Explain how fermentation in muscle

Explain how fermentation in muscle cells is different from cellular respiration.
Give examples of products that depend on fermentation in microorganisms.
Key Terms

fermentation
anaerobic
When you walk down the street, your lungs supply your cells with oxygen at a rate that keeps pace with ATP demand. But what happens when you sprint to catch a bus? Your leg muscles are forced to work without enough oxygen because you are spending ATP more quickly than your lungs and bloodstream can deliver oxygen to your muscles for cellular respiration. Fortunately, some of your cells can produce ATP and continue working for short periods without oxygen.

Fermentation in Human Muscle Cells
If you exercise for a certain amount of time, your muscles must regenerate ATP. Normally, the cells can produce ATP through cellular respiration. But when you sprint, your lungs and bloodstream can't supply oxygen fast enough to meet your muscles' need for ATP. In such situations, your muscle cells use another process, called fermentation, that makes ATP without using oxygen. Cellular respiration still continues, but it is not the main source of ATP while fermentation is occurring.

Fermentation makes ATP entirely from glycolysis, the same process that is the first stage of cellular respiration. Note in Figure 7-21 that glycolysis does not use oxygen.

Figure 7-21
Figure 7-21
When little oxygen is available in muscle cells, fermentation allows glycolysis to continue.

As you read in Concept 7.5, glycolysis directly produces a net of two molecules of ATP from each molecule of glucose it consumes. Remember that glycolysis produces 4 ATP but that 2 ATP molecules are required to power this stage, yielding a net of 2 ATP. This may not seem very efficient compared to the 38 molecules of ATP generated during all of cellular respiration. However, by burning enough glucose, fermentation can regenerate enough ATP molecules for short bursts of activity such as a sprint to catch the bus.

Fermentation in muscle cells produces a waste product called lactic acid. The temporary buildup of lactic acid in muscle cells contributes to the fatigue you feel during and after a long run or a set of push-ups. Your body consumes oxygen as it converts the lactic acid back to pyruvic acid. You restore your oxygen supply by breathing heavily for several minutes after you stop exercising.

Fermentation in Microorganisms
Like your muscle cells, yeast (a microscopic fungus) is capable of both cellular respiration and fermentation. When yeast cells are kept in an anaerobic environment—an environment without oxygen—they are forced to ferment sugar and other foods. In contrast to fermentation in your muscle cells, fermentation in yeast produces alcohol, instead of lactic acid, as a waste product (Figure 7-23). This fermentation reaction, called alcoholic fermentation, also releases carbon dioxide. For thousands of years, humans have put yeast to work producing alcoholic beverages such as beer and wine. The carbon dioxide is what makes champagne and beer bubbly. In another example of "taming" microbes, the carbon dioxide bubbles from baker's yeast make bread rise.

Figure 7-23
Figure 7-23
Fermentation in yeast produces ethyl alcohol. The carbon dioxide that is released during fermentation creates bubbles and pockets that make bread rise. The alcohol evaporates during baking.

There are also fungi and bacteria that produce lactic acid during fermentation, just as your muscle cells do. Humans use these microbes to transform milk into cheese and yogurt. The sharpness or sour flavor of yogurt and some cheeses is mainly due to lactic acid. Similar kinds of microbial fermentation turn soybeans into soy sauce and cabbage into sauerkraut.

Yeast cells and muscle cells are versatile in their ability to harvest energy by either respiration or fermentation. In contrast, some bacteria found in still ponds or deep in the soil are actually poisoned if they come into contact with oxygen. These bacteria generate all of their ATP by fermentation. If you had to do that—though you don't and you can't—you would have to consume almost 20 times more food than normal. Oxygen enables you to get the most energy from your food. In the next chapter, you'll learn about the original source of this energy—photosynthesis.

Kết quả (Việt) 1:

Giải thích làm thế nào quá trình lên men trong tế bào cơ bắp là khác nhau từ hô hấp tế bào.Cho ví dụ về các sản phẩm phụ thuộc vào quá trình lên men trong vi sinh vật.Điều khoản quan trọnglên menkỵ khíKhi bạn đi bộ xuống các đường phố, phổi của bạn cung cấp cho các tế bào với ôxy ở một tỷ lệ giữ tốc độ với nhu cầu ATP. Nhưng những gì sẽ xảy ra khi bạn chạy nước rút để bắt xe buýt? Cơ bắp chân của bạn đang bị buộc phải làm việc mà không đủ ôxy bởi vì bạn đang chi tiêu ATP nhanh hơn so với phổi của bạn và dòng máu có thể cung cấp oxy cho cơ bắp của bạn cho hô hấp tế bào. May mắn thay, một số tế bào của bạn có thể tạo ra ATP và tiếp tục làm việc trong thời gian ngắn mà không cần oxy.Quá trình lên men trong tế bào cơ bắp của con ngườiNếu bạn tập thể dục cho một số tiền nhất định của thời gian, cơ bắp của bạn phải tái tạo ATP. Thông thường, các tế bào có thể sản xuất ATP thông qua hô hấp tế bào. Nhưng khi bạn chạy nước rút, phổi và máu của bạn không thể cung cấp oxy đủ nhanh để đáp ứng các cơ bắp của bạn cần cho ATP. Trong tình huống như vậy, các tế bào cơ bắp của bạn sử dụng một quá trình được gọi là quá trình lên men, mà làm cho ATP mà không cần sử dụng oxy. Hô hấp tế bào vẫn tiếp tục, nhưng nó không phải là nguồn chính của ATP trong khi quá trình lên men là xảy ra.Quá trình lên men làm cho ATP hoàn toàn từ glycolysis, quá trình đó là giai đoạn đầu tiên của hô hấp tế bào. Lưu ý ở con số 7-21 glycolysis mà không sử dụng oxy.Hình 7-21Hình 7-21Khi ít oxy có sẵn trong tế bào cơ, quá trình lên men cho phép glycolysis để tiếp tục.Khi bạn đọc trong khái niệm 7,5, glycolysis trực tiếp tạo ra một mạng lưới của hai phân tử ATP từ mỗi phân tử glucose nó tiêu thụ. Hãy nhớ rằng glycolysis sản xuất 4 ATP nhưng mà 2 phân tử ATP được yêu cầu quyền lực giai đoạn này, yielding một lưới 2 ATP. Điều này có thể không có vẻ rất hiệu quả so với 38 các phân tử ATP được tạo ra trong tất cả hô hấp tế bào. Tuy nhiên, bằng cách đốt cháy glucose đủ, quá trình lên men có thể tái sinh đủ phân tử ATP cho bursts ngắn của các hoạt động như là một nước rút để bắt xe buýt.Quá trình lên men trong tế bào cơ bắp sản xuất một sản phẩm chất thải được gọi là axit lactic. Tạm thời tích tụ axit lactic trong cơ bắp các tế bào góp phần vào sự mệt mỏi, bạn cảm thấy trong và sau một thời gian dài hoặc một tập các push-up. Cơ thể của bạn tiêu thụ oxy vì nó chuyển đổi axit lactic quay lại pyruvic acid. Bạn khôi phục của bạn cung cấp oxy bằng hơi thở nặng nề trong vài phút sau khi bạn ngừng tập thể dục.Quá trình lên men trong vi sinh vậtGiống như các tế bào cơ bắp, nấm men (vi nấm) có khả năng hô hấp tế bào và quá trình lên men. Khi tế bào nấm men được lưu giữ trong một môi trường kỵ khí-một môi trường mà không cần oxy-họ buộc phải lên men đường và các loại thực phẩm khác. Ngược lại với quá trình lên men trong tế bào cơ bắp của bạn, quá trình lên men trong men sản xuất rượu, thay vì axit lactic, như là một sản phẩm chất thải (hình 7-23). Phản ứng lên men này, được gọi là quá trình lên men rượu, còn chí khí carbon dioxide. Cho hàng ngàn năm, con người đã đưa các nấm men làm việc sản xuất đồ uống có cồn như bia và rượu vang. Điôxít cacbon là những gì làm cho rượu sâm banh và bia bubbly. Trong một ví dụ về "taming" vi khuẩn, các bong bóng khí carbon dioxide từ baker men làm bánh mì tăng.Hình 7-23Hình 7-23Quá trình lên men trong men sản xuất ethyl rượu. Điôxít cacbon được giải phóng trong quá trình lên men tạo ra bong bóng và túi mà làm cho bánh mì tăng lên. Rượu bay hơi trong khi nướng.Còn có nấm và vi khuẩn sản xuất axit lactic trong quá trình lên men, cũng giống như các tế bào cơ bắp của bạn làm. Con người sử dụng các vi khuẩn để biến đổi sữa vào pho mát và sữa chua. Độ sắc nét hay các hương vị chua của sữa chua và một số loại pho mát là chủ yếu là do axit lactic. Tương tự như các loại vi khuẩn lên men biến đậu nành thành xì dầu và bắp cải vào dưa cải bắp.Các tế bào nấm men và tế bào cơ bắp được linh hoạt trong khả năng của họ để thu hoạch năng lượng bằng cách hô hấp hoặc lên men. Ngược lại, một số vi khuẩn được tìm thấy trong vẫn Ao hoặc sâu trong đất thực sự đang bị ngộ độc nếu họ tiếp xúc với oxy. Những vi khuẩn này tạo ra tất cả các của ATP bởi quá trình lên men. Nếu bạn đã có để làm điều đó-mặc dù bạn không và bạn có thể không-bạn sẽ phải tiêu thụ các thực phẩm thêm gần 20 lần so với bình thường. Oxy cho phép bạn để có được hầu hết năng lượng từ thức ăn của bạn. Trong chương kế tiếp, bạn sẽ tìm hiểu về nguồn gốc của năng lượng này-quá trình quang hợp.

Kết quả (Việt) 2:

Giải thích cách lên men trong tế bào cơ là khác nhau từ sự hô hấp tế bào.
Cho ví dụ về các sản phẩm phụ thuộc vào quá trình lên men vi sinh vật.
Key khoản

lên men
kỵ khí
Khi bạn đi bộ xuống các đường phố, phổi của bạn cung cấp cho các tế bào của bạn với oxy ở một tỷ lệ mà giữ nhịp với nhu cầu ATP . Nhưng điều gì sẽ xảy ra khi bạn chạy nước rút để bắt xe buýt? Cơ bắp chân của bạn bị bắt buộc phải làm việc mà không đủ oxy bởi vì bạn đang chi tiêu ATP nhanh hơn phổi và máu của bạn có thể cung cấp oxy cho cơ bắp của bạn cho hô hấp tế bào. May mắn thay, một số tế bào của bạn có thể sản xuất ATP và tiếp tục làm việc trong thời gian ngắn mà không cần oxy.

Lên men trong tế bào cơ bắp của con người
Nếu bạn tập thể dục cho một số tiền nhất định của thời gian, cơ bắp của bạn phải tái tạo ATP. Thông thường, các tế bào có thể sản xuất ATP thông qua hô hấp tế bào. Nhưng khi bạn chạy nước rút, phổi và máu của bạn không thể cung cấp oxy đủ nhanh để đáp ứng nhu cầu cơ của bạn cho ATP. Trong tình huống như vậy, các tế bào cơ bắp của bạn sử dụng một quá trình được gọi là quá trình lên men, mà làm cho ATP mà không sử dụng oxy. Hô hấp tế bào vẫn tiếp tục, nhưng nó không phải là nguồn chính của ATP trong khi quá trình lên men xảy ra.

Quá trình lên men làm cho ATP hoàn toàn từ đường phân, quá trình tương tự đó là giai đoạn đầu tiên của sự hô hấp tế bào. Lưu ý trong hình 7-21 rằng glycolysis không sử dụng oxy.

Hình 7-21
Hình 7-21
Khi ít oxy có sẵn trong các tế bào cơ bắp, quá trình lên men cho phép glucose để tiếp tục.

Khi bạn đọc trong Concept 7.5, glycolysis trực tiếp sản xuất ra một mạng lưới của hai phân tử ATP từ mỗi phân tử glucose nó tiêu thụ. Ghi glycolysis sản xuất 4 ATP nhưng mà 2 phân tử ATP được yêu cầu phải cung cấp năng lượng giai đoạn này, năng suất ròng của 2 ATP. Điều này có vẻ không hiệu quả so với 38 phân tử ATP được tạo ra trong tất cả hô hấp tế bào. Tuy nhiên, bằng cách đốt đủ glucose, quá trình lên men có thể tái tạo đủ các phân tử ATP cho nổ ngắn của hoạt động như chạy nước rút để bắt xe buýt.

Lên men trong tế bào cơ tạo ra một sản phẩm chất thải được gọi là acid lactic. Sự tích tụ tạm thời của acid lactic trong tế bào cơ góp phần vào sự mệt mỏi bạn cảm thấy trong và sau một thời gian dài hoặc một bộ push-up. Cơ thể bạn hấp thụ ôxy vì nó chuyển acid lactic trở thành acid pyruvic. Bạn khôi phục nguồn cung cấp oxy của bạn bằng cách thở nặng nề trong vài phút sau khi bạn ngừng tập thể dục.

Lên men ở vi sinh vật
giống như các tế bào cơ bắp, nấm men (một loại nấm vi) có khả năng cả hô hấp tế bào và quá trình lên men. Khi các tế bào nấm men được giữ trong môi trường-một kỵ khí môi trường không có oxy họ buộc phải lên men đường và các thực phẩm khác. Ngược lại với quá trình lên men trong các tế bào cơ bắp của bạn, quá trình lên men của nấm men sản xuất rượu, thay vì axit lactic, như một sản phẩm chất thải (Hình 7-23). Phản ứng lên men này, được gọi là quá trình lên men rượu, cũng phóng carbon dioxide. Đối với hàng ngàn năm, con người đã đặt nấm men để sản xuất tác phẩm đồ uống có cồn như bia và rượu vang. Carbon dioxide là những gì làm cho rượu sâm banh và bia bong bóng. Trong một ví dụ về "thuần hóa" các vi khuẩn, các bong bóng carbon dioxide từ nấm men bánh mì làm bánh mì tăng.

Hình 7-23
Hình 7-23
Quá trình lên men của nấm men sản xuất rượu etylic. Carbon dioxide được phát hành trong suốt quá trình lên men tạo ra bong bóng và túi mà làm cho bánh mì tăng. Các cồn bay hơi trong quá trình nướng.

Ngoài ra còn có các loại nấm và vi khuẩn sản xuất axit lactic trong quá trình lên men, giống như các tế bào cơ bắp của bạn làm. Con người sử dụng những vi khuẩn biến sữa thành pho mát và sữa chua. Sự sắc bén hay hương vị chua của sữa chua và một số loại pho mát chủ yếu là do axit lactic. Các loại tương tự của đậu nành lên men vi khuẩn lần lượt vào nước sốt đậu nành và bắp cải vào dưa bắp cải.

Tế bào nấm men và các tế bào cơ bắp được linh hoạt trong khả năng của họ để thu hoạch năng lượng bằng hoặc hô hấp hoặc lên men. Ngược lại, một số vi khuẩn được tìm thấy trong ao vẫn hay sâu trong đất đang thực sự bị nhiễm độc nếu họ tiếp xúc với oxy. Những vi khuẩn này tạo ra tất cả các ATP của họ bằng cách lên men. Nếu bạn phải làm điều đó, mặc dù bạn không và bạn không thể trang-bạn sẽ phải tiêu thụ nhiều thức ăn hơn gần 20 lần so với bình thường. Oxy cho phép bạn để có được những năng lượng nhất từ thực phẩm của bạn. Trong chương tiếp theo, bạn sẽ tìm hiểu về nguồn gốc của năng lượng này-quang.