È vitale per ogni organismo vivente ricavare e utilizzare l'energia per la sopravvivenza. Questa energia si ottiene scomponendo gli zuccheri e poi accumulandoli in ATP. Di conseguenza, l'ATP svolge un ruolo cruciale nell'immagazzinare e trasferire energia nelle cellule.
Ci sono due processi principali che portano alla formazione di ATP. Questi includono la respirazione cellulare e la fermentazione.
Respirazione cellulare vs fermentazione
La differenza tra respirazione cellulare e fermentazione è che nel processo di respirazione cellulare, il glucosio viene completamente ossidato in anidride carbonica e acqua mentre il processo di fermentazione ossida solo parzialmente il glucosio producendo piccole molecole organiche come rifiuti. Ciò significa che la respirazione cellulare scarica più energia della fermentazione.
La respirazione cellulare è un processo di sopravvivenza che avviene all'interno delle cellule degli organismi viventi. Attraverso la sua azione, l'energia chimica derivata dai nutrienti e dalle molecole di ossigeno viene convertita in ATP. Insieme alla produzione di ATP, viene rilasciata anche una certa quantità di rifiuti. Questo alimenta tutte le attività cellulari che si svolgono all'interno del corpo.
La fermentazione è un altro processo mediante il quale viene prodotto l'ATP. Tuttavia, la fermentazione non è efficiente come la prima perché non ossida completamente il glucosio. Ciò significa che solo una piccola quantità di ATP viene creata dall'energia chimica insieme a una maggiore quantità di prodotti di scarto. Questi rifiuti includono acido lattico ed etanolo.
Tabella di confronto tra respirazione cellulare e fermentazione
| Parametri di confronto | Respirazione cellulare | Fermentazione |
| ossidazione | La respirazione cellulare ossida completamente il glucosio per produrre ATP. | La fermentazione ossida solo parzialmente il glucosio, con conseguente maggiore produzione di rifiuti. |
| Evento | La respirazione cellulare avviene nel citoplasma e nei mitocondri. | La fermentazione avviene solo nel citoplasma. |
| Produzione | Attraverso la respirazione cellulare vengono prodotti circa 36 ATP. | Il processo di fermentazione produce solo 2 ATP. |
| Acqua | Come risultato della respirazione cellulare, l'acqua viene prodotta come sottoprodotto insieme agli ATP. | Non viene prodotta acqua durante il processo di fermentazione nelle cellule. |
| tipi | La respirazione cellulare è di due tipi: respirazione aerobica e respirazione anaerobica. | Il processo di fermentazione può avvenire in due modi: fermentazione dell'etanolo e fermentazione dell'acido lattico. |
| Organismo | La respirazione cellulare avviene negli organismi superiori. | La fermentazione avviene in microrganismi come il lievito. |
Che cos'è la respirazione cellulare?
La respirazione cellulare è il processo attraverso il quale il glucosio viene ossidato per formare energia chimica, che viene poi convertita in ATP. Insieme agli ATP, l'acido lattico e l'etanolo vengono scaricati come sottoprodotti. Questo processo avviene in organismi superiori come gli esseri umani e altri animali. Il processo è cruciale per la sopravvivenza poiché alimenta l'attività cellulare nel corpo, che consente a un organismo vivente di funzionare.
Generalmente, le cellule vegetali e animali utilizzano nutrienti come zucchero, amminoacidi e acidi grassi nel processo di respirazione cellulare. Nel frattempo, l'ossigeno (O2) è più utilizzato come agente ossidante che porta allo scarico di energia chimica. Questa energia chimica viene poi immagazzinata nell'ATP che è la molecola principale per immagazzinare e trasferire energia a livello cellulare. Questa energia può essere utilizzata per svolgere altri processi come la biosintesi, la locomozione e molto altro.
La respirazione cellulare è di due tipi: respirazione aerobica e respirazione anaerobica. La respirazione aerobica è il processo in cui l'ossigeno svolge un ruolo fondamentale nella creazione di ATP. D'altra parte, la respirazione anaerobica non richiede l'uso di ossigeno. Tale processo avviene in organismi che si trovano in luoghi insoliti o rari come grotte sottomarine o vicino a bocche idrotermali.
Cos'è la fermentazione?
La fermentazione è un altro processo mediante il quale gli ATP vengono prodotti negli esseri viventi. Tuttavia, questo processo avviene solo in microrganismi come il lievito. La fermentazione ossida parzialmente il glucosio per formare ATP che porta ad un'elevata produzione di rifiuti. A differenza della respirazione cellulare, il processo di fermentazione è lento e non così efficiente in quanto vengono prodotti solo 2 ATP ogni volta.
Il processo di fermentazione avviene quando c'è una mancanza di assunzione di ossigeno nella cellula. In tal caso, l'acido piruvico non viene metabolizzato dalla respirazione cellulare, ma dalla fermentazione. L'acido piruvico rimane solo nel citoplasma, a differenza della respirazione cellulare, che trasporta anche il piruvato ai mitocondri. Nel citoplasma, il piruvato viene convertito in prodotti di scarto che possono o meno essere scaricati dalle cellule.
Esistono due tipi di processi di fermentazione che avvengono nei microrganismi. Questi includono la fermentazione dell'etanolo e la fermentazione dell'acido lattico. La fermentazione ossida il NADH per convertirlo in NAD+, che viene poi riutilizzato nella glicolisi. Quando i prodotti di scarto durante il processo risultano essere etanolo e anidride carbonica, ha avuto luogo la fermentazione dell'etanolo. Allo stesso modo, quando il prodotto di scarto è acido lattico, come nel caso dei muscoli scheletrici, ha avuto luogo la fermentazione dell'acido lattico.
Principali differenze tra respirazione cellulare e fermentazione
- La respirazione cellulare ossida completamente il glucosio per produrre ATP mentre la fermentazione ossida solo parzialmente il glucosio.
- La respirazione cellulare si verifica nel citoplasma e nei mitocondri mentre la fermentazione avviene solo nel citoplasma.
- La respirazione cellulare genera circa 36 ATP mentre la fermentazione genera solo 2 ATP.
- La respirazione cellulare produce acqua come sottoprodotto mentre la fermentazione non produce acqua.
- La respirazione cellulare avviene negli organismi superiori mentre la fermentazione avviene solo in microrganismi come il lievito.
- L'ossigeno è cruciale nel processo di respirazione cellulare mentre la fermentazione non richiede ossigeno.
Conclusione
La respirazione cellulare e la fermentazione sono due processi che portano alla formazione di ATP negli organismi viventi. Tuttavia, mentre la respirazione cellulare avviene negli organismi superiori, la fermentazione avviene solo nei microrganismi. Questa può essere un'utile spiegazione del motivo per cui la respirazione cellulare genera ATP più velocemente e su scala più ampia rispetto alla fermentazione.
Una delle principali differenze tra i due è che la respirazione cellulare ossida completamente il glucosio mentre la fermentazione ossida solo parzialmente il glucosio. Di conseguenza differiscono anche il tipo e la quantità di rifiuti che vengono scaricati. Un'altra importante differenza tra loro è che la respirazione cellulare avviene nel citoplasma e nei mitocondri mentre la fermentazione avviene solo nel citoplasma.
