主な違い 好気性発酵と嫌気性発酵の違いは、好気性発酵が電子伝達系で NAD を再生するのに対し、嫌気性呼吸での NAD の再生は解糖に続くことです。
発酵とは、酸素がない状態で起こる細胞呼吸のメカニズムを説明するために使用される用語です。しかし、好気性発酵では、電子伝達系の最後の電子受容体は酸素です。それにより、より正確には好気呼吸と呼ばれます 好気性発酵ではありません。嫌気性発酵の 2 つのメカニズムは、エタノール発酵と乳酸発酵です。 .
対象となる主な分野
1.好気性発酵とは
– 定義、プロセス、役割
2.嫌気性発酵とは
– 定義、プロセス、タイプ、役割
3.好気性発酵と嫌気性発酵の類似点は何ですか
– 共通機能の概要
4.好気性発酵と嫌気性発酵の違いは何ですか
– 主な相違点の比較
重要な用語:好気性発酵、嫌気性発酵、ATP、グルコース、NAD、酸素
好気性発酵とは
上で述べたように、好気性呼吸は、好気性発酵のより正確で科学的な用語です。好気呼吸とは、食物を完全に酸化することによるエネルギーの生成に関与する一連の化学反応を指します。副産物として二酸化炭素と水を放出します。好気呼吸は、主に高等動植物で行われます。これは、エネルギー生産のさまざまなプロセスの中で最も効率的なプロセスです。好気呼吸の 3 つのステップは、解糖系、クレブス回路、電子伝達系です。
解糖
解糖は、細胞質で起こる好気呼吸の最初のステップです。このプロセスは、グルコースを 2 つのピルビン酸分子に分解します。ピルビン酸分子は、酸化的脱炭酸を受けてアセチル-CoAを形成します。 2 ATP と 2 NADH がこのプロセスの収量です。
クレブス サイクル
ミトコンドリア マトリックス内でクレブス サイクルが発生します。アセチル CoA の二酸化炭素への完全な分解がクレブス回路で起こり、開始化合物であるオキサロ酢酸が再生されます。クレブス サイクルでは、アセチル CoA からエネルギーが放出され、2 つの GTP、6 つの NADH、および 2 つの FADH2 が生成されます。 .
電子輸送チェーン
酸化的リン酸化中の ATP の生成には、NADH と FADH2 の還元力が使用されます。ミトコンドリアの内膜で発生します。下の図は、好気呼吸の全体的な化学反応を示しています。
C6 H12 O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2 O + 36ATP
図 1:有酸素呼吸 – ステップ
嫌気性発酵とは
発酵とは、酸素の不在下で、微生物が有機基質をエタノールまたは乳酸に化学的に分解することを指します。通常、それは発泡性と熱を放ちます。発酵は、酵母、寄生虫、細菌などの微生物の細胞質の局所で起こります。発酵の 2 つのステップは、解糖とピルビン酸の部分酸化です。ピルビン酸の酸化経路に基づいて、発酵は 2 つのタイプで構成されます。エタノール発酵と乳酸発酵。発酵の正味収量はわずか 2 ATP です。
図 2:好気性および嫌気性発酵
エタノール発酵
エタノール発酵は、主に酸素のない酵母で行われます。このプロセスでは、二酸化炭素を除去すると、ピルビン酸がアセトアルデヒドに脱炭酸化されます。次に、アセトアルデヒドは、NADH の水素原子を使用してエタノールに変換されます。泡立ちは、炭酸ガスが培地に放出されることにより発生します。エタノール発酵のバランスの取れた化学式は次のとおりです。
C6 H12 O6 → 2C2 H5 オハイオ州 + 2CO2 + 2ATP
乳酸発酵
乳酸発酵は主に細菌で行われます。乳酸発酵中、ピルビン酸は乳酸に変換されます。エタノール発酵と乳酸発酵の全体的な化学反応は次のとおりです。
C6 H12 O6 → 2C3 H6 O3 + 2ATP
好気性発酵と嫌気性発酵の類似点
- 好気性発酵と嫌気性発酵は、細胞プロセスのエネルギーを生成する細胞呼吸の 2 つのメカニズムです。
- どちらの発酵もグルコースを基質として使用し、処理中に ATP を生成します。
- 二酸化炭素は両方のプロセスで生成されます。
- どちらも細胞質で解糖を受けます。
好気性発酵と嫌気性発酵の違い
定義
好気性発酵: 食品を完全に酸化してエネルギーを生成する一連の化学反応
嫌気性発酵: 酸素存在下での微生物による有機基質のエタノールまたは乳酸への化学的分解
発生
好気性発酵: 細胞質とミトコンドリアの両方で発生
嫌気性発酵: 細胞質に発生
生物の種類
好気性発酵: 高等動植物に発生
嫌気性発酵: 酵母、寄生虫、バクテリアに発生
酸素
好気性発酵: 電子伝達系の最終電子受容体として酸素分子を使用
嫌気性発酵: 酸素を使用しません
水
好気性発酵: グルコース分子あたり 6 つの水分子を生成します
嫌気性発酵: 水を出さない
基質の酸化
好気性発酵: グルコースは二酸化炭素と酸素に完全に分解されます
嫌気性発酵: グルコースはエタノールと乳酸のいずれかに不完全に酸化されます
NAD再生
好気性発酵: NAD 再生は電子伝達系で発生します
嫌気性発酵: NAD 再生は、ピルビン酸の部分酸化中に発生します
NAD再生中のATP産生
好気性発酵: ATP は NAD 再生中の収量です
嫌気性発酵: ATP は NAD 再生中の収量ではありません
生成された ATP の数
好気性発酵: 36 ATPを生成
嫌気性発酵: 2 ATP を生成します
結論
好気性発酵と嫌気性発酵は、グルコースからのエネルギー生産に関与する 2 種類の細胞呼吸です。好気性発酵は酸素を必要としますが、嫌気性発酵は酸素を必要としません。 NAD 再生は、好気呼吸の電子伝達系で発生しますが、嫌気呼吸ではピルビン酸の部分酸化中に発生します。
参照:
1.「発酵と嫌気呼吸」。 カーン アカデミー 、ここから入手できます。
画像提供:
1.「細胞呼吸フローチャート」en.wikipedia のユーザー Daycd、Pdefer、Bdesham による – bdesham が en:OmniGraffle で作成。 en:GraphicConverter (パブリック ドメイン) で Commons Wikimedia 経由で後処理
2. Darekk2による「細胞呼吸」–コモンズウィキメディア経由の自作（CC BY-SA 3.0）
