При аэробном дыхании на каждую окисленную молекулу глюкозы образуется 38 молекул АТФ.
Общее количество энергии, высвобождаемой при полном окислении глюкозы, составляет 2880 кДж на 1 моль.
В одном моле АТФ заключено 30,6 кДж. В 38 молях АТФ заключено 30,6 х38 = 1162,8 кДж.
Таким образом, эффективность превращения энергии при аэробном дыхании составляет: 1162,8/2880 = 40,4%.
Анаэробное дыхание
1. ДРОЖЖИ (СПИРТОВОЕ БРОЖЕНИЕ). При спиртовом брожении на каждую молекулу глюкозы образуются две молекулы АТФ.
Общее количество энергии, высвобождаемой из глюкозы при ее превращении в этанол, составляет 210 кДж на 1 моль.
В двух молях АТФ заключено 2 х30,6 = 61,2 кДж.
Следовательно, эффективность превращения энергии при спиртовом брожении составляет 61,2/210 = 29,1%.
2. МЫШЦЫ (МОЛОЧНОКИСЛОЕ БРОЖЕНИЕ). При молочнокислом брожении на каждую молекулу глюкозы образуются две молекулы АТФ.
Глюкоза————> 2Молочная кислота + 2АТФ
Общее количество энергии, высвобождаемой из глюкозы при ее превращении в молочную кислоту, составляет 150 кДж на 1 моль.
Таким образом, эффективность превращения энергии при молочнокислом брожении составляет 61,2/150 = 40,8%.
Приведенные цифры показывают, что эффективность превращения энергии в каждой из этих систем довольно высокая по сравнению с бензиновым (25-30%) или паровым (8-12%) двигателями. Количество же энергии, запасаемое в виде АТФ при аэробном дыхании, в 19 раз больше, чем при анаэробном (38 молекул АТФ на одну молекулу глюкозы в первом случае и 2 молекулы АТФ — во втором). С этой точки зрения аэробное дыхание значительно эффективнее анаэробного. Связано это с тем, что при анаэробном дыхании значительная часть энергии остается «запертой» в этаноле или молочной кислоте. Энергия, заключенная в этаноле, так и остается для дрожжей навсегда недоступной и, значит, спиртовое брожение в смысле получения энергии — малоэффективный процесс. Из молочной же кислоты позднее может быть извлечено довольно большое количество энергии, если появится кислород. В присутствии кислорода молочная кислота превращается в печени в пировиноградную кислоту. Последняя поступает затем в цикл Кребса и полностью окисляется до С02 и Н2О, в результате чего дополнительно образуется большое количество молекул АТФ. Возможен и другой путь — за счет энергии АТФ из пировиноградной кислоты может вновь образоваться глюкоза в процессе, который представляет собой обращение гликолиза.
Источник
Различия между аэробным и анаэробным дыханием
Из этой статье вы узнаете, в чем заключаются различия между двумя основными типами клеточного дыхания: аэробным и анаэробным. Мы рассмотрим основы каждого типа дыхания, какие организмы их используют и какие продукты они создают.
Клеточное дыхание
Клеточное дыхание – это процесс, при котором организмы расщепляют глюкозу из пищи, чтобы создать пригодную для использования форму энергии, называемую АТФ. Сокращенно от аденозинтрифосфата, АТФ легко переносит энергию по организму. Когда одна из трех фосфатных групп АТФ отрывается, энергия высвобождается для использования всеми клетками. Ясно, что клеточное дыхание – важный процесс, и существует два основных типа клеточного дыхания: аэробное и анаэробное. Давайте рассмотрим и сравним эти процессы.
Аэробное дыхание
Аэробное дыхание может происходить только в присутствии кислорода. Во время аэробного дыхания реагенты кислород и глюкоза превращаются в продукты диоксид углерода, воду и АТФ.
Эти продукты образуются во время аэробного дыхания в течение трех этапов: гликолиза, цикла лимонной кислоты и окислительного фосфорилирования. Во время гликолиза молекулы глюкозы распадаются на две более мелкие молекулы пирувата. В цикле лимонной кислоты электроны высвобождаются и собираются молекулами акцептора. Во время окислительного фосфорилирования электроны помогают создать градиент концентрации с ионами водорода, которые помогают молекуле, называемой АТФ-синтаза, создавать АТФ.
Большинство эукариотических организмов используют аэробное дыхание. Эукариотические организмы – это организмы, клетки которых содержат ядро и другие мембраносвязанные органеллы. Практически все растения, животные и грибы используют аэробное дыхание, а также некоторые бактерии.
Анаэробное дыхание
Анаэробное дыхание происходит при отсутствии кислорода. Оно состоит из двух этапов. Первым этапом, как и при аэробном дыхании, является гликолиз, который производит АТФ из реагирующей глюкозы. На втором этапе, ферментации, образуется молочная кислота или этанол, в зависимости от типа ферментации. Молочная кислота образуется в результате ферментации молочной кислоты, а этанол – в результате ферментации спирта. Вот почему мы используем дрожжи в производстве хлеба или пива, чтобы создать этанол.
Анаэробное дыхание обычно осуществляется микроорганизмами, такими как бактерии, которые являются прокариотическими и лишены ядра. Бактерии и клетки животных используют молочнокислое брожение. Примером молочнокислого брожения является ощущение жжения в мышцах после пробежки. Это происходит, когда ваши мышечные клетки не получают достаточно кислорода и им приходится дышать анаэробно. Молочная кислота дает вашим мышцам ощущение жжения, а недостаток АТФ заставляет вас чувствовать усталость.
Отличия
Как мы уже говорили, основное различие между аэробным и анаэробным дыханием заключается в том, присутствует ли кислород. Для аэробного дыхания нужен кислород, а для анаэробного – нет. Это присутствие кислорода определяет, какие продукты будут созданы. Во время аэробного дыхания вырабатываются углекислый газ, вода и АТФ. Во время анаэробного дыхания образуются молочная кислота, этанол и АТФ.
При анаэробном дыхании синтезируется только 2 молекулы АТФ, а при аэробном дыхании – 36. Более того, аэробное дыхание имеет тенденцию происходить у эукариотических организмов, клетки которых имеют ядро, тогда как анаэробное дыхание происходит у прокариотических организмов. Однако важно отметить, что животные подвергаются молочнокислой ферментации, которая является анаэробной. Это происходит, когда мышечные клетки не могут получать достаточно кислорода.
Подведение итогов
Клеточное дыхание – это процесс, при котором организмы вырабатывают АТФ из глюкозы. Это происходит в присутствии кислорода во время аэробного дыхания, и без доступа к кислороду во время анаэробного дыхания. Небольшие прокариотические организмы, такие как бактерии, обычно используют анаэробное дыхание для производства 2 молекул АТФ. Более крупные эукариотические организмы обычно используют аэробное дыхание для синтеза 36 молекул АТФ.
Источник
Типы дыхания живых существ
типы дыхания живых существ Они варьируются в зависимости от типа организма, о котором мы говорим, и их физических характеристик. В целом, живые существа одной семьи (растения, грибы, бактерии . ) будут дышать одинаково..
Дыхание является одним из основных процессов всех живых существ. Благодаря этому организмы могут получать кислород, необходимый им для превращения пищи в энергию. Однако не все живые существа практикуют дыхание одинаково.
Животные, однако, являются исключением. В животном мире мы можем найти несколько типов дыхания в зависимости от органов, которые были разработаны для этой цели. Таким образом, есть животные с жабрами, другие с легкими и другие, которые дышат через собственную кожу.
1 Типы дыхания, общие для всех живых существ
1.1 Аэробное дыхание
1.2 Анаэробное дыхание
2 Дыхание в растениях
3 Дыхание у животных
3.1 Кожное дыхание
3.2 Трахеальное дыхание
3.3 Жаберное дыхание
3.4 Легочное дыхание
4 Ссылки
Типы дыхания, общие для всех живых существ
Хотя дыхание растений, животных и бактерий происходит через разные процессы, все типы живых существ имеют некоторые важные характеристики. В частности, ваше дыхание можно разделить на два четко различимых типа: аэробный и анаэробный.
Аэробное дыхание
Аэробное дыхание — это способ извлечения энергии из питательных веществ посредством сложного процесса, в котором кислород извне используется для окисления молекул пищи, таких как глюкоза..
В целом, этот тип дыхания типичен для сложных организмов, таких как все эукариотические организмы и некоторые бактерии. Аэробное дыхание происходит в митохондриях.
В этом процессе, помимо энергии, также выделяются CO2 и вода..
Анаэробное дыхание
Анаэробное дыхание отличается от предыдущего в основном отсутствием внешнего кислорода во время процесса. Он используется в основном некоторыми типами бактерий; и CO2 и этиловый спирт высвобождаются. Однако его не следует путать с брожением.
Дыхание в растениях
Растения также дышат. Хотя они производят кислород в процессе фотосинтеза, им также необходимо обменять CO2, который они производят, на кислород извне.
Все части растения дышат: стебель, корни, листья и даже цветы. Части, которые находятся в контакте с воздухом, поглощают кислород через небольшие отверстия в листьях (устьицах) и стволе или стволе (чечевица).
Однако, несмотря на то, что растения могут поглощать кислород через все его части, его основным дыхательным органом являются листья, которые также ответственны за фотосинтез. Оба процесса происходят одновременно в присутствии солнечного света.
В целом, листья отвечают за два дыхательных процесса: обмен углекислого газа на кислород и выброс водяного пара, который происходит при аэробном дыхании, в окружающую среду..
Корни растения также должны дышать, чтобы они поглощали кислород из воздушных карманов, оставленных в земле..
Дыхание у животных
У животных мы можем найти большие различия в типах дыхания, которые они практикуют. На протяжении истории эволюции у животных развивались различные специализированные органы, которые позволяли им адаптироваться к окружающей среде и дышать максимально эффективно..
В зависимости от основного органа, который животное использует для поглощения кислорода, мы можем в основном найти четыре типа дыхания: кожное дыхание, дыхание трахеи, ветвистое дыхание и легочное дыхание..
Кожное дыхание
Кожное дыхание является наименее сложным типом дыхания животных, поскольку организмы, которые его практикуют, не нуждаются в каком-либо специализированном органе, чтобы практиковать его. Обмен кислорода и углекислого газа происходит непосредственно через кожу.
Обычно этот тип дыхания встречается у мелких животных с очень тонкой кожей и поэтому позволяет без проблем проходить через дыхательные пути. Некоторые из животных, которые практикуют это — улитки, жабы и черви.
Трахеальное дыхание
Дыхание трахеи практикуется под искусством: насекомые, паукообразные, ракообразные . Оно характеризуется появлением трубок, называемых трахеями, которые связаны друг с другом и снаружи. Эти трахеи отвечают за транспортировку кислорода к клеткам животного..
Трахеи связаны с наружными отверстиями, называемыми дыхальцами, через которые происходит обмен кислорода и углекислого газа. Одной из самых любопытных особенностей этого типа дыхания является то, что он не требует вмешательства какого-либо типа системы кровообращения..
Жаберное дыхание
Ветвистое дыхание — это дыхательная система, используемая водными животными. Этот тип организмов осуществляет обмен кислорода и углекислого газа через органы, называемые жабрами, которые способны отфильтровывать растворенный в воде кислород..
Как только кислород поглощается из воды, жабры передают его в кровь, которая затем транспортирует его во все клетки и ткани организма животного. Оказавшись в клетках, митохондрии используют кислород для получения энергии.
Благодаря функционированию этой системы животным, которые выполняют ветвистое дыхание, требуется система кровообращения, чтобы кислород достигал всех клеток их тела..
Легочное дыхание
Легкое дыхание является наиболее сложной формой дыхания животных и характерно для млекопитающих, рептилий и птиц. Самая замечательная особенность этого типа дыхания — появление специализированных органов, называемых легкими, которые отвечают за обмен газов с внешней средой..
У человека дыхательная система делится на две части: верхнюю и нижнюю.
Верхняя дыхательная система состоит из ноздрей, носовой полости, глотки и гортани.
Нижняя дыхательная система состоит из трахеи, бронхов, бронхиол и альвеол.
У людей воздух проходит через ноздри и проходит через всю дыхательную систему в бронхи, где ток разделяется между двумя легкими. Попав в каждое легкое, воздух достигает альвеол, которые отвечают за обмен диоксида углерода на кислород.
