主な相違点

嫌気性呼吸と発酵の大きな違いは、嫌気性呼吸は電子伝達鎖とクエン酸サイクルを経るが、発酵は電子伝達鎖とクエン酸サイクルを経ない点である。

無気呼吸 vs. 発酵

嫌気性呼吸は酸素のないところで起こる細胞呼吸の一種であり、発酵は微生物によって引き起こされる、糖を二酸化炭素とエタノールに変換する化学反応全般のことである。嫌気性呼吸は電子伝達鎖とクエン酸サイクルに沿って行われるが、発酵は電子伝達鎖とクエン酸サイクルに沿って行われない。嫌気性呼吸は細胞内の反応であり、一方、発酵は細胞外の反応である。酸素がない場合は嫌気性呼吸が起こり、逆に酸素濃度が低いと発酵が起こる。嫌気性呼吸では、解糖は電子伝達鎖とクエン酸サイクルに沿って行われるが、逆に発酵時の解糖は電子伝達鎖とクエン酸サイクルに沿って行われない。嫌気性呼吸では、総ATP生成量は36であるのに対し、発酵時には総ATP生成量は4である。細胞から抽出した細胞外培地では酵素は嫌気性呼吸を行うことができないが、発酵時には発酵細胞から抽出した細胞外培地で酵素が反応・加工を行うことが可能だ。

比較表

無気呼吸は何ですか？

嫌気性呼吸とは、酸素がない状態で起こる細胞呼吸の一種で、食物物質が徐々に不完全に分解されることである。嫌気性呼吸は、海洋堆積物や淡水、土壌、地下帯水層、バイオフィルム、深く埋もれた地下環境など、多くの環境で発生しています。酸素が存在する環境でも、酸素の拡散が遅いため、酸素が不足する微生物が存在します。この過程は、好気性呼吸と同じように行われる。発酵過程と同じように解糖から始まるが、嫌気性呼吸が行われないため発酵は停止する。嫌気性呼吸では、アセチルコエンザイムAが生成された後も電子伝達系とクエン酸サイクルが継続されるが、好気性呼吸では分子状酸素が最終的な電子受容体として機能することはない。生物の種類によって、最終的な電子受容体の種類は異なり、硝酸イオン、硫酸イオン、二酸化炭素のいずれかを使用する。例えば、メタン生成菌は二酸化炭素を最終的な電子受容体とする嫌気性呼吸生物であると説明することができる。この菌は副産物としてメタンガスを発生させる。嫌気性呼吸は、生態系において重要な役割を担っている。生物地球化学サイクルは嫌気性呼吸に依存しており、地球温暖化や炭素循環に重要な影響を及ぼしている。ある種の嫌気性呼吸は、バイオレメディエーションにおいても重要で、有害な化学物質を有害でない分子に変換し、微生物を用いて汚染された環境を浄化する。

例

好気性原核生物と真核生物。

発酵は何ですか？

発酵とは、微生物が糖を二酸化炭素やエタノールに変換したり、炭水化物やその他の有機物を分解したりする化学反応のことである。発酵はクエン酸サイクルや電子伝達鎖を使わないので、呼吸の一形態とはみなされない。発酵は続き、最初の糖は解糖される。解糖の過程で、六価のグルコースは2つのピルビン酸に還元される。解糖は2つのATP分子を利用し、さらに解糖によって放出されたエネルギーを利用して、合計4つのATP分子を生成する。ピルビン酸は、乳酸、エタノール、ギ酸、酢酸に酸化される。発酵の原料はピルビン酸である。発酵を行う菌や酵母もある。

タイプ

• アルコール発酵：パン、ビール、ワインの製造に使用される。また、エタノール発酵を行う生物もいるが、その場合は乳酸でもピルビン酸でもない。この場合、これらの生物は**エタノールを使用します。
• 乳酸発酵：ヨーグルトの製造に使用され、乳糖から乳酸を生成する。乳酸発酵は、動物の筋肉や組織がより多くのエネルギーを必要とするときに起こります。長距離ランナーは、乳酸が筋肉に蓄積して痙攣を起こすことを認識しています。

例

ビール、ワイン、チーズ、ヨーグルト、乳酸を含む特定の酸性食品など。

主な相違点

1. 嫌気性呼吸は酸素のないところで起こる細胞呼吸の一種であり、発酵は微生物が糖分を二酸化炭素とエタノールに変換する化学反応のことである。
2. 嫌気性呼吸は電子伝達鎖とクエン酸サイクルを経るが、発酵は電子伝達鎖とクエン酸サイクルを経ない。
3. 嫌気性呼吸は細胞内の反応であり、一方、発酵は細胞外の反応である。
4. 酸素がない場合は嫌気性呼吸が起こり、逆に酸素濃度が低いと発酵が起こる。
5. 嫌気性呼吸では、解糖は電子伝達鎖とクエン酸サイクルに沿って行われ、逆に発酵では解糖は電子伝達鎖とクエン酸サイクルに沿って行われることはない。
6. 嫌気性呼吸では、ATPの総生産量は36である。一方、発酵では、ATPの総生産量は4である。
7. 酵素は細胞から抽出した細胞外培地では嫌気呼吸を行うことができないが、発酵時には発酵中の細胞から抽出した細胞外培地で酵素が反応・加工を行うことができる。

結論

以上の考察から、嫌気性呼吸は電子伝達鎖とクエン酸サイクルを経るが、発酵は電子伝達鎖とクエン酸サイクルを経ないことがわかる。