet av celler og omdanner pyruvat inn i et avfallsprodukt for å fremstille det energibærende molekyler nødvendig for å fortsette glykolyse. Siden den eneste energien som produseres under fermenteringen er via glykolyse, det totale utbytte pr molekyl av glukose er to ATP. Mens energiproduksjon, er vesentlig mindre enn aerob respirasjon, lar gjæring konvertering av brennstoff til energi til å fortsette i fravær av oksygen. Eksempler på fermentering omfatter melkesyregjæring i mennesker og andre dyr og etanol gjæring av gjær. Avfall blir enten resirkulert når organismen går inn en aerob tilstand eller fjernet fra organismen.

anaerob respirasjon

Finnes i utvalgte prokaryoter, benytter anaerob respirasjon en elektrontransportkjeden mye som aerob respirasjon, men i stedet for å bruke oksygen som en terminal elektronakseptor, er andre elementer benyttes. Disse alternative akseptorer inkluderer nitrat, sulfat, svovel, karbondioksyd og andre molekyler. Disse prosessene er viktige bidragsytere til sykling av næringsstoffer i jordsmonnet, samt at disse organismene å kolonisere områder ubeboelig av andre organismer. Disse organismene kan være obligate anaerobe bakterier, i stand til å utføre disse fremgangsmåter bare i fravær av oksygen, eller fakultative anaerobe bakterier, i stand til å produsere energi i nærvær eller fravær av oksygen. Anaerob respirasjon produserer mindre energi enn aerob respirasjon fordi disse alternative elektronakseptorer er ikke så effektiv som oksygen.

Fotosyntese

I motsetning til de ulike cellulær respirasjon pathways, blir fotosyntese brukes av planter, alger og enkelte bakterier for å produsere mat som trengs for metabolisme. I planter skjer fotosyntese i spesialiserte strukturer kalt kloroplaster mens fotosyntetiske bakterier vanligvis utføre fotosyntese sammen membran utvidelser av plasmamembranen. Fotosyntesen kan deles opp i to trinn: lys avhengige reaksjoner og de lys-uavhengige reaksjoner. I de lyse avhengige reaksjoner blir lys energien som brukes til energi elektroner fjernes fra vann og produsere et proton gradient som i sin tur produserer høye energimolekyler som drivstoff lys-uavhengige reaksjoner. Ettersom elektronene fjernes fra vannmolekyler, blir vannmolekylene brytes ned til oksygen og protoner. Protonene bidrar til proton gradient men oksygen frigjøres. I løpet av de lys-uavhengige reaksjoner, blir den energi som produseres i de lyse reaksjonene anvendt for å produsere sukkermolekyler fra karbondioksyd gjennom en prosess som kalles Calvin syklus. Calvin syklus produserer et molekyl av sukker for hver seks molekyler av karbondioksid. Kombinert med vannmolekyler som brukes i de lyse avhengige reaksjoner, den generelle formelen for fotosyntesen er 6 H2O + 6 CO2 + lys -> C6H12O6 + 6 O2.