发酵(fermentation)和无氧呼吸(anaerobic respiration)的区别

所有生物都必须有恒定的能量来源,才能继续执行最基本的生命功能。无论这些能量是通过光合作用直接来自太阳,还是通过食用植物或动物,这些能量都必须被消耗,然后转化为可用的形式,如三磷酸腺苷(ATP)。...

所有生物都必须有恒定的能量来源,才能继续执行最基本的生命功能。无论这些能量是通过光合作用直接来自太阳,还是通过食用植物或动物,这些能量都必须被消耗,然后转化为可用的形式,如三磷酸腺苷(ATP)。

Beer fermenting in a huge stainless steel container in a brewery

许多机制可以将原始能源转化为ATP。最有效的方法是通过有氧呼吸,这需要氧气。这种方法提供了最大的ATP每能量输入。然而,如果氧气不可用,生物体仍必须使用其他方式转换能量。这种在无氧条件下发生的过程称为厌氧过程。发酵是生物体在无氧条件下生成ATP的一种常见方式。这是否使发酵与无氧呼吸相同?

简而言之,答案是否定的。尽管它们有相似的部分,也不使用氧气,但发酵和无氧呼吸之间存在差异。事实上,无氧呼吸更像是有氧呼吸,而不是发酵。

发酵

大多数科学课只讨论发酵作为有氧呼吸的替代方法。有氧呼吸开始于一个叫做糖酵解的过程,在这个过程中,碳水化合物如葡萄糖被分解,在失去一些电子后,形成一个叫做丙酮酸的分子。如果有足够的氧气供应,或者有时有其他类型的电子受体,丙酮酸就会转移到有氧呼吸的下一部分。糖酵解过程使2 ATP净增加。

发酵本质上是相同的过程。碳水化合物被分解,但最终产物不是丙酮酸,而是一种不同的分子,这取决于发酵的类型。发酵通常是由于缺乏足够的氧气来继续进行有氧呼吸链而引发的。人类经历乳酸发酵。不是用丙酮酸来完成,而是产生乳酸。

其他生物体可以进行酒精发酵,其结果既不是丙酮酸也不是乳酸。在这种情况下,有机体产生乙醇。其他类型的发酵不太常见,但都会产生不同的产品,这取决于正在发酵的生物体。由于发酵不使用电子传递链,因此不被认为是一种呼吸。

无氧呼吸

即使发酵是在没有氧气的情况下进行的,它也不同于无氧呼吸。无氧呼吸开始的方式与有氧呼吸和发酵相同。第一步仍然是糖酵解,它仍然从一个碳水化合物分子中产生2个ATP。然而,与发酵一样,无氧呼吸不是以糖酵解结束,而是产生丙酮酸,然后继续以与有氧呼吸相同的路径进行。

在制造出一种叫做乙酰辅酶a的分子后,它继续进行柠檬酸循环。更多的电子载体被制造出来,然后所有的东西都在电子传输链上结束。电子载体将电子沉积在链的起始处,然后通过一个称为化学渗透的过程,产生许多ATP。为了使电子传输链继续工作,必须有一个最终的电子受体。如果这个受体是氧,这个过程被认为是有氧呼吸。然而,某些类型的生物体,包括许多类型的细菌和其他微生物,可以使用不同的最终电子受体。其中包括硝酸根离子、硫酸盐离子,甚至二氧化碳。

科学家认为,发酵和无氧呼吸是比有氧呼吸更古老的过程。早期地球大气中的缺氧使有氧呼吸变得不可能。通过进化,真核生物获得了利用光合作用产生的氧气“废物”进行有氧呼吸的能力。

  • 发表于 2021-09-23 22:55
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  • 分类:生物

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