Зміст
- Ферментація проти клітинної респірації
- Гліколіз: Розпад цукру до бродіння
- Гліколіз не потребує кисню
- Від гліколізу до бродіння
- АТФ та виробництво енергії за допомогою ферментації
- Використання для бродіння
Виробництво енергії з органічних сполук, таких як глюкоза, шляхом окислення з використанням хімічних (зазвичай органічних) сполук всередині клітини як "акцепторів електронів" називається бродіння.
Це альтернатива клітинному диханню, при якому електрони з глюкози та інших сполук, що окислюються, переносяться на акцептор, принесений ззовні клітини, як правило, кисень. Це альтернатива клітинному диханню (без кисню клітинне дихання не може відбуватися).
Ферментація проти клітинної респірації
Хоча бродіння може проходити в анаеробних умовах (дефіцит кисню), це може статися і тоді, коли кисню теж багато.
Наприклад, дріжджі віддають перевагу бродінню, ніж клітинному диханню, якщо достатньо глюкози для підтримки процесу, навіть якщо є багато кисню.
Гліколіз: Розпад цукру до бродіння
Коли багатий енергією цукор - зокрема глюкоза - потрапляє в клітину, він руйнується в процесі, який називається гліколіз. Гліколіз є необхідною умовою як для клітинного дихання, так і для бродіння.
Це загальний шлях розпаду цукру, який може призвести або до бродіння, або до клітинного дихання.
Гліколіз не потребує кисню
Гліколіз - це давній біохімічний процес, що виник дуже рано в еволюційній історії. Основні реакції на гліколіз були «винайдені» мікроорганізмами задовго до розвитку фотосинтезу, який виник приблизно 3,5 мільярда років тому, але для того, щоб заповнити моря та атмосферу будь-якою значною кількістю кисню, потрібно приблизно 1,5 мільярда років.
Так, навіть складні еукаріоти (біологічний домен, що включає тварини, рослини, гриби та протістські царства) здатні виробляти енергію без дихання, без кисню і т. Д. У дріжджах, що належать до царства грибів, хімічні продукти гліколізу ферментуються для отримання енергії для клітини.
Від гліколізу до бродіння
Наприкінці гліколізу шестивуглецеву структуру глюкози було розділено на дві молекули тривуглецевої сполуки під назвою піруват. Також виробляється хімічна NADH, з більш "окисленої" хімічної речовини під назвою NAD +.
У дріжджах піруват зазнає "редукції", набрання електронів, які потім переносяться з виробленого раніше гліколізу НАДГ з отриманням ацетальдегіду та вуглекислого газу.
Потім ацетальдегід знижується до етилового спирту - кінцевого продукту бродіння. У тварин, включаючи людей, піруват може ферментуватися, коли доступність кисню низька. Особливо це стосується м’язових клітин. Коли це відбувається, хоча утворюється невелика кількість алкоголю, більша частина пірувату від гліколізу зводиться не до алкоголю, а до молочної кислоти.
Хоча молочна кислота може залишати тваринні клітини і використовуватися для отримання енергії в серці, вона може накопичуватися в м'язах, викликаючи біль і знижуючи спортивні показники. Це відчуття «горіння», яке ви відчуваєте після підняття ваги, тривалий біг, співу, підняття важких коробок тощо.
АТФ та виробництво енергії за допомогою ферментації
Універсальний носій енергії в клітинах - це хімічна речовина, відома як АТФ (аденозинтрифосфат). Якщо використовувати кисень, клітини можуть виробляти АТФ за допомогою гліколізу з подальшим клітинним диханням - таким чином, що одна молекула цукру глюкози дає 36-38 молекул АТФ, залежно від типу клітини.
З цих 36-38 молекул АТФ лише дві утворюються під час фази гліколізу. Таким чином, якщо використовувати бродіння як альтернативу клітинному диханню, клітини виробляють набагато менше енергії, ніж вони роблять за допомогою дихання. Однак у умовах низького кисню або анаеробних процесів бродіння може підтримувати організм живим і виживаючим, оскільки в іншому випадку вони б не мали дихання без кисню.
Використання для бродіння
Люди використовують процес бродіння для нашої користі, особливо якщо мова йде про їжу та напої. Хліборобство, виробництво пива та вина, соління, йогурт та чайна композиція використовують процес бродіння.