Perbezaan Utama - Respirasi Aerobik vs Anaerobik

Respirasi aerobik dan anaerob adalah dua jenis respirasi sel yang terdapat pada organisma. Pernafasan sel adalah proses merosakkan makanan untuk membebaskan tenaga berpotensi dalam bentuk ATP. Pernafasan aerobik berlaku pada haiwan dan tumbuhan yang lebih tinggi. Pernafasan anaerob terutamanya berlaku pada mikroorganisma seperti ragi. Kedua-dua proses menggunakan glukosa sebagai bahan mentah. The perbezaan utama antara respirasi aerobik dan anaerob adalah bahawa pernafasan aerobik berlaku apabila terdapat oksigen sedangkan pernafasan aerobik berlaku semasa ketiadaan oksigen.

Artikel ini meneliti,

1. Apa itu Respirasi Aerobik - Ciri, Proses 2. Apa itu Respirasi Anaerobik - Ciri, Proses 3. Apakah perbezaan antara Respirasi Aerobik dan Anaerobik

Apa itu Respirasi Aerobik

Kumpulan reaksi yang berlaku di hadapan oksigen, yang memecah makanan untuk menghasilkan tenaga dalam bentuk ATP, dikenal sebagai respirasi aerobik. Jenis reparasi sel yang paling banyak adalah respirasi aerobik, yang berlaku pada tumbuh-tumbuhan dan haiwan yang lebih tinggi. Pernafasan aerobik berlaku di sitoplasma dan juga di mitokondria. Ia menghasilkan 36 ATP dari satu molekul glukosa. Pada asasnya, tiga langkah terlibat dalam pernafasan aerobik. Mereka adalah glikolisis, kitaran asid sitrik dan rantai pengangkutan elektron. Substrat kebanyakannya adalah glukosa dan produk akhir anorganik adalah karbon dioksida dan air. Oleh itu, pernafasan aerobik adalah kebalikan dari fotosintesis. Tindak balas kimia keseluruhan pernafasan aerobik ditunjukkan di bawah.

Tindak balas kimia pernafasan aerobik

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + 2, 900 kJ / mol

Glikolisis adalah langkah pertama pernafasan aerobik dan berlaku secara bebas tanpa oksigen. Oleh itu, ini adalah langkah awal penurunan glukosa dalam pernafasan anaerob. Glikolisis berlaku di sitoplasma semua sel. Semasa glikolisis, glukosa dipecah menjadi dua molekul piruvat, menghasilkan 2 ATP sebagai keuntungan bersih. Di samping itu, dua molekul NADH terbentuk dengan mendapatkan elektron dari gliseraldehid-3-fosfat. Piruvat diubah menjadi matriks mitokondria, membentuk asetil-CoA dari piruvat dengan menghilangkan karbon dioksida semasa dekarboksilasi oksidatif piruvat. Acetyl-CoA kemudian memasuki kitaran asid sitrik, yang juga disebut kitaran Krebs. Semasa kitaran asid sitrik, satu molekul glukosa teroksidasi sepenuhnya menjadi enam molekul karbon dioksida, menghasilkan 2 GTP, 6 NADH dan 2 FADH₂. NADH dan FADH2 ini digabungkan dengan oksigen, menghasilkan ATP semasa fosforilasi oksidatif. Fosforilasi oksidatif berlaku pada membran dalaman mitokondria, memindahkan elektron melalui rangkaian pembawa di rantai pengangkutan elektron. Jumlah hasil respirasi aerobik adalah 36 ATP. Gambarajah skematik pernafasan aerobik ditunjukkan dalam rajah 1.

Gambar 1: Pernafasan Aerobik

Apa itu Respirasi Anaerobik

Respirasi anaerob adalah kumpulan tindak balas yang berlaku dengan ketiadaan oksigen, yang memecah makanan menjadi sebatian organik sederhana, menghasilkan tenaga dalam bentuk ATP. Pernafasan anaerob berlaku pada mikroorganisma seperti beberapa bakteria, ragi, dan cacing parasit. Ia berlaku di sitoplasma sel organisma, menghasilkan hanya 2 ATP.

Dua kategori respirasi aerobik dikenal pasti. Kategori pertama respirasi anaerob berlaku melalui glikolisis dan pengoksidaan piruvat tidak lengkap sama ada menjadi asid laktik atau etanol. Proses itu disebut fermentasi. Penerima elektron akhir dan akseptor hidrogen adalah produk akhir organik sederhana. Produk akhir dikeluarkan ke medium sebagai metabolit sisa. Semasa penapaian, glikolisis berlaku sebagai langkah pertama. Piruvat yang seterusnya diubah menjadi etanol dalam ragi dan beberapa bakteria. Pada tumbuhan, apabila oksigen tidak ada, etanol dihasilkan oleh respirasi anaerob. Jenis fermentasi ini disebut sebagai fermentasi etanol. Tindak balas kimia keseluruhan penapaian etanol ditunjukkan di bawah.

Reaksi Kimia Fermentasi Etanol

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ + 118 kJ / mol

Pada haiwan, apabila oksigen tidak ada, asid laktik dihasilkan oleh pernafasan anaerob. Ini dipanggil sebagai penapaian asid laktik. Tindak balas kimia keseluruhan untuk penapaian asid laktik ditunjukkan di bawah.

Reaksi Kimia Fermentasi Asid Laktik

C₆H₁₂O₆ → 2C₃H₆O₃ + 120 kJ / mol

Kecekapan penapaian sangat rendah berbanding pernafasan aerobik. Asid laktik, yang dihasilkan semasa penapaian asid laktik adalah toksik kepada tisu. Perbezaan antara respirasi aerobik dan respirasi anaerob dalam pengertian penapaian asid laktik ditunjukkan pada gambar 2.

Gambar 2: Perbezaan antara pernafasan aerobik dan penapaian asid laktik

Semasa respirasi anaerob kategori kedua, akseptor elektron akhir adalah sulfat atau nitrat di hujung rantai pengangkutan elektron. Beberapa prokariota seperti bakteria dan archaea melakukan respirasi anaerob jenis ini. Menerima elektron oleh sulfat menghasilkan hidrogen sulfida sebagai produk akhir. Dalam metanogen, akseptor elektron akhir adalah karbon dioksida, yang menghasilkan metana sebagai produk akhir.

Perbezaan Antara Respirasi Aerobik dan Anaerobik

Oksigen

Pernafasan Aerobik: Pernafasan aerobik berlaku apabila terdapat oksigen.

Pernafasan anaerob: Pernafasan anaerob berlaku apabila ketiadaan oksigen.

Jenis Tumbuhan dan Haiwan

Pernafasan Aerobik: Pernafasan aerobik terdapat di semua tumbuhan dan haiwan yang lebih tinggi.

Pernafasan anaerob: Pernafasan anaerob biasanya dijumpai pada mikroorganisma, tetapi jarang terdapat pada organisma yang lebih tinggi.

Kejadian

Pernafasan Aerobik: Pernafasan aerobik hanya berlaku di dalam sel.

Pernafasan anaerob: Pernafasan anaerob boleh berlaku di mana sahaja.

Penyetempatan di dalam Sel

Pernafasan Aerobik: Pernafasan aerobik berlaku di sitoplasma dan mitokondria.

Pernafasan anaerob: Pernafasan anaerob hanya berlaku di sitoplasma.

Sifat Kekal / Sementara

Pernafasan Aerobik: Pernafasan aerobik berlaku secara berterusan dengan adanya gas oksigen.

Pernafasan anaerob: Pernafasan anaerob berlaku secara berterusan dalam mikroorganisma. Tetapi pada haiwan yang lebih tinggi, ia berlaku semasa ketiadaan oksigen.

Langkah-langkah

Pernafasan Aerobik: Pernafasan aerobik berlaku melalui glikolisis, pengoksidaan piruvat, kitaran TCA, rantai pengangkutan elektron dan sintesis ATP.

Pernafasan anaerob: Pernafasan anaerob berlaku melalui glikolisis dan pecahan piruvat yang tidak lengkap.

Kecekapan

Pernafasan Aerobik: Pernafasan aerobik menghasilkan 36 ATP setiap molekul glukosa.

Pernafasan anaerob: Pernafasan anaerob menghasilkan 2 ATP setiap molekul glukosa.

Ketoksikan

Pernafasan Aerobik: Pernafasan aerobik tidak beracun bagi organisma.

Pernafasan anaerob: Pernafasan aerobik adalah toksik kepada organisma yang lebih tinggi.

Produk Akhir

Pernafasan Aerobik: Produk akhir dalam respirasi aerobik adalah karbon dioksida dan air.

Pernafasan anaerob: Produk akhir penapaian dalam yis adalah etanol dan karbon dioksida. Pada haiwan, produk akhir adalah asid laktik. Bakteria menghasilkan metana dan hidrogen sulfida sebagai produk akhir.

Pengoksidaan

Pernafasan Aerobik: Substrat dioksidakan sepenuhnya menjadi karbon dioksida dan air semasa pernafasan aerobik.

Pernafasan anaerob: Substrat tidak teroksidasi sepenuhnya semasa pernafasan anaerob.

Kesimpulannya

Pernafasan selular berlaku dalam dua laluan yang dikenali sebagai respirasi aerobik dan respirasi anaerob. Pernafasan aerobik kebanyakannya berlaku pada haiwan dan tumbuhan yang lebih tinggi. Pernafasan anaerob berlaku pada mikroorganisma seperti cacing parasit, ragi, dan beberapa bakteria. Kedua-dua respirasi aerobik dan anaerob menggunakan glukosa sebagai substrat. Pernafasan aerobik berlaku apabila terdapat oksigen, mengoksidasi substrat sepenuhnya, menghasilkan produk akhir anorganik, karbon dioksida, dan air. Sebaliknya, pernafasan anaerob berlaku apabila ketiadaan oksigen, pengoksidaan substrat tidak lengkap, menghasilkan produk akhir organik seperti etanol. Oleh kerana respirasi anaerobik mengoksidasi substrat secara tidak lengkap, hasil ATP sangat rendah berbanding dengan hasil respirasi aerobik. Respirasi aerob menghasilkan 36 ATP tetapi respirasi anaerob hanya menghasilkan 2 ATP per molekul glukosa. Ini adalah perbezaan antara respirasi aerobik dan respirasi anaerob.

Rujukan: 1. Cooper, Geoffrey M. "Tenaga Metabolik." Sel: Pendekatan Molekul. Edisi ke-2. Perpustakaan Perubatan Nasional A.S., 01 Januari 1970. Web. 07 Apr 2017.2. Jurtshuk, Peter, dan Jr. "Metabolisme Bakteria." Mikrobiologi Perubatan. Edisi ke-4. Perpustakaan Perubatan Nasional A.S., 01 Januari 1996. Web. 07 Apr 2017.3. "Respirasi Aerobik dan Pernafasan anaerob - Lulus Peperiksaan Saya: Nota semakan peperiksaan mudah untuk Biologi GSCE." Respirasi Aerobik dan Pernafasan anaerob - Lulus Peperiksaan Saya: Nota semakan peperiksaan mudah untuk GSCE Biology. N.p., n.d. Web. 07 Apr 2017.

Gambar Kesopanan: 1. "Laluan aerobik" Oleh Boumphreyfr - Karya sendiri (CC BY-SA 3.0) melalui Wikimedia Commons2. "2505 Aerobic Versus Anaerobic Respiration" Oleh OpenStax College - Anatomi & Fisiologi, laman web Connexions. 19 Jun 2013. (CC BY 3.0) melalui Wikimedia Commons