Oddychanie beztlenowe w drożdżach: co, jak, kiedy, gdzie, droga i kilka faktów

by

Oddychanie beztlenowe to proces oddychania niezależny od tlenu, co oznacza, że ​​gdy tlen nie jest obecny w środowisku dzięki temu procesowi, organizm może wytwarzać energię. Tutaj omówimy wszystkie możliwe aspekty oddychania beztlenowego u drożdży. 

Gdy w środowisku brakuje tlenu, drożdże zaczynają oddychać beztlenowo. W tym procesie cząsteczki cukru lub glukozy ulegają glikolizie i ulegają rozpadowi do pirogronianu. Pirogronian dalej się rozkłada, wytwarzając niewielką ilość energii z etanolem i dwutlenkiem węgla. Ten rodzaj oddychania jest znany w drożdżach jako oddychanie beztlenowe. 

Drożdże pospolite lub Saccharomyces cerevisiae to jeden z najpopularniejszych w handlu gatunków drożdży ze względu na jego rolę w procesie fermentacji. Drożdże mają zdolność oddychania zarówno tlenowego, jak i beztlenowego, ale gdy w środowisku nie ma tlenu, drożdże zaczynają oddychać beztlenowo. Znany jest również jako drożdże Bekera.

Oddychanie beztlenowe w drożdżach

Oddychanie beztlenowe od Wikimedia Commons

Jak przebiega oddychanie beztlenowe u drożdży?  ?

Drożdże są jednokomórkowe grzyby eukariotyczne, zdolny do prowadzenia oddychania komórkowego zarówno w sposób tlenowy, jak i beztlenowy.

Gdy w środowisku komórkowym obecny jest tlen, drożdże przeprowadzają proces oddychania tlenowego i wytwarzają więcej energii. Ale jeśli w środowisku brakuje tlenu, drożdże zaczynają fermentować. W procesie oddychania beztlenowego cząsteczka glukozy (cząsteczka 6-węglowa) ulega glikolizie i rozpada się na 2 cząsteczki pirogronianu (cząsteczka 3-węglowa). Później pirogronian przekształca się w organiczny alkohol Etanol (cząsteczka 2-węglowa), jedna grupa karboksylowa jest uwalniana jako cząsteczka dwutlenku węgla i uwalniana jest niewielka ilość energii.

Ponieważ w tym procesie cząsteczki tlenu nie są zaangażowane w inne cząsteczki nieorganiczne, takie jak siarczany, grupy azotanowe służą jako akceptor elektronów i energia uwalniania. Ten rodzaj procesu fosforylacji jest mniej wydajny niż proces fosforylacji oksydacyjnej. Stąd mniejsza ilość produkowanej energii. 

Gdzie występuje oddychanie beztlenowe u drożdży?

Drożdże to jednokomórkowy gatunek grzyba eukariotycznego. Posiadanie zdolności oddychania w obu tlenowy i beztlenowy sposób.

Oddychanie beztlenowe u drożdży występuje w cytoplazmie komórkowej organizmu. 

W procesie oddychania tlenowego pierwszy etap glikolizy zachodzi w cytoplazmie, a późniejsze etapy od tworzenia acetylo-CoA do fosforylacji oksydacyjnej. występują w macierzy mitochondriów.

Kiedy oddychanie beztlenowe występuje u człowieka i drożdży?

Istnieją dwa główne rodzaje procesów oddychania beztlenowego, takie jak produkcja kwasu mlekowego i fermentacja alkoholowa. 

W człowieku zachodzi proces wytwarzania kwasu mlekowego, aw komórkach drożdży proces fermentacji alkoholowej. 

W człowieku zachodzi proces produkcji kwasu mlekowego. Podczas intensywnego wysiłku lub ciężkiej pracy w tkance mięśniowej brakuje tlenu w środowisku komórkowym. Aby to przezwyciężyć, komórki mięśniowe zaczynają oddychać beztlenowo i wytwarzać energię. W tym procesie glukoza ulega glikolizie i przekształca się w pirogronian. Pirogronian dalej rozpada się na kwas mlekowy i uwalnia energię. 

Glukoza → Kwas mlekowy + Energia

C6H12O6    → C3H6O3 + Energia (2ATP)

Rysunek 07 05 02 1

Produkcja kwasu mlekowego od Wikimedia Commons

W drożdżach, gdy w środowisku nie ma tlenu, zaczyna oddychać przez proces fermentacji. W tym procesie cząsteczki cukru lub glukozy ulegają glikolizie i ulegają rozpadowi do pirogronianu. Pirogronian dalej się rozkłada, wytwarzając niewielką ilość energii (zwykle 2 cząsteczki ATP) wraz z etanolem i dwutlenkiem węgla.

Glukoza → Etanol + Dwutlenek węgla + Energia

C6H12O6   → C2H5OH + CO2 + energia (2ATP)

zdjęcia 11 1

Fermentacja alkoholowa od Wikimedia Commons

Oddychanie beztlenowe w równaniu drożdży?

Równanie oddychania beztlenowego w drożdżach 

Glukoza → Etanol + Dwutlenek węgla + Energia

C6H12O6→ C.2H5OH + CO2+ energia (2ATP)

Równanie to mówi, że w jednym cyklu oddychania beztlenowego jedna cząsteczka glukozy (cząsteczka 6-węglowa) pęka i wytwarza niewielką ilość energii generalnie 2 cząsteczki ATP lub adenozynotrójfosforanu wraz z jedną cząsteczką etanolu (cząsteczka 2-węglowa) i jedna cząsteczka dwutlenek węgla (1 cząsteczka węgla).

Oddychanie beztlenowe w eksperymencie z drożdżami?

Stosowanie drożdży Saccharomyces cerevisiae lub normalnych jest bardzo popularne ekonomicznie ze względu na ich zdolność do wytwarzania alkoholu metodą oddychania beztlenowego. Zademonstrujmy oddychanie beztlenowe u drożdży za pomocą prostego eksperymentu.

Zasada

Wspólne drożdże lub saccharomyces cerevisiae to a jednokomórkowe grzyby eukariotyczne zdolne do oddychania beztlenowego przy braku cząsteczek tlenu. Podczas procesu oddychania beztlenowego drożdże rozbijają cząsteczki glukozy i wytwarzają pewną ilość energii wraz z alkoholem organicznym (etanolem) i dwutlenkiem węgla (CO2). Proces ten jest również znany jako proces fermentacji. 

C6H12O6   → C2H5OH + CO2 + energia (2ATP)

Wymagane materiały

  • Drożdże
  • 60g wody
  • 30g glukozy
  • łamacz
  • Kolba
  • Termometr
  • Korek z dwoma otworami
  • Palnik płomieniowy
  • Woda wapienna lub Ca (OH) 2 (wodny roztwór wodorotlenku wapnia)
  • Probówka
  • Płynna parafina
  • Rura dostawcza

Procedura

  • Wlej wodę do zlewki i dodaj do niej glukozę w proszku.
  • Podgrzej przez palnik.
  • Schłodź przegotowaną wodę bez wstrząsania.
  • Dodaj drożdże do wody
  • Przenieś go do kolby
  • Dodaj płynną parafinę do kolby
  • Zamknąć otwór kolby korkiem z dwoma otworami.
  • Włóż termometr do kolby z jednego otworu korka.
  • Włóż rurkę doprowadzającą przez drugi otwór.
  • Dopasuj drugi koniec probówki do probówki
  • Napełnij probówkę wodą wapienną
  • Zanotuj temperaturę początkową z odczytu termometru. 

Wynik

Po spędzeniu 24 godzin widzimy, że temperatura roztworu glukozy wzrasta. Woda wapienna w probówce zmienia kolor na biały, mleczny. Po otwarciu korka kolby z roztworu wydobywa się alkoholowy zapach. 

Analiza

Rosnąca temperatura roztworu wskazuje na produkcję energii w roztworze. Mlecznobiały kolor wody wapiennej oznacza uwolnienie CO2 lub dwutlenku węgla z roztworu glukozy. Zapach alkoholu wskazuje na wytwarzanie etanolu w roztworze próbki. 

Oznacza to, że drożdże przy braku tlenu (przegotowana woda) wykorzystują oddychanie beztlenowe wytwarzające energię wraz z etanolem i uwalniają z niego dwutlenek węgla CO2.

Aby dowiedzieć się więcej o organizmach beztlenowych, przeczytaj nasz artykuł na temat 10+ przykładów bakterii beztlenowych: szczegółowe wyjaśnienia

Oddychanie beztlenowe w produktach drożdżowych?

Podczas oddychania beztlenowego wraz z energią powstają również produkty uboczne reakcji.

Produkty wytwarzane podczas oddychania beztlenowego w drożdżach to 2 cząsteczki ATP lub adenozynotrójfosforanu, jedna cząsteczka etanolu (C2H5OH) i jedną cząsteczkę dwutlenku węgla (CO2). 

Szlak oddychania beztlenowego u drożdży 

Beztlenowy szlak oddychania nie jest tak złożony jak tlenowy szlak oddychania. Nie obejmuje tak wielu etapów, jak tworzenie acetylo-CoA, cykl Krebsa itp. Beztlenowy szlak oddychania jest bardzo prosty i ogólnie wytwarza energię wraz ze związkami organicznymi. 

Droga oddychania beztlenowego u drożdży obejmuje odpowiednio dwa etapy:

Glikoliza

Pierwszy etap oddychania beztlenowego jest taki sam jak oddychanie tlenowe, czyli glikoliza. W tym procesie cząsteczka glukozy (cząsteczka 6-węglowa) pęka i wytwarza pewną ilość energii, zwykle 2 cząsteczki ATP wraz z 2 cząsteczkami kwasu pirogronowego lub pirogronianu (cząsteczka 3-węglowa). 

Reakcja przejścia

Jest to drugi i ostatni etap oddychania beztlenowego. W procesie tym pirogronian zamienia się w jakiś związek organiczny, w przypadku drożdży w etanol i wytwarza mniej energii (2 ATP), uwalniając z niego dwutlenek węgla.  

Aby dowiedzieć się więcej, przeczytaj nasz artykuł na temat oddychania beztlenowego: Czy oddychanie beztlenowe fermentacji: co, dlaczego, szczegółowe fakty?

Czym różni się oddychanie beztlenowe w komórkach drożdży i ludzi?

Procesy oddychania beztlenowego w komórkach drożdży iw komórkach człowieka różnią się od siebie. 

W komórkach drożdży proces oddychania beztlenowego jest generalnie procesem fermentacji, w wyniku którego produktem ubocznym jest etanol lub inny alkohol.

W przypadku komórek ludzkich oddychanie beztlenowe jest generalnie procesem wytwarzania kwasu mlekowego, w którym kwas mlekowy jest wytwarzany jako produkt uboczny reakcji powodującej ból mięśni.

Aby dowiedzieć się więcej, przeczytaj nasz artykuł na temat oddychania beztlenowego 4+ Przykłady oddychania beztlenowego: szczegółowe wyjaśnienia

Ogólnie można powiedzieć, że oddychanie beztlenowe drożdży odgrywa bardzo istotną rolę ekonomicznie. Omawiamy również drogę i etapy procesu oddychania beztlenowego u drożdży. Widzimy różnicę między oddychaniem beztlenowym u drożdży a komórkami ludzkimi. Mam nadzieję, że będzie to dla ciebie dobrze pouczające.

Przeczytaj także: