การหายใจแบบไร้ออกซิเจน
| English | ไทย |
|---|---|
| fermentation/fɜːmənˈteɪʃn/ | การหมัก |
| lactate/ˈlækteɪt/ | 乳酸 |
| anaerobic respiration/ˌæneəˈrəʊbɪk ˌrespɪˈreɪʃn/ | การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน |
| aerenchyma/ˈeərəntʃɪmə/ | เนื้อเยื่อแอเรียนคา |
| indicator/ˈɪndɪkeɪtə/ | อินดิเคเตอร์ |
การหายใจโดยไม่ใช้ออกซิเจน
- เมื่อไม่มีออกซิเจน จะมีเพียง ไกลโคไลซิส (glycolysis) เท่านั้นที่ทำงานได้
- เพื่อให้กระบวนการนี้ดำเนินต่อไป เซลล์ต้องสร้าง NAD ใหม่
- กระบวนการนี้เรียกว่า การหมัก (fermentation) ซึ่งให้พลังงานน้อยกว่ามาก
การหมัก
- การหมักใช้ NAD ที่ลดตัวลงจนหมดเพื่อให้ไกลโคไลซิสดำเนินต่อได้:
- ใน สัตว์มีกระดูกสันหลัง, ไพรูเวต → แลคเตต (จะถูกย่อยสลายเมื่อออกซิเจนกลับมา)
- ใน ยีสต์, ไพรูเวต → เอทานอล + CO₂
การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน: แลคเตตหรือเอทานอลหมัก
ความสำคัญของการหมัก
ขั้นตอนของกระบวนการ: โดยไม่มีออกซิเจน การหมักจะช่วยสร้าง NAD กลับมาเพื่อให้ไกลโคไลซิสสามารถสร้าง ATP เล็กน้อยต่อไปได้
ทำไมการหมักจึงมีความสำคัญเมื่อไม่มีออกซิเจน?
เมื่อไม่มีออกซิเจน NAD ต้องถูกสร้างใหม่โดยการหมักเพื่อให้ glycolysis สามารถผลิต ATP ต่อไปได้
การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนเปลี่ยน pyruvate เป็น:
สัตว์มีกระดูกสันหลังผลิต lactate (การหมัก lactate); ยีสต์ผลิตเอทานอลและ CO₂ (การหมักเอทานอล)
ในการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน สัตว์มีกระดูกสันหลังผลิต lactate ในขณะที่ยีสต์ผลิตเอทานอลและคาร์บอนไดออกไซด์
ปัญหาเดียวกัน (ไม่มีออกซิเจน) แต่ผลิตภัณฑ์ต่างกัน: lactate ในสัตว์มีกระดูกสันหลัง, เอทานอล + CO₂ ในยีสต์
จับคู่แต่ละข้อกับคำอธิบายที่ถูกต้อง
สัตว์มีกระดูกสันหลังผลิต lactate, ยีสต์ผลิตเอทานอล; ทั้งสองสร้าง NAD ใหม่เพื่อรับผลผลิต ATP เล็กน้อยจาก glycolysis
พลังงานน้อยลงอย่างมาก
- การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนได้รับ เฉพาะ ATP จำนวนเล็กน้อยจากไกลโคไลซิสเท่านั้น
- การหายใจแบบใช้ออกซิเจนยังทำ วัฏจักรเครบส์ และ การฟอสโฟรีเลชันแบบออกซิเดทีฟ ได้ ซึ่งปล่อย ATP มากกว่ามาก
- ข้าว ปรับตัวกับรากที่จมน้ำ: มันสร้าง เนื้ออเรียนไคน์ (aerenchyma) (ช่องว่างอากาศ), ใช้การหมักเอทานอล, และเจริญเติบโตของลำต้นเร็วเพื่อเข้าถึงอากาศ
การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนได้รับ ATP เฉพาะจาก ______ (ไม่มีการเกิด Krebs cycle หรือ oxidative phosphorylation)
การหายใจแบบใช้ออกซิเจนเพิ่ม Krebs cycle และ oxidative phosphorylation ซึ่งปล่อย ATP ออกมามากกว่ามาก
วิธีหนึ่งที่ทำให้ข้าวทนต่อรากที่มีน้ำขังและออกซิเจนต่ำคือโดย:
Aerenchyma ส่งอากาศไปยังราก; ข้าวยังใช้การหมักเอทานอลและเจริญเติบโตของลำต้นอย่างรวดเร็วเพื่อเข้าถึงอากาศ
การวัดอัตรา
- อินดิเคเตอร์ redox เช่น DCPIP หรือ เมไทลีนบลู จะสูญเสียสีเมื่อได้รับไฮโดรเจนจากเซลล์ที่กำลังหายใจ
- ยิ่ง สีหายเร็ว แสดงว่าอัตราการหายใจ越快 — ดังนั้นจึงสามารถทดสอบผลของอุณหภูมิหรือสารตั้งต้นได้ (เครื่องวัดอัตราการหายใจก็ติดตามการบริโภคออกซิเจนได้ด้วย)
DCPIP หรือ methylene blue แสดงอัตราการหายใจได้อย่างไร?
ตัวบ่งชี้ redox เหล่านี้จะ褪สีเมื่อเกิด reduction (รับไฮโดรเจน); ยิ่งจางเร็วเท่าไร การหายใจยิ่งเร็วเท่านั้น
คุณเข้าใจแล้ว
- ไม่มีออกซิเจน → มีเพียง ไกลโคไลซิส; การหมัก สร้าง NAD ใหม่เพื่อรักษาการทำงาน
- สัตว์มีกระดูกสันหลัง → แลคเตต; ยีสต์ → เอทานอล + CO₂
- การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนให้ ATP น้อยกว่ามาก (ไม่มีวัฏจักรเครบส์/การฟอสโฟรีเลชันแบบออกซิเดทีฟ)
- ข้าว: เนื้ออเรียนไคน์ + การหมักเอทานอล + ลำต้นโตเร็ว; วัดอัตราด้วย DCPIP / เมไทลีนบลู