ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนในพืชและสัตว์คือผลิตภัณฑ์สุดท้ายในการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนของพืชคือเอทานอลและคาร์บอนไดออกไซด์ ในขณะที่ผลิตภัณฑ์สุดท้ายในการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนของสัตว์คือกรดแลคติก
การหายใจระดับเซลล์เป็นกระบวนการเผาผลาญที่เกิดขึ้นในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต เป็นชุดของปฏิกิริยาทางชีวเคมีที่เปลี่ยนพลังงานเคมีจากสารอาหารหรือโมเลกุลของออกซิเจนไปเป็นอะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต (ATP) กระบวนการนี้จะปล่อยของเสียออกมาด้วย สารอาหารที่พบบ่อยที่สุดที่เซลล์พืชและสัตว์ใช้ในการหายใจ ได้แก่ น้ำตาล (กลูโคส) กรดอะมิโน และกรดไขมันนอกจากนี้ เซลล์ยังใช้โมเลกุลออกซิเจนเป็นตัวออกซิไดซ์ตามปกติ ซึ่งให้พลังงานเคมีส่วนใหญ่ การหายใจมีสองประเภทหลักๆ คือแบบแอโรบิกและแบบไม่ใช้ออกซิเจน โดยขึ้นอยู่กับการมีและไม่มีออกซิเจนในระดับโมเลกุล การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนในพืชและสัตว์เป็นกระบวนการที่การหายใจเกิดขึ้นโดยไม่มีออกซิเจนระดับโมเลกุล
ระบบหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนในพืชคืออะไร
การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนเป็นกระบวนการของการปล่อยพลังงานในลักษณะขั้นตอนที่ควบคุมด้วยเอนไซม์โดยพิจารณาจากการขาดออกซิเจนในระดับโมเลกุล มันยังถูกกำหนดให้เป็นการสลายตัวที่ไม่สมบูรณ์ของอาหารอินทรีย์โดยไม่ต้องใช้ออกซิเจนเป็นสารออกซิแดนท์ที่เหมาะสม การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนเป็นโหมดการหายใจเฉพาะในปรสิตบางชนิด โปรคาริโอต และยูคาริโอตที่มีเซลล์เดียวหลายชนิด ผลิตภัณฑ์สุดท้ายในการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนของพืช ได้แก่ เอทานอลและคาร์บอนไดออกไซด์ เนื่องจากการผลิตเอทิลแอลกอฮอล์จึงเรียกว่าการหมักด้วยแอลกอฮอล์ เนื่องจากการผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ทำให้ตัวกลางมีลักษณะเป็นฟองเมื่อสิ้นสุดปฏิกิริยา
รูปที่ 01: ระบบหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนในพืช
นอกจากนี้ เอนไซม์ที่รู้จัก 2 ชนิดก็มีส่วนร่วมในกระบวนการนี้ Pyruvate decarboxylase เป็นเอนไซม์ไซโตพลาสซึมตัวแรกที่เปลี่ยน pyruvate เป็น acetaldehyde โดยกำจัด CO2 หนึ่งโมเลกุล Coenzyme thiamine pyrophosphate (TPP) ยังใช้ในปฏิกิริยานี้ ต่อมา เอนไซม์แอลกอฮอล์ดีไฮโดรจีเนสจะเปลี่ยนอะซีตัลดีไฮด์เป็นเอทิลแอลกอฮอล์ ตามวัตถุประสงค์ข้างต้น ไฮโดรเจนได้มาจาก NADH ซึ่งผลิตขึ้นระหว่างกระบวนการไกลโคไลซิส โดยปกติ 2ATP จะถูกสร้างขึ้นผ่านการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนประเภทนี้ นอกจากนี้ การสะสมของแอลกอฮอล์เกินขีดจำกัดสามารถทำลายเซลล์พืชได้
ระบบหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนในสัตว์คืออะไร
การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนในสัตว์เกิดขึ้นในเซลล์กล้ามเนื้อในกรณีที่ไม่มีโมเลกุลออกซิเจนผลิตภัณฑ์สุดท้ายในการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนของสัตว์คือกรดแลคติก ดังนั้นจึงเรียกอีกอย่างว่าการหมักแบบโฮโมแล็กติก กรดแลคติกที่ผลิตในเซลล์กล้ามเนื้อจะถูกส่งไปยังตับโดยตรงเพื่อสร้างกลูโคสใหม่ โดยทั่วไป ในการหมักกรดแลคติก กรดไพรูวิกที่ผลิตในไกลโคไลซิสจะถูกทำให้ลดลงโดยตรงโดย NADH เพื่อสร้างกรดแลคติก
รูปที่ 02: ระบบหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนในสัตว์
ไม่มี CO2 การผลิตก๊าซในปฏิกิริยานี้ เอนไซม์ที่กระตุ้นปฏิกิริยานี้คือ แลคติกดีไฮโดรจีเนส ซึ่งต้องใช้โคเอ็นไซม์ FMN (ฟลาวินโมโนนิวคลีโอไทด์) และโคแฟคเตอร์ Zn2+ นอกจากนี้ 2ATP ยังถูกสร้างขึ้นผ่านการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนในสัตว์ (การหมักกรดแลคติก)
ความคล้ายคลึงกันระหว่างการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนในพืชและสัตว์คืออะไร
- การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนในพืชและสัตว์เกิดขึ้นโดยปราศจากโมเลกุลออกซิเจน
- ในทั้งสองกระบวนการ มีการสร้าง ATP สองตัว
- กระบวนการทั้งสองเกี่ยวข้องกับการสลายสารตั้งต้นของระบบทางเดินหายใจที่ไม่สมบูรณ์
- ในกระบวนการเหล่านี้ มักใช้ NADH ที่ผลิตในไกลโคไลซิส
- ไม่มีห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนในทั้งสองกระบวนการ
- ทั้งสองเป็นปฏิกิริยาที่กระตุ้นด้วยเอนไซม์
ความแตกต่างระหว่างการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนในพืชและสัตว์คืออะไร
ผลิตภัณฑ์สุดท้ายในการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนของพืชคือเอธานอลและคาร์บอนไดออกไซด์ ในขณะที่ผลิตภัณฑ์สุดท้ายในการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนของสัตว์คือกรดแลคติก นี่คือข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนในพืชและสัตว์ นอกจากนี้ CO2 ที่ปล่อยออกมาจากปฏิกิริยาทำให้เกิดฟองในการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนของพืช แต่ไม่พบในการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนของสัตว์
อินโฟกราฟิกต่อไปนี้แสดงความแตกต่างระหว่างการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนในพืชและสัตว์ในรูปแบบตารางสำหรับการเปรียบเทียบแบบเคียงข้างกัน
สรุป – ระบบหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนในพืชและสัตว์
การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนในพืชและสัตว์เป็นกระบวนการที่การหายใจเกิดขึ้นเมื่อไม่มีโมเลกุลออกซิเจน ในการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน เซลล์ต่างๆ จะไม่ใช้โมเลกุลออกซิเจนเป็นตัวออกซิไดซ์ นอกจากนี้ การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนของพืชยังเป็นกระบวนการที่ผลิตเอธานอลและคาร์บอนไดออกไซด์เป็นผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ในทางกลับกัน การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนของสัตว์เป็นกระบวนการที่ผลิตกรดแลคติกเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ดังนั้น นี่คือข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนในพืชและสัตว์