Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

5.10: Бродіння

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    5767

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Форсаж

    М'язи цього спринтера знадобиться багато енергії, щоб завершити свою коротку гонку, тому що вони будуть працювати на максимальній швидкості. Дія триватиме недовго, але вона буде дуже інтенсивною. Енергія, необхідна спринтеру, не може бути забезпечена досить швидко аеробним клітинним диханням. Натомість їх м'язові клітини повинні використовувати інший процес для живлення їх діяльності.

    Спринтер на полі
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Спринтер на полі

    Виготовлення АТФ без кисню

    Клітини живих істот живлять свою діяльність за допомогою енергонесучої молекули АТФ (аденозинтрифосфату). Клітини більшості живих істот роблять АТФ з глюкози в процесі клітинного дихання. Цей процес відбувається в три основні стадії і одну проміжну стадію: гліколіз, окислення пірувату, цикл Кребса і транспорт електронів. Останні дві стадії вимагають кисню, що робить клітинне дихання аеробним процесом. Існують також інші способи виготовлення АТФ з глюкози без кисню, такі як анаеробне дихання та бродіння, виготовлення АТФ з глюкози без кисню. Наші клітини не виконують анаеробне дихання. Тому ми зупинимося лише на бродінні в цьому розділі.

    види бродіння, молочнокислі та спиртові
    Малюнок\(\PageIndex{2}\). На малюнку показаний гліколіз і бродіння. Існує два види бродіння, спиртова і молочнокисла. Бродіння слід за гліколізом при відсутності кисню. Спиртове бродіння виробляє етанол, вуглекислий газ і NAD +. Молочнокисле бродіння виробляє молочну кислоту (лактат) і NAD +. NAD + цикли назад, щоб гліколіз продовжувався, так що більше АТФ робиться. Кожна чорна куля на зображенні представляє атом вуглецю, а червоні кульки представляють кисень.

    Бродіння

    Бродіння починається з гліколізу, але воно не передбачає двох останніх етапів аеробного клітинного дихання (цикл Кребса і окислювальне фосфорилювання). Під час гліколізу два носії NAD+електронів зменшуються до двох молекул NADH і утворюються 2 нетто-АТФ. NADH повинен бути окислений назад, щоб гліколіз міг продовжуватися, а клітини могли продовжувати робити 2 АТФ. Клітини не можуть зробити більше 2 АТФ при бродінні, оскільки окислювальне фосфорилювання не відбувається через брак кисню. Існує два види бродіння, спиртове бродіння і молочнокисле бродіння. Наші клітини можуть виконувати лише молочнокислу ферментацію; однак ми використовуємо обидва типи бродіння, використовуючи інші організми.

    Алкогольне бродіння

    Алкогольне бродіння Процес, за допомогою якого це відбувається, узагальнений на рис\(\PageIndex{2}\). Дві молекули пірувату показані на цій діаграмі, походять від розщеплення глюкози через гліколіз. Цей процес також виробляє 2 молекули АТФ. Продовження розпаду пірувату виробляє ацетальдегід, вуглекислий газ і, зрештою, етанол. Алкогольне бродіння вимагає електронів від NADH і призводить до генерації NAD +.

    Дріжджі в хлібному тісті також використовують спиртове бродіння для отримання енергії і виробляють вуглекислий газ як продукт життєдіяльності. Виділяється вуглекислий газ викликає бульбашки в тесті і пояснює, чому тісто піднімається. Ви бачите маленькі дірочки в хлібі на малюнку\(\PageIndex{3}\)? Отвори утворилися бульбашками вуглекислого газу.

    скибочки хліба
    Малюнок\(\PageIndex{3}\): Отвори від газу вуглекислого газу в хлібному тісті залишаються позаду після випікання хліба.

    Бродіння молочної кислоти

    Молочнокисле бродіння здійснюється певними бактеріями, включаючи бактерії в йогурті. Це також здійснюється вашими м'язовими клітинами, коли ви працюєте з ними наполегливо і швидко. Саме так м'язи спринтера на малюнку\(\PageIndex{1}\) отримують енергію за свою короткочасну, але інтенсивну активність. Процес, за допомогою якого це відбувається, узагальнено на рис\(\PageIndex{2}\). Знову ж таки, два пірувату і дві молекули АТФ є результатом гліколізу. Зниження пірувату за допомогою електронів, що переносяться NADH, виробляє лактат (тобто молочну кислоту). Хоча це схоже на спиртове бродіння, в цьому процесі не утворюється вуглекислого газу.

    Ви коли-небудь бігали гонки, піднімали важкі ваги або брали участь в якійсь іншій інтенсивній діяльності і помічали, що ваші м'язи починають відчувати печіння? Це може статися, коли ваші м'язові клітини використовують ферментацію молочної кислоти, щоб забезпечити АТФ для енергії. Накопичення молочної кислоти в м'язах викликає відчуття печіння. Хворобливі відчуття корисно, якщо воно змушує вас перестати перевтомлювати м'язи і дозволити їм період відновлення, протягом якого клітини можуть усунути молочну кислоту.

    Плюси і мінуси бродіння

    З киснем організми можуть використовувати аеробне клітинне дихання, щоб виробляти до 36 молекул АТФ лише з однієї молекули глюкози. Без кисню деякі клітини людини повинні використовувати ферментацію для виробництва АТФ, і цей процес виробляє лише дві молекули АТФ на молекулу глюкози. Хоча ферментація виробляє менше АТФ, вона має перевагу робити це дуже швидко. Це дозволяє вашим м'язам, наприклад, отримувати енергію, необхідну для коротких сплесків інтенсивної активності. Аеробне клітинне дихання, навпаки, виробляє АТФ повільніше.

    Особливість: Міф проти реальності

    Міф: нарощування молочної кислоти може викликати м'язову втому і відчуття печіння в м'язах. Вважається, що хворобливість обумовлена мікроскопічним пошкодженням м'язових волокон.

    Реальність: Твердження про молочну кислоту, що викликає опік у м'язі, не має твердих експериментальних доказів. Почергові гіпотези говорять про те, що за рахунок вироблення молочної кислоти знижується внутрішній рН м'язи, викликаючи скорочення в м'язі за рахунок активації рухових нейронів.

    Рецензія

    1. Створіть основну різницю між аеробним клітинним диханням і ферментацією.
    2. Що таке бродіння?
    3. Порівняйте і контрастну спиртову і молочнокислу ферментацію.
    4. Визначте основні про та основні мінуси бродіння щодо аеробного клітинного дихання.
      1. Який процес поділяють між аеробним клітинним диханням та ферментацією? Опишіть процес коротко.
      2. Чому цей процес здатний відбуватися при бродінні, а також аеробному диханні?
    5. Який тип метаболічного процесу відбувається в організмі людини?
      1. Аеробне клітинне дихання
      2. Алкогольне бродіння
      3. Молочнокисле бродіння
      4. Обидва A і C
    6. Правда чи брехня. Молочнокисле бродіння виробляє вуглекислий газ.
    7. Правда чи брехня. Види бактерій можуть здійснювати спиртове бродіння і молочнокисле бродіння.
    8. Правда чи брехня. Ні АТФ не виробляється шляхом бродіння.
    9. Як молочнокислотне бродіння, так і спиртове бродіння використовують, які молекули кислоти для виготовлення своїх кінцевих продуктів?
    10. Який тип процесу використовується при виготовленні хліба і вина?
      1. Алкогольне бродіння
      2. Молочнокисле бродіння
      3. Аеробне клітинне дихання
      4. Прокаріотичне дихання
    11. Чи є бродіння аеробним або анаеробним процесом?
    12. Що таке реагент або вихідний матеріал, який поділяють аеробне дихання та обидва типи бродіння?

    Дізнатися більше

    https://bio.libretexts.org/link?16739#Explore_More

    Хоча багато людей думають, що пивовари є ремісниками для виробництва пива, насправді справжнє ремесло та процес виготовлення пива обумовлені анаеробним гліколізом з дріжджів. Дізнайтеся більше тут:

    Атрибуції

    1. Джиммі Віко Марі-Лан Нгуєн, ліцензований CC BY 3.0 через Wikimedia Commons
    2. Ферментація алкоголю Vtvu, ліцензована CC BY-SA 3.0 через Wikimedia Commons
    3. Хліб Національного інституту раку, публічне надбання через Вікісховище
    4. Текст адаптований з біології людини CK-12 ліцензований CC BY-NC 3.0