تحدث عمليات كيميائية مختلفة في كل مكان حولنا. ولكن على الرغم من عدم اهتمامنا ، فإننا نواجه مرة أخرى ظاهرتين شائعتين: تحلل السكر والتخمير. تبدأ العملية في خلايا الكائنات الحية. إنهما مختلفان بشكل لا لبس فيه ، لكن ما مدى اختلافهما؟ هذا شيء سننظر فيه في هذه المقالة.
تحلل السكر مقابل التخمير
يتمثل الاختلاف الرئيسي بين تحلل السكر والتخمير في أن تحلل السكر قد يتطلب أو لا يحتاج إلى أكسجين ، بينما يحدث التخمير بدونه. التحلل السكري هو الخطوة الأولى في إنتاج جزيء تخزين الطاقة ATP ، وبمجرد أن يبدأ ، يمكن أن يستمر بإحدى طريقتين: مع الأكسجين أو بدونه. التخمر هو نتيجة مسار خال من الأكسجين.
تحلل السكر هو الخطوة الأولى في عملية التنفس الخلوي. تبدأ العملية بتفكك الجلوكوز ، وهو جزيء من ستة كربون ينقسم إلى جزيئين مع ثلاث ذرات كربون لكل منهما. يمكن أن تحدث العملية في وجود الأكسجين وغياب الأكسجين.
من ناحية أخرى ، فإن التخمير هو تفاعل كيميائي لاهوائي يحدث كجزء من التنفس الخلوي. التنفس اللاهوائي هو مصطلح آخر للتخمير. يحدث التفاعل في سيتوبلازم الخلايا حقيقية النواة. هذا النمط من التفاعل هو أيضًا أقل كفاءة من الأول لأنه يحدث عندما يكون الأكسجين نادرًا.
جدول مقارنة بين تحلل السكر والتخمير
| معلمات المقارنة | تحلل السكر | التخمير |
| هل يأخذ في وجود الأكسجين؟ | نعم | رقم |
| حادثة | الميتوكوندريا | السيتوبلازم |
| كم عدد جزيئات ATP التي تنتجها؟ | 4 جزيئات ATP | 2 جزيئات ATP |
| التحويل الكيميائي | الجلوكوز إلى بيروفات | بيروفات لحمض اللاكتيك والكحول |
| المنتجات النهائية | 2 جزيء بيروفات ، 4 جزيئات ATP ، واثنين من جزيئات NADH. | ثاني أكسيد الكربون والإيثانول والطاقة. |
ما هو تحلل الجلوكوز؟
يستخدم الغذاء كوقود من قبل الكائن الحي ، ويتم تحويل الطعام إلى وقود من خلال سلسلة من التفاعلات الكيميائية. نحن نتحدث عن تحلل السكر ، المرحلة الأولى من التنفس الخلوي. يساعد في تكوين ATP ، أو Adenosine Triphosphate ، وهو نوع من جزيئات الطاقة. يعد تكسير جزيء الجلوكوز الخطوة الأولى في عملية تحلل السكر. ست ذرات كربون تشكل جزيء الجلوكوز. يمكن إجراء العملية في وجود أو عدم وجود الأكسجين. في وجود الأكسجين ، يتقدم تحلل السكر إلى دورة كريب. تتبع دورة حمض الستريك خطوة تغيير نقل الإلكترون في دورة كريبس. يتم إنتاج ATP مبدئيًا في هذه الخطوة.
على الرغم من أن الهدف الرئيسي للعملية هو إنتاج الطاقة (ATPs) ، إلا أنها تبدأ بتكسير الجلوكوز بمساعدة جزيئين من ATP. ينقسم الجلوكوز إلى جزئين ، يحتوي كل منهما على ثلاثة ذرات كربون. يتم بعد ذلك تحويل اثنين أو ثلاثة ذرات كربون ، أو فسفوغلايسيرالديهايد ، إلى بيروفات ، جزيء ثلاثي الكربون. ومن الجدير بالذكر أيضًا أن كل فوسفوجلايسيرالديهايد يولد جزيئين من ATP ، ليصبح المجموع أربعة جزيئات ATP و NADH. في مرحلة ETC ، يساعد NADH في إنتاج ATPs. أهم شيء يجب تذكره هو أن الجلوكوز يتحول إلى جزيئات البيروفات.
ما هو التخمير؟
في المقابل ، فإن التخمير هو تفاعل كيميائي لا هوائي يحدث أثناء التنفس الخلوي. التنفس اللاهوائي هو اسم آخر للتخمير. يحدث التفاعل في سيتوبلازم الخلايا حقيقية النواة. هذا النمط من التفاعل أقل كفاءة من الأول لأنه يحدث عندما يندر الأكسجين. يمكن أن يأخذ التخمير شكلين: أحدهما يحدث في النباتات والخميرة ، والآخر يحدث في الحيوانات. من الجدير بالذكر أن الخميرة كائنات وحيدة الخلية. الجلوكوز هو الجزيء الأساسي لكلا النوعين ؛ كما ذكرنا سابقًا ، فهو جزيء ذرة من ستة كربون.
ما يميز نوعي النباتات والخميرة والحيوان هما نتاجهما النهائي. في النباتات والخمائر ، ينتج الإيثانول وثاني أكسيد الكربون والطاقة. العمليات الطاردة للحرارة هي تلك التي تطلق الطاقة ، وهذا هو السبب في أن التنفس يسمى عملية طاردة للحرارة. من ناحية أخرى ، تنتج الحيوانات حمض اللاكتيك والطاقة. بالمقارنة مع التخمير ، وهو عملية تنفسية هوائية ، فإن تحلل السكر يطلق الكثير من الطاقة. وبالتالي ، يتم إنتاج أربعة جزيئات ATP أثناء تحلل السكر ، بينما يمكن إنتاج جزيئين فقط من ATP أثناء التخمير. يفتقر التخمير إلى الفسفرة المؤكسدة ، والتي تحدث في غياب الأكسجين. على عكس تحلل السكر ، لا يسمح التخمير بدورة كريبس أو مرحلة نقل الإلكترون.
الاختلافات الرئيسية بين تحلل السكر والتخمير
استنتاج
تتمثل الخطوة الأولى في عملية تحلل السكر في تحلل جزيء الجلوكوز. يتقدم تحلل السكر إلى دورة كريب في وجود الأكسجين. في هذه الخطوة ، يتم إنشاء ATP لأول مرة. تبدأ العملية بتكسير الجلوكوز بمساعدة جزيئي ATP ، على الرغم من أن الهدف الرئيسي هو إنتاج الطاقة (ATPs). يساعد NADH في إنتاج ATPs خلال مرحلة ETC. الشيء الرئيسي الذي يجب أخذه في الاعتبار هو أن الجلوكوز يتحول إلى جزيئات البيروفات.
التخمير ، من ناحية أخرى ، هو تفاعل كيميائي لاهوائي يحدث أثناء التنفس الخلوي. يمكن أن يحدث التخمير بطريقتين: الأولى في النباتات والخميرة ، والأخرى في الحيوانات. المنتجات النهائية لنوعين من النباتات والخميرة والحيوان هي ما يميزهما. ينتج الإيثانول وثاني أكسيد الكربون والطاقة في النباتات والخمائر. يطلق تحلل السكر طاقة أكثر بكثير من التخمير ، وهو عملية تنفسية هوائية.
يختلف تحلل السكر والتخمير بشكل أساسي في أن تحلل السكر قد يتطلب أو لا يحتاج إلى أكسجين ، في حين أن التخمير لا يتطلب ذلك. تحلل السكر هو الخطوة الأولى في إنتاج جزيء تخزين الطاقة ATP ، ويمكن أن يسير بإحدى طريقتين بمجرد أن يبدأ: مع الأكسجين أو بدونه. التخمر هو نتيجة مسار خال من الأكسجين.
