الفرق بين التنفس الهوائي واللاهوائي

• 2020

يشير مصطلح Aerobic إلى مصطلح "في وجود الأكسجين" بينما تشير كلمة اللاهوائية إلى "غياب الأكسجين". لذلك يسمى التنفس الذي يحدث في وجود الأكسجين باسم التنفس الهوائي ، من ناحية أخرى ، التنفس الذي يحدث في غياب الأكسجين يعرف التنفس اللاهوائي.

وبناءً عليه ، يسمى التفاعل الكيميائي الذي ينطوي على تفكك جزيء المغذيات بهدف إنتاج الطاقة بالتنفس . وبالتالي الطاقة التي يحتاجها الجسم لأداء جيد التي ينتجها التفاعل الكيميائي. تحدث هذه العملية في الميتوكوندريا أو في السيتوبلازم للخلية إما هوائيًا أو لا هوائيًا.

أدناه سننظر في النقاط الهامة التي تميز التنفس الهوائي للتنفس اللاهوائي.

رسم بياني للمقارنة

تعريف التنفس الهوائي

يمكن وصف التنفس الهوائي بأنه سلسلة التفاعلات التي تحفزها الإنزيمات. تتضمن الآلية نقل الإلكترونات من الجزيئات التي تعمل كمصدر للوقود مثل الجلوكوز إلى الأكسجين الذي يعمل كمستقبل إلكتروني نهائي.

هذا هو المسار الرئيسي لإنتاج الطاقة في التنفس الهوائي. يوفر هذا المخطط في النهاية وسيطات ATP وسيطة أيضية ، تعمل كمقدمة للعديد من المسارات الأخرى في الخلية ، مثل الكربوهيدرات وتوليف الدهون والبروتين.

وبالتالي يمكن تلخيص المعادلة على النحو التالي:

لذا فإن العائد الإجمالي لـ ATP هو 40: أربعة من تحلل السكر ، واثنان من TCA ، و 34 من نقل الإلكترون. على الرغم من استخدام 2 ATP في تحلل السكر في وقت مبكر ، لذلك هذا يعطي فقط 38 ATP في المرة الواحدة .

بينما كمية الطاقة الكلية المنبعثة 2900 كيلوجول / مول من الجلوكوز. لا يوجد إنتاج حمض اللاكتيك. تستمر عملية التنفس الهوائي بشكل مستمر في جسم النباتات والحيوانات.

تعريف التنفس اللاهوائي

يمكن تمييز التنفس اللاهوائي عن التنفس الهوائي فيما يتعلق بمشاركة الأكسجين أثناء تحويل الموارد المعطاة مثل الجلوكوز إلى طاقة.

طورت بعض البكتيريا هذا النوع من النظام حيث تستخدم الأملاح المحتوية على الأكسجين ، بدلاً من استخدام الأكسجين الحر كمستقبل إلكتروني. الطاقة التي ينتجها التنفس اللاهوائي مفيدة في وقت ارتفاع الطلب على الطاقة في الأنسجة عندما يكون الأكسجين الناتج عن التنفس الهوائي غير قادر على تلبية الطلب المطلوب. على الرغم من أنها تنتج بكمية أقل بكثير مقارنة بالتنفس الهوائي.

وبالتالي يمكن تلخيص المعادلة على النحو التالي:

كما هو الحال في التفاعل أعلاه ، لا يتحلل الجلوكوز تمامًا ، وبالتالي ينتج طاقة أقل جدًا. لذا فإن الكمية الإجمالية للطاقة المنبعثة فيما يتعلق بالكيلو جول هي 120 كيلوجول / مول من الجلوكوز. ينتج حمض اللاكتيك.

الاختلافات الرئيسية بين التنفس الهوائي والتنفس اللاهوائي

فيما يلي الاختلافات الجوهرية بين نوعي التنفس:

1. يسمى تفكك الجلوكوز في وجود الأكسجين لإنتاج كمية أكبر من الطاقة باسم التنفس الهوائي . في حين أن
   يسمى تفكك الجلوكوز في غياب الأكسجين لإنتاج الطاقة باسم التنفس اللاهوائي .
2. المعادلة الكيميائية للتنفس الهوائي هي الجلوكوز + الأكسجين يعطي ثاني أكسيد الكربون + الماء + الطاقة في حين أن معادلة التنفس اللاهوائي هي الجلوكوز تعطي حمض اللاكتيك + الطاقة
3. يحدث التنفس الهوائي في السيتوبلازم إلى الميتوكوندريا ، بينما يحدث التنفس اللاهوائي في السيتوبلازم فقط.
4. يتم إنتاج كمية عالية من الطاقة وإطلاق 38 ATP في وقت واحد في التنفس الهوائي. يتم إنتاج كمية أقل من الطاقة ويتم إطلاق 2 ATP في نفس الوقت في التنفس اللاهوائي.
5. المنتج النهائي في التنفس الهوائي هو ثاني أكسيد الكربون والماء ، في حين أن حمض اللاكتيك (الخلايا الحيوانية) وثاني أكسيد الكربون
   والإيثانول (الخلية النباتية) هو المنتج النهائي في التنفس اللاهوائي.
6. يتطلب التنفس الهوائي الأكسجين والجلوكوز لإنتاج الطاقة ، بينما في التنفس اللاهوائي لا يتطلب الأكسجين ولكنه يستخدم
   الجلوكوز لإنتاج الطاقة.
7. المراحل التي ينطوي عليها التنفس الهوائي هي - 1. تحلل السكر - يسمى أيضًا مسار Embden-Meyerhof-Parnas (EMP) ؛ 2 - سلسلة الجهاز التنفسي (نقل الإلكترون والفسفرة التأكسدية) ؛ 3. دورة حمض الكربوكسيل (TCA) ، والمعروفة أيضًا باسم دورة حمض الستريك أو دورة كريبس في حين أن التنفس اللاهوائي ينطوي على مرحلتين فقط وهما 1. تحلل السكر و 2. التخمير
8. يظهر التنفس الهوائي عملية احتراق كاملة ، في حين أنه غير كامل في التنفس اللاهوائي.
9. التنفس الهوائي هو عملية طويلة لإنتاج الطاقة في حين أن التنفس اللاهوائي هو عملية سريعة نسبيًا.
10. أمثلة على التنفس الهوائي يحدث في العديد من النباتات والحيوانات (حقيقيات النوى) بينما يحدث التنفس اللاهوائي في العضلات البشرية
    الخلايا (حقيقيات النوى) ، البكتيريا ، الخميرة (بدائيات النوى) ، إلخ.

استنتاج

من المقال أعلاه ، يمكننا أن نقول أن الطاقة عامل أساسي فيما يتعلق بالعمل الذي يقوم به الجسم. يتم تحقيق متطلبات الطاقة من خلال نوعين من التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل الخلية داخل الجسم لجميع أنواع الكائنات الحية مثل الكائنات الحية الدقيقة والنباتات والحيوانات. هذه التفاعلات الكيميائية من نوعين أحدهما يسمى التنفس الهوائي والآخر يسمى التنفس اللاهوائي ، الذي ناقشناه أعلاه.

التنفس والتنفس هما نوعان مختلفان من العمليات ، التي تتم في نفس الوقت داخل الجسم ، حيث يرتبط الأول (التنفس) بإنتاج الطاقة ، بما في ذلك انهيار المغذيات وتحويلها إلى شكل طاقة ، في حين أن الأخير (التنفس) مرتبط باستنشاق وعملية الزفير للأكسجين وثاني أكسيد الكربون نسبيًا.