Het is van vitaal belang voor elk levend organisme om energie te ontlenen en te gebruiken om te overleven. Deze energie wordt verkregen door suikers af te breken en vervolgens op te slaan in ATP. Bijgevolg speelt ATP een cruciale rol bij het opslaan en overbrengen van energie in cellen.
Er zijn twee belangrijke processen die leiden tot de vorming van ATP. Deze omvatten cellulaire ademhaling en fermentatie.
Cellulaire ademhaling versus fermentatie
Het verschil tussen cellulaire ademhaling en fermentatie is dat tijdens het proces van cellulaire ademhaling glucose volledig wordt geoxideerd tot koolstofdioxide en water, terwijl het fermentatieproces glucose slechts gedeeltelijk oxideert terwijl kleine organische moleculen als afval worden geproduceerd. Dit betekent dat cellulaire ademhaling meer energie ontlaadt dan fermentatie.
Cellulaire ademhaling is een overlevingsproces dat plaatsvindt in de cellen van levende organismen. Door zijn werking wordt chemische energie, afgeleid van voedingsstoffen en zuurstofmoleculen, omgezet in ATP. Naast de productie van ATP komt er ook een bepaalde hoeveelheid afval vrij. Dit voedt alle cellulaire activiteiten die in het lichaam plaatsvinden.
Fermentatie is een ander proces waarbij ATP wordt geproduceerd. Fermentatie is echter niet zo efficiënt als de eerste omdat het glucose niet volledig oxideert. Dit betekent dat er slechts een klein beetje ATP wordt gemaakt uit chemische energie samen met een grotere hoeveelheid afvalproducten. Dit afval omvat onder meer melkzuur en ethanol.
Vergelijkingstabel tussen cellulaire ademhaling en fermentatie
| Parameters van vergelijking: | Cellulaire ademhaling | Fermentatie |
| Oxidatie | Cellulaire ademhaling oxideert glucose volledig om ATP te produceren. | Fermentatie oxideert glucose slechts gedeeltelijk, wat resulteert in een grotere afvalproductie. |
| Voorval | Cellulaire ademhaling vindt zowel in het cytoplasma als in de mitochondriën plaats. | Fermentatie vindt alleen plaats in het cytoplasma. |
| Productie | Door cellulaire ademhaling worden ongeveer 36 ATP's geproduceerd. | Het fermentatieproces produceert slechts 2 ATP's. |
| Water | Als gevolg van cellulaire ademhaling wordt water geproduceerd als bijproduct samen met ATP's. | Tijdens het fermentatieproces in de cellen wordt geen water geproduceerd. |
| Soorten | Cellulaire ademhaling is van twee soorten: aërobe ademhaling en anaërobe ademhaling. | Het fermentatieproces kan op twee manieren plaatsvinden: ethanolfermentatie en melkzuurfermentatie. |
| Organisme | Cellulaire ademhaling vindt plaats in hogere organismen. | Fermentatie vindt plaats in micro-organismen zoals gist. |
Wat is cellulaire ademhaling?
Cellulaire ademhaling is het proces waardoor glucose wordt geoxideerd om chemische energie te vormen, die vervolgens wordt omgezet in ATP's. Samen met ATP's komen melkzuur en ethanol als bijproducten vrij. Dit proces vindt plaats in hogere organismen zoals mensen en andere dieren. Het proces is cruciaal om te overleven, omdat het de cellulaire activiteit in het lichaam voedt, waardoor een levend organisme kan functioneren.
Over het algemeen gebruiken plantaardige en dierlijke cellen voedingsstoffen zoals suiker, aminozuren en vetzuren in het proces van cellulaire ademhaling. Ondertussen wordt zuurstof (O2) het meest gebruikt als oxidatiemiddel dat leidt tot de ontlading van chemische energie. Deze chemische energie wordt vervolgens opgeslagen in de ATP, het belangrijkste molecuul voor het opslaan en overbrengen van energie op cellulair niveau. Deze energie kan worden gebruikt om andere processen uit te voeren, zoals biosynthese, voortbeweging en nog veel meer.
Cellulaire ademhaling is van twee soorten: aërobe ademhaling en anaërobe ademhaling. Aerobe ademhaling is het proces waarbij zuurstof een vitale rol speelt bij het aanmaken van ATP's. Aan de andere kant vereist anaërobe ademhaling geen gebruik van zuurstof. Een dergelijk proces vindt plaats in organismen die op ongebruikelijke of zeldzame plaatsen worden aangetroffen, zoals onderwatergrotten of in de buurt van hydrothermale bronnen.
Wat is fermentatie?
Fermentatie is een ander proces waarbij ATP's worden geproduceerd in levende wezens. Dit proces vindt echter alleen plaats in micro-organismen zoals gist. Fermentatie oxideert glucose gedeeltelijk om ATP's te vormen, wat leidt tot een grote hoeveelheid afvalproductie. In tegenstelling tot cellulaire ademhaling is het fermentatieproces traag en niet zo efficiënt omdat er elke keer slechts 2 ATP's worden geproduceerd.
Het fermentatieproces vindt plaats wanneer er een gebrek aan zuurstofopname in de cel is. In een dergelijk geval wordt pyrodruivenzuur niet gemetaboliseerd door cellulaire ademhaling, maar door fermentatie. Het pyrodruivenzuur blijft alleen in het cytoplasma, in tegenstelling tot cellulaire ademhaling, die ook pyruvaat naar de mitochondriën transporteert. In het cytoplasma wordt het pyruvaat omgezet in afvalproducten die al dan niet uit de cellen worden afgevoerd.
Er zijn twee soorten fermentatieprocessen die plaatsvinden in micro-organismen. Deze omvatten ethanolfermentatie en melkzuurfermentatie. Fermentatie oxideert NADH om het om te zetten in NAD+, dat vervolgens wordt hergebruikt bij glycolyse. Wanneer de afvalproducten tijdens het proces ethanol en kooldioxide blijken te zijn, heeft ethanolfermentatie plaatsgevonden. Evenzo, wanneer het afvalproduct melkzuur is, zoals in het geval van skeletspieren, heeft melkzuurfermentatie plaatsgevonden.
Belangrijkste verschillen tussen cellulaire ademhaling en fermentatie
- Cellulaire ademhaling oxideert glucose volledig om ATP te produceren, terwijl fermentatie glucose slechts gedeeltelijk oxideert.
- Cellulaire ademhaling vindt plaats in het cytoplasma en in mitochondriën, terwijl fermentatie alleen in het cytoplasma plaatsvindt.
- Cellulaire ademhaling genereert ongeveer 36 ATP's, terwijl fermentatie slechts 2 ATP's genereert.
- Cellulaire ademhaling produceert water als bijproduct, terwijl fermentatie geen water produceert.
- Cellulaire ademhaling vindt plaats in hogere organismen, terwijl fermentatie alleen plaatsvindt in micro-organismen zoals gist.
- Zuurstof is cruciaal in het proces van cellulaire ademhaling, terwijl fermentatie geen zuurstof vereist.
Gevolgtrekking
Cellulaire ademhaling en fermentatie zijn twee processen die leiden tot de vorming van ATP's in levende organismen. Hoewel cellulaire ademhaling plaatsvindt in hogere organismen, vindt fermentatie alleen plaats in micro-organismen. Dit kan een nuttige verklaring zijn waarom cellulaire ademhaling sneller en op grotere schaal ATP's genereert dan fermentatie.
Een belangrijk verschil tussen de twee is dat cellulaire ademhaling glucose volledig oxideert, terwijl fermentatie glucose slechts gedeeltelijk oxideert. Als gevolg hiervan verschillen ook de soort en de hoeveelheid afvalstoffen die worden geloosd. Een ander groot verschil tussen beide is dat cellulaire ademhaling zowel in het cytoplasma als in de mitochondriën plaatsvindt, terwijl fermentatie alleen in het cytoplasma plaatsvindt.
