الفرق بين التخمير والتنفس الخلوي هو سؤال علمي يطرحه الأساتذة على طلاب المرحلة الثانوية في علم الأحياء أو العلوم الطبيعية وعلوم الحياة كما يطلق عليه في بعض الدول العربية لتقييم مدى استيعابهم لهذه الوظائف الأساسية للكائنات الحية ، وفي في هذا المقال سيتم تحديد هذا الاختلاف من خلال بحث شامل ومبسط حول عمليات التنفس والتخمير.
إنتاج الطاقة في الكائنات الحية
قبل تحديد الفرق بين التخمير والتنفس الخلوي ، من الضروري التحدث عن عمليات وآليات إنتاج الطاقة في الكائنات الحية ، والتي تتكون من مواد عضوية وغير عضوية ، حيث تستخدم النباتات الماء وأشعة الشمس وثاني أكسيد الكربون لإنتاج الطاقة من خلال عملية التمثيل الضوئي ، وهذه تشكل النباتات هي مصدر الطاقة للكائنات المستهلكة الأولى بمساعدة أشعة الشمس ، والتي تشكل بدورها مصدر الطاقة للكائنات المستهلكة الثانية ، وهكذا دواليك في الهرم الغذائي ، حيث يستمد الإنسان الطاقة من الغذاء على النباتات والحيوانات معا.[1]
الفرق بين التخمر والتنفس الخلوي
يكمن الفرق بين التخمير والتنفس الخلوي في الخصائص التالية:[2]
- يحدث التنفس في الميتوكوندريا بينما يحدث التخمر في السيتوبلازم.
- ينتج التنفس المزيد من الطاقة.
- يطلق التنفس الماء وثاني أكسيد الكربون ، بينما تختلف منتجات التخمير باختلاف نوع الخلية.
- التخمير هو التنفس اللاهوائي ، وهو عملية إنتاج الطعام وتخزينه.
- التنفس هو عملية أكسدة لإنتاج الطاقة ، والتخمير هو تكسير المواد العضوية مثل الجلوكوز.
التنفس الخلوي
يشمل البحث عن الفرق بين التخمير والتنفس الخلوي معالجة تعريف التنفس ، وهو مجموعة من التفاعلات البيولوجية المتتالية التي تقوم بها الكائنات الحية لتحويل سكر الجلوكوز في وجود غاز الأكسجين إلى طاقة على شكل أدينوسين “ثلاثي الفوسفات” ، أو ما يسمى ATP وثاني أكسيد الكربون والماء.[3]
التخمير
التخمير هو عملية كيميائية لاستخراج الطاقة من خلال عمليات الأكسدة والاختزال ، حيث تتضمن عملية التخمير اللبني إنتاج حمض اللاكتيك من البيروفات ، بينما عملية التخمير الكحولي هي تحويل البيروفات إلى إيثانول وثاني أكسيد الكربون ، وهي عملية تقوم بها البكتيريا والفطريات ، وتنقسم بين الإيجابية مثل صنع الجبن والسلبية ، مثل تخمير وتعفن اللبن.[4]
كيف تتم عملية التمثيل الضوئي؟
فوائد التنفس الخلوي والتخمير
بعد مقارنة عمليتي التنفس والتخمير ، وفي ختام المقال ، إليك الفوائد الرئيسية لكل منهما:[3]، [4]
- ينتج التنفس الطاقة اللازمة للقيام بالأنشطة الخلوية المختلفة.
- يساعد التنفس الجسم على الحفاظ على درجة حرارة ثابتة.
- في النباتات ، ينتج التنفس الهيكل الكربوني الأساسي في عملية التمثيل الضوئي.
- يحدث التخمر في عضلات الثدييات بعد أنشطة مكثفة ، بعد انخفاض في الأكسجين ، مما يؤدي إلى إنتاج حمض اللاكتيك.
- يستخدم التخمير الاصطناعي في الصناعات الدوائية والغذائية مثل منتجات الألبان.
يعتبر الفرق بين التخمير والتنفس الخلوي من أبرز المفاهيم المكتسبة في منهج العلوم لطلاب المرحلتين الإعدادية والثانوية ، لأنها تمثل الأساس الأساسي لفهم التفاعلات الكيميائية والعمليات المختلفة في الكائنات الحية.