ความแตกต่างระหว่างการหายใจของเซลล์และการหมัก (พร้อมตาราง)

จำเป็นอย่างยิ่งที่สิ่งมีชีวิตทุกชนิดจะได้รับและใช้พลังงานเพื่อความอยู่รอด พลังงานนี้ได้มาจากการย่อยสลายน้ำตาลแล้วกักตุนไว้ใน ATP ดังนั้น ATP จึงมีบทบาทสำคัญในการจัดเก็บและถ่ายโอนพลังงานในเซลล์

มีสองกระบวนการหลักที่นำไปสู่การก่อตัวของ ATP ซึ่งรวมถึงการหายใจและการหมักในระดับเซลล์

การหายใจระดับเซลล์กับการหมัก

ความแตกต่างระหว่างการหายใจระดับเซลล์และการหมักคือ ในกระบวนการหายใจระดับเซลล์ กลูโคสจะถูกออกซิไดซ์อย่างสมบูรณ์เป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ ในขณะที่กระบวนการหมักจะออกซิไดซ์กลูโคสเพียงบางส่วนในขณะที่ผลิตโมเลกุลอินทรีย์ขนาดเล็กเป็นของเสีย ซึ่งหมายความว่าการหายใจระดับเซลล์จะปล่อยพลังงานมากกว่าการหมัก

การหายใจระดับเซลล์เป็นกระบวนการเอาชีวิตรอดที่เกิดขึ้นภายในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต ด้วยการกระทำของมัน พลังงานเคมีที่ได้จากสารอาหารและโมเลกุลออกซิเจนจะถูกแปลงเป็น ATP นอกจากการผลิตเอทีพีแล้ว ยังมีการปล่อยของเสียจำนวนหนึ่งอีกด้วย สิ่งนี้กระตุ้นกิจกรรมของเซลล์ทั้งหมดที่เกิดขึ้นภายในร่างกาย

การหมักเป็นอีกกระบวนการหนึ่งที่ผลิตเอทีพี อย่างไรก็ตาม การหมักไม่มีประสิทธิภาพเท่าเดิม เนื่องจากไม่สามารถออกซิไดซ์กลูโคสได้เต็มที่ ซึ่งหมายความว่า ATP เพียงเล็กน้อยเท่านั้นที่สร้างขึ้นจากพลังงานเคมีพร้อมกับของเสียจำนวนมาก ของเสียนี้รวมถึงกรดแลคติกและเอทานอล

ตารางเปรียบเทียบระหว่างการหายใจของเซลล์และการหมัก

พารามิเตอร์ของการเปรียบเทียบ	การหายใจระดับเซลล์	การหมัก
ออกซิไดซ์	การหายใจระดับเซลล์จะทำให้กลูโคสออกซิไดซ์อย่างเต็มที่เพื่อผลิต ATP	การหมักจะทำให้กลูโคสออกซิไดซ์เพียงบางส่วน ส่งผลให้มีการผลิตของเสียจำนวนมากขึ้น
อุบัติเหต	การหายใจระดับเซลล์เกิดขึ้นในไซโตพลาสซึมและไมโตคอนเดรีย	การหมักเกิดขึ้นเฉพาะในไซโตพลาสซึม
การผลิต	โดยการหายใจระดับเซลล์ จะมีการผลิต ATP ประมาณ 36 ATP	กระบวนการหมักสร้างเพียง 2 ATPs
น้ำ	เป็นผลมาจากการหายใจของเซลล์ น้ำเป็นผลพลอยได้พร้อมกับ ATPs	ไม่มีการผลิตน้ำในระหว่างกระบวนการหมักในเซลล์
ประเภท	การหายใจระดับเซลล์มีสองประเภท - การหายใจแบบใช้ออกซิเจนและการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน	กระบวนการหมักสามารถทำได้สองวิธี - การหมักเอทานอลและการหมักกรดแลคติก
สิ่งมีชีวิต	การหายใจระดับเซลล์เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตที่สูงขึ้น	การหมักเกิดขึ้นในจุลินทรีย์เช่นยีสต์

การหายใจระดับเซลล์คืออะไร?

การหายใจระดับเซลล์เป็นกระบวนการที่กลูโคสถูกออกซิไดซ์เพื่อสร้างพลังงานเคมี จากนั้นจะเปลี่ยนเป็น ATP นอกจาก ATP แล้ว กรดแลคติกและเอทานอลจะถูกปล่อยเป็นผลพลอยได้ กระบวนการนี้เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตชั้นสูง เช่น มนุษย์และสัตว์อื่นๆ กระบวนการนี้มีความสำคัญต่อการอยู่รอด เนื่องจากเป็นเชื้อเพลิงในการทำงานของเซลล์ในร่างกาย ซึ่งช่วยให้สิ่งมีชีวิตทำงานได้

โดยทั่วไป เซลล์พืชและสัตว์ใช้สารอาหาร เช่น น้ำตาล กรดอะมิโน และกรดไขมันในกระบวนการหายใจของเซลล์ ในขณะเดียวกัน ออกซิเจน (O2) ส่วนใหญ่จะใช้เป็นตัวออกซิไดซ์ที่นำไปสู่การปลดปล่อยพลังงานเคมี พลังงานเคมีนี้จะถูกเก็บไว้ใน ATP ซึ่งเป็นโมเลกุลหลักสำหรับการจัดเก็บและถ่ายโอนพลังงานในระดับเซลล์ พลังงานนี้สามารถนำไปใช้ในกระบวนการอื่นๆ เช่น การสังเคราะห์ทางชีวภาพ การเคลื่อนที่ และอื่นๆ อีกมากมาย

การหายใจระดับเซลล์มีสองประเภท - การหายใจแบบแอโรบิกและการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน การหายใจแบบใช้ออกซิเจนเป็นกระบวนการที่ออกซิเจนมีบทบาทสำคัญในการสร้าง ATP ในทางกลับกัน การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนไม่จำเป็นต้องใช้ออกซิเจน กระบวนการดังกล่าวเกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตที่พบในสถานที่ที่ผิดปกติหรือหายาก เช่น ถ้ำใต้น้ำหรือใกล้ปล่องไฮโดรเทอร์มอล

การหมักคืออะไร?

การหมักเป็นอีกกระบวนการหนึ่งที่ผลิต ATP ในสิ่งมีชีวิต อย่างไรก็ตาม กระบวนการนี้เกิดขึ้นในจุลินทรีย์เช่นยีสต์เท่านั้น การหมักจะทำให้กลูโคสบางส่วนออกซิไดซ์เพื่อสร้าง ATP ซึ่งนำไปสู่การผลิตของเสียในปริมาณมาก กระบวนการหมักช้าและไม่มีประสิทธิภาพเท่ากับการหายใจระดับเซลล์ซึ่งแตกต่างจากการหายใจระดับเซลล์ในแต่ละครั้ง

กระบวนการหมักเกิดขึ้นเมื่อมีการขาดออกซิเจนในเซลล์ ในกรณีเช่นนี้ กรดไพรูวิกจะไม่ถูกเผาผลาญโดยการหายใจระดับเซลล์ แต่เกิดจากการหมัก กรดไพรูวิกยังคงอยู่ในไซโตพลาสซึมเท่านั้น ซึ่งต่างจากการหายใจระดับเซลล์ ซึ่งขนส่งไพรูเวตไปยังไมโทคอนเดรียด้วย ในไซโตพลาสซึม ไพรูเวตจะถูกแปลงเป็นของเสียที่อาจถูกปล่อยออกจากเซลล์หรือไม่ก็ได้

กระบวนการหมักมีสองประเภทที่เกิดขึ้นในจุลินทรีย์ ซึ่งรวมถึงการหมักเอทานอลและการหมักกรดแลคติก การหมักจะทำปฏิกิริยาออกซิไดซ์ NADH เพื่อแปลงเป็น NAD+ ซึ่งจะนำกลับมาใช้ใหม่ในไกลโคไลซิส เมื่อของเสียระหว่างกระบวนการกลายเป็นเอทานอลและคาร์บอนไดออกไซด์ ก็เกิดการหมักเอทานอลขึ้น ในทำนองเดียวกัน เมื่อของเสียเป็นกรดแลคติก เช่น ในกรณีของกล้ามเนื้อโครงร่าง การหมักกรดแลคติกก็เกิดขึ้น

ความแตกต่างหลักระหว่างการหายใจของเซลล์และการหมัก

1. การหายใจระดับเซลล์จะทำให้กลูโคสออกซิไดซ์อย่างเต็มที่เพื่อผลิต ATP ในขณะที่การหมักจะทำปฏิกิริยาออกซิไดซ์กลูโคสเพียงบางส่วนเท่านั้น
2. การหายใจระดับเซลล์เกิดขึ้นในไซโตพลาสซึมและไมโตคอนเดรียในขณะที่การหมักเกิดขึ้นเฉพาะในไซโตพลาสซึม
3. การหายใจระดับเซลล์สร้าง ATP ได้ประมาณ 36 ATP ในขณะที่การหมักสร้างเพียง 2 ATP
4. การหายใจระดับเซลล์ผลิตน้ำเป็นผลพลอยได้ในขณะที่การหมักไม่ผลิตน้ำ
5. การหายใจระดับเซลล์เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตที่สูงขึ้น ส่วนการหมักจะเกิดขึ้นเฉพาะในจุลินทรีย์เช่นยีสต์เท่านั้น
6. ออกซิเจนมีความสำคัญในกระบวนการหายใจของเซลล์ในขณะที่การหมักไม่ต้องการออกซิเจน

บทสรุป

การหายใจและการหมักของเซลล์เป็นสองกระบวนการที่นำไปสู่การก่อตัวของเอทีพีในสิ่งมีชีวิต อย่างไรก็ตาม ในขณะที่การหายใจระดับเซลล์เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตที่สูงกว่า การหมักจะเกิดขึ้นเฉพาะในจุลินทรีย์เท่านั้น นี่อาจเป็นคำอธิบายที่เป็นประโยชน์ว่าทำไมการหายใจระดับเซลล์จึงสร้าง ATP ได้เร็วกว่าและมีขนาดใหญ่กว่าการหมัก

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างทั้งสองคือการหายใจของเซลล์ออกซิไดซ์กลูโคสอย่างเต็มที่ในขณะที่การหมักจะออกซิไดซ์กลูโคสเพียงบางส่วนเท่านั้น ด้วยเหตุนี้ ประเภทและปริมาณของเสียที่ปล่อยออกมาจึงแตกต่างกันด้วย ความแตกต่างที่สำคัญอีกประการหนึ่งระหว่างพวกเขาคือการหายใจของเซลล์เกิดขึ้นในไซโตพลาสซึมและไมโตคอนเดรียในขณะที่การหมักเกิดขึ้นในไซโตพลาสซึมเท่านั้น

อ้างอิง