Cum respira bacteriile? Aerobi și anaerobi. Particularitățile respirației procariote

Aproape toate organismele vii de pe Pamant au nevoie de un proces de respiratie. Oxigenul este unul dintre cei mai cunoscuți oxidanți din lume lanț respirator animale, plante, contraste, multe bacterii. Cu toate acestea, nu toată lumea știe cât de mult corpul nostru diferă în complexitatea structurii de la celule mici de microorganisme. Se pune întrebarea: cum respira bacteriile? Este modul lor de a primi energie de la a noastră diferit?

Toate bacteriile respira oxigenul?

Nu toată lumea știe că oxigenul nu este întotdeauna o componentă obligatorie în lanțul respirator. Acesta joacă, în primul rând, rolul unui acceptor de electroni, astfel încât acest gaz se oxidează bine și interacționează cu protonii de hidrogen. ATP este motivul pentru care toate organismele vii respira. Cu toate acestea, multe tipuri de bacterii fac fără oxigen și încă primesc o astfel de sursă de energie prețuită, ca adenozin trifosfat. Cum respiră bacteriile de acest tip?

Procesul de respirație în corpul nostru trece prin două etape. Primul dintre ele - anaerob - nu necesită prezența oxigenului în celulă și pentru aceasta sunt necesare numai surse de carbon și acceptoare de protoni de hidrogen. A doua etapă - aerobă - are loc exclusiv în prezența oxigenului și se caracterizează printr-un număr mare de reacții etapizate.

În bacteriile care nu absorb oxigenul și nu îl folosesc pentru respirație, se efectuează numai stadiul anaerob. La sfarsitul sau, microorganismele primesc si ATP, dar cantitatea sa este foarte diferita de cea pe care o primim dupa trecerea prin doua etape de respiratie. Se pare că nu toate bacteriile respiră oxigenul.

ATP - o sursă universală de energie

Este important ca orice organism să-și mențină funcțiile vitale. De aceea, în procesul de evoluție a fost necesar să se găsească surse de energie care, atunci când sunt folosite, pot asigura resurse suficiente pentru fluxul tuturor reacțiilor necesare în celulă. Mai întâi a existat o fermentație în bacterii: așa-numitul stadiu de glicoliză sau stadiul anaerob al respirației procariote. Și mai târziu, în organismele multicelulare mai sofisticate s-au dezvoltat adaptări, datorită cărora, cu participarea oxigenului atmosferic, eficiența respiratorie a crescut semnificativ. Deci a existat o etapă aerobă respirația celulară.

Cum respira bacteriile? Clasa a VI-a a cursului biologiei școlare arată că pentru orice organism este important să se obțină o anumită parte din energie. În procesul de evoluție, a început să fie stocată în molecule special sintetizate, numite adenozin trifosfat.

ATP este o substanță macroergică, care are la bază un inel carbon de pentoză, o bază de azot (adenozină). Reziduurile reziduale fosforice o părăsesc, între care se formează legături de înaltă energie. Când una dintre ele este distrusă, se eliberează o medie de aproximativ 40 kJ și o moleculă ATP este capabilă să stocheze maximum trei reziduuri de fosfor. Deci, dacă ATP se descompune la ADP (adenosid difosfat), atunci celula primește 40 kJ de energie în procesul de defosforilare. Și, dimpotrivă, stocarea are loc prin fosforilarea ADP la ATP cu cheltuieli de energie.

celulă bacteriană Glycolysis dă 2 molecule de ATP când aerobă respirație finisare pas poate furniza celula 36 molecule imediat a substanței. Prin urmare, întrebarea „Cum să respire bacteriile?“ Răspunsul poate fi dat următoarele: procesul de respirație pentru mai multe procariote este formarea de ATP fără prezența oxigenului și a costurilor.

Cum respira bacteriile? Tipuri de respirație

În ceea ce privește oxigenul, toate procariotele sunt împărțite în mai multe grupuri. Printre acestea:

1. Anaerobe obligatorii.
2. Anaerobe opționale.
3. Obligatnye aerobes.

Primul grup constă numai din acele bacterii care nu pot trăi în condiții de acces la oxigen. O2 pentru ei este toxic și duce la moartea celulelor. Exemple de astfel de bacterii sunt procariote pur simbiotice care trăiesc în interiorul unui alt organism în absența oxigenului.

Al doilea grup cuprinde acele tipuri de procariote, care proliferează în mod activ și să crească în absența oxigenului, dar un procent mic din ea în mediu nu conduce la consecințe fatale. Astfel de bacterii includ saprofite și câțiva paraziți.

Cum respiră bacteriile celui de-al treilea grup? Acești procarioti diferă prin faptul că pot trăi numai în condiții de bună aerolizare. Dacă nu există suficient oxigen în aer, astfel de celule mor rapid, deoarece au nevoie de O2 pentru respirație.

Cum diferă fermentația de respirația cu oxigen?

Fermentarea în bacterii este același proces de glicoliză, care în diferite tipuri de procariote poate produce diferite produse de reacție. De exemplu, fermentație lactică conduce la formarea unui produs secundar al acidului lactic, fermentarea alcoolului - etanol și dioxid de carbon, uleiuri-butan (acid butanoic) etc.

Respirația cu oxigen este un lanț complet de procese care încep cu etapa de glicoliză cu formare acid piruvic, și se termină cu eliberarea de CO2, H2O și energie. Ultimele reacții au loc în prezența oxigenului.

Cum respira bacteriile? Biologie (gradul 6) al cursului de microbiologie

La școală, ni sa dat doar o simplă cunoaștere a modului în care se produce procarioții de respirație. Nu există mitocondriile în aceste microorganisme, cu toate acestea, există mezozomi - proeminențe ale membranei citoplasmice din interiorul celulei. Dar aceste structuri nu joacă cel mai important rol în respirația bacteriilor.

Deoarece fermentația este un fel de glicoliză, ea are loc în citoplasma prokariotelor. Există, de asemenea, numeroase enzime necesare pentru realizarea întregului lanț de reacții. În toate bacteriile, fără excepție, se formează mai întâi două molecule de acid piruvic, ca și omul. Și numai atunci se transformă în alte produse secundare, care depind de tipul de fermentație.

concluzie

Lumea procarioților, în ciuda simplității aparente a organizației celulare, este plină de momente complexe și uneori inexplicabile. Acum există un răspuns la modul în care bacteriile respiră cu adevărat, pentru că nu toți au nevoie de oxigen. Dimpotrivă, majoritatea s-au adaptat să folosească o altă modalitate mai puțin practică de a obține energie - fermentație.