Aerobik ve Anaerobik Solunum
Share
Aerobik solunum, oksijen kullanan bir süreç ve anaerobik solunum, bir süreç değil oksijen kullanın, hücresel solunumun iki formudur. Bazı hücreler sadece bir tür solunumla meşgul olsa da, çoğu hücre bir organizmanın ihtiyaçlarına bağlı olarak her iki türü de kullanır. Hücresel solunum ayrıca makro organizmaların dışında, kimyasal işlemler olarak - örneğin fermantasyonda da ortaya çıkar. Genel olarak solunum, atık ürünleri ortadan kaldırmak ve enerji üretmek için kullanılır.
Karşılaştırma Tablosu
Farklılıklar - Benzerlikler -| Aerobik Solunum | Anaerobik Solunum | |
|---|---|---|
| Tanım | Aerobik solunum oksijen kullanır. | Anaerobik solunum, oksijensiz solunumdur; işlem bir solunum elektronu taşıma zinciri kullanır ancak elektron alıcıları olarak oksijen kullanmaz. |
| Kullanan hücreler | Çoğu hücrede aerobik solunum meydana gelir. | Anaerobik solunum çoğunlukla prokaryotlarda görülür |
| Açığa çıkan enerji miktarı | Yüksek (36-38 ATP molekülleri) | Düşük (36-2 ATP molekülü arasında) |
| Aşamaları | Glikoliz, Krebs çevrimi, Elektron Taşıma Zinciri | Glikoliz, Krebs çevrimi, Elektron Taşıma Zinciri |
| Ürün:% s | Karbondioksit, su, ATP | Karbon dixoide, indirgenmiş türler, ATP |
| Reaksiyon bölgesi | Sitoplazma ve mitokondri | Sitoplazma ve mitokondri |
| Reaktanları | glikoz, oksijen | glikoz, elektron alıcısı (oksijen değil) |
| yanma | tamamlayınız | tamamlanmamış |
| Etanol veya Laktik Asit Üretimi | Etanol veya laktik asit üretmez | Etanol veya laktik asit üretin |
İçindekiler: Aerobik ve Anaerobik Solunum
- 1 Aerobik ve Anaerobik Prosesler
- 1.1 Fermantasyon
- 1.2 Krebs Döngüsü
- 2 Aerobik ve Anaerobik Egzersiz
- 3 Evrim
- 4 Kaynakça
Aerobik ve Anaerobik Prosesler
Hücresel solunumdaki aerobik süreçler sadece oksijen varsa ortaya çıkabilir. Bir hücrenin enerjiyi serbest bırakması gerektiğinde, sitoplazma (bir hücrenin çekirdeği ve zarı arasında bir madde) ve mitokondri (sitoplazmada metabolik süreçlere yardımcı olan organeller) glikozun parçalanmasını başlatan kimyasal değişimleri başlatır. Bu şeker kan yoluyla taşınır ve vücutta hızlı bir enerji kaynağı olarak depolanır. Glikozun adenosin trifosfata (ATP) parçalanması, vücuttan çıkarılması gereken bir yan ürün olan karbon dioksit (CO2) salgılar. Bitkilerde, enerji serbest bırakma fotosentezi süreci CO2 kullanır ve yan ürünü olarak oksijeni serbest bırakır.
Anaerobik süreçler oksijen kullanmaz, bu nedenle piruvat ürünü - ATP bir çeşit piruvattır - kas dokusunda veya fermantasyonda meydana gelen gibi diğer reaksiyonlarla parçalanmaya veya katalize edilmeye devam eder. Aerobik süreçler enerji taleplerini karşılayamadığı için kas hücrelerinde biriken laktik asit, anaerobik bir sürecin bir yan ürünüdür. Bu tür anaerobik bozulmalar ek enerji sağlar, ancak laktik asit birikimi bir hücrenin atığı daha ileri işleme kapasitesini azaltır; insan vücudunda büyük ölçekte, bu yorgunluğa ve kas ağrısına yol açar. Hücreler daha fazla oksijenle nefes alarak ve kan dolaşımıyla iyileşir, laktik asidin taşınmasına yardımcı olan süreçler.
Aşağıdaki 13 dakikalık videoda ATP'nin insan vücudundaki rolü tartışılıyor. Anaerobik solunum ile ilgili bilgilerine hızlı bir şekilde ulaşmak için, buraya tıklayın (5:33); aerobik solunum için buraya tıklayın (6:45).
fermantasyon
Şeker molekülleri (öncelikle glikoz, früktoz ve sükroz) anaerobik solunumda parçalandığında, ürettikleri piruvat hücrede kalır. Oksijensiz, piruvat enerji salınımı için tam olarak katalizlenmez. Bunun yerine, hücre hidrojen taşıyıcılarını çıkarmak için daha yavaş bir işlem kullanır ve farklı atık ürünler oluşturur. Bu daha yavaş işleme fermantasyon denir. Şekerlerin anaerobik olarak parçalanması için maya kullanıldığında, atık ürünler alkol ve CO2'dir. CO2'nin çıkarılması, alkollü içeceklerin ve yakıtın temeli olan etanolü bırakır. Meyveler, şekerli bitkiler (örn., Şeker kamışı) ve tahıllar, anaerobik işlemciler olarak maya veya bakterilerle fermantasyon için kullanılır. Pişirmede, fermantasyondan gelen CO2 salınımı ekmeklerin ve diğer pişmiş ürünlerin yükselmesine neden olan şeydir.
Krebs döngüsü
Krebs Döngüsü, sitrik asit döngüsü ve trikarboksilik asit (TCA) döngüsü olarak da bilinir. Krebs Döngüsü çoğu çok hücreli organizmada anahtar enerji üreten süreçtir. Bu döngünün en yaygın şekli enerji kaynağı olarak glikoz kullanır.
Glikoliz olarak bilinen bir işlem sırasında, bir hücre, 6 karbonlu bir molekül olan glikozu piruvatlar adı verilen iki 3 karbonlu moleküle dönüştürür. Bu iki piruvat, daha sonra NADH ve iki adenozin trifosfat (ATP) molekülü oluşturmak için NAD + adı verilen bir molekülle birleştirilen elektronları serbest bırakır..
Bu ATP molekülleri bir organizma için gerçek "yakıt" tır ve piruvat molekülleri ve NADH mitokondriye girerken enerjiye dönüştürülür. Burada 3-karbon molekülleri, Asetil-CoA ve CO2 adı verilen 2-karbon moleküllerine ayrılır. Her döngüde, Asetil-CoA parçalanır ve karbon zincirlerini yeniden oluşturmak, elektronları serbest bırakmak ve böylece daha fazla ATP üretmek için kullanılır. Bu döngü glikolizden daha karmaşıktır ve ayrıca enerji için yağları ve proteinleri parçalayabilir.
Mevcut serbest şeker molekülleri tükendiğinde, kas dokusundaki Krebs Döngüsü, bir organizmayı yakıtlandırmak için yağ moleküllerini ve protein zincirlerini parçalamaya başlayabilir. Yağ moleküllerinin parçalanması olumlu bir fayda (daha düşük ağırlık, düşük kolesterol) olabilirken, aşırıya taşınırsa vücuda zarar verebilir (vücudun koruma ve kimyasal işlemler için biraz yağa ihtiyacı vardır). Aksine, vücudun proteinlerinin parçalanması genellikle açlık belirtisidir..
Aerobik ve Anaerobik Egzersiz
Aerobik solunum, enerjinin serbest bırakılmasında anaerobik solunumdan 19 kat daha etkilidir çünkü aerobik süreçler glikoz moleküllerinin enerjisinin çoğunu ATP formunda alırken, anaerobik süreçler atık ürünlerde ATP üreten kaynakların çoğunu terk eder. İnsanlarda aerobik süreçler eylemi galvanizlemek için devreye girerken, anaerobik süreçler aşırı ve sürekli çabalar için kullanılır..
Koşma, bisiklete binme ve atlama ipi gibi aerobik egzersizler, vücuttaki fazla şekeri yakmada mükemmeldir, ancak yağ yakmak için, vücudu anaerobik solunum kullanmaya zorlamak için 20 dakika veya daha fazla aerobik egzersizler yapılmalıdır. Bununla birlikte, sprint gibi kısa egzersiz patlamaları, aerobik yollar daha yavaş olduğu için enerji için anaerobik süreçlere dayanır. Direnç eğitimi veya halter gibi diğer anaerobik egzersizler, kas dokusunda bulunan daha büyük ve daha bol hücrelerde enerji depolamak için yağ moleküllerinin parçalanmasını gerektiren bir işlem olan kas kütlesi oluşturmak için mükemmeldir..
Evrim
Anaerobik solunumun evrimi, aerobik solunumun evriminden büyük ölçüde önce gelir. Bu ilerlemeyi kesin kılan iki faktör vardır. Birincisi, Dünya, ilk tek hücreli organizmalar geliştiğinde çok daha düşük bir oksijen seviyesine sahipti ve çoğu ekolojik niş neredeyse tamamen oksijenden yoksundu. İkincisi, anaerobik solunum, tek hücreli ihtiyaçlar için yeterli, ancak çok hücreli organizmalar için yetersiz olan, döngü başına sadece 2 ATP molekülü üretir.
Aerobik solunum sadece hava, su ve yer yüzeylerindeki oksijen seviyeleri oksidasyon azaltma işlemleri için kullanılacak kadar bol olduğunda ortaya çıktı. Oksidasyon sadece daha büyük bir ATP verimi sağlamakla kalmaz, aynı zamanda döngü başına 36 ATP molekülü kadar, aynı zamanda çok çeşitli indirgeyici maddelerle de gerçekleşebilir. Bu, organizmaların daha büyük yaşayabileceği ve büyüyebileceği ve daha fazla niş işgal edebileceği anlamına geliyordu. Doğal seleksiyon böylece aerobik solunumu kullanabilen organizmaları ve daha büyük büyümek ve daha yeni ve değişen ortamlara daha hızlı uyum sağlamak için daha verimli bir şekilde yapabilen organizmaları destekleyecektir..
Referanslar
- Vikipedi: Hücresel solunum
