Ako baktérie dýchajú? Aeróby a anaeróby. Zvláštnosti prokaryotického dýchania

Takmer všetky živé organizmy na Zemipotrebujú dychový proces. Kyslík je jedným z najbežnejších oxidantov v respiračnom reťazci zvierat, rastlín, protistrov, mnohých baktérií. Avšak, nie každý vie, koľko sa naše telo odlišuje v zložitosti štruktúry od malých buniek mikroorganizmov. Vzniká otázka: ako dýchajú baktérie? Je ich spôsob, ako prijímať energiu od nás inú?

Všetky baktérie dýchajú kyslík?

Nie každý vie, že kyslík nie je vždypovinným komponentom v respiračnom reťazci. To hrá predovšetkým úlohu akceptor elektrónov, ale dobre sa plyn oxiduje a reaguje s vodíkom protónov. ATP je dôvod, prečo všetky živé organizmy dýchajú. Avšak, mnoho druhov baktérií zaobísť bez kyslíka, a ešte získať prestížnu zdroj energie vo forme adenosintrifosfátu. Ako baktérie tohto typu dýchajú?

Proces dýchania v našom tele pokračujedvoch fázach. Prvý z nich - anaeróbny - nevyžaduje prítomnosť kyslíka v bunke a pre ňu sú potrebné len zdroje uhlíka a akceptory vodíkových protónov. Druhý stupeň - aeróbny - prebieha výhradne v prítomnosti kyslíka a vyznačuje sa veľkým počtom reakcií postupne.

Baktérie, ktoré neabsorbujú kyslík a niepoužívať na dýchanie, prebieha iba anaeróbna fáza. Na jeho konci dostávajú aj mikroorganizmy ATP, ale ich množstvo je veľmi odlišné od toho, ktoré dostávame po prechode dvoma stupňami dýchania. Ukazuje sa, že nie všetky baktérie dýchajú kyslík.

ATP - univerzálny zdroj energie

Je dôležité, aby každý organizmus udržal svoje vlastnéživotná aktivita. Preto bolo potrebné v procese evolúcie nájsť zdroje energie, ktoré pri použití môžu poskytnúť dostatok zdrojov na tok potrebných reakcií v bunke. Najskôr sa vyskytla fermentácia v baktériách: takzvaný stupeň glykolýzy alebo anaeróbne štádium prokaryotického dýchania. A až neskôr, v sofistikovanejších mnohobunkových organizmoch sa vyvinuli adaptácie, vďaka čomu za účasti atmosférického kyslíka výrazne vzrástla respiračná účinnosť. Takže došlo k aeróbnej fáze bunkového dýchania.

Ako baktérie dýchajú? 6. ročník školského biologického kurzu ukazuje, že pre každý organizmus je dôležité získať určitý podiel energie. V procese vývoja sa začal skladovať v špeciálne syntetizovaných molekulách nazývaných adenozín trifosfát.

ATP je makrogénna látka,ktorého základom je pentózový uhlíkový kruh, dusíkatá báza (adenozín). Z neho opúšťajú fosforečné zvyšky, medzi ktorými sa vytvárajú vysokoenergetické väzby. Keď je jeden z nich zničený, uvoľní sa v priemere asi 40 kJ a jedna molekula ATP je schopná uložiť maximálne tri zvyšky fosforu. Ak sa ATP rozpadne na ADP (adenosid difosfát), potom bunka dostane 40 kJ energie v procese defosforylácie. Naopak, uskladnenie sa uskutočňuje fosforyláciou ADP na ATP s výdavkami na energiu.

Glykolýza dáva bunke baktériu s 2 molekulamiadenozín trifosfát, keď aeróbny stupeň dýchania môže okamžite dokončiť bunku s 36 molekulami tejto látky. Preto je odpoveď na otázku "Ako dýchajú baktérie?" Je to nasledovné: proces dýchania pre mnoho prokaryotov je tvorba ATP bez prítomnosti a nákladov na kyslík.

Ako baktérie dýchajú? Druhy dýchania

Pokiaľ ide o kyslík, všetky prokaryotiky sú rozdelené do niekoľkých skupín. Medzi nimi:

Povinné anaeróby.
Voliteľné anaeróby.
Obligatnye aerobes.

Prvá skupina pozostáva len z tých baktérií,ktorí nemôžu žiť v podmienkach prístupu kyslíku. O2 je pre nich toxický a vedie k bunkovej smrti. Príkladmi takýchto baktérií sú čisto symbiotické prokaryoty, ktoré žijú v inom organizme bez prítomnosti kyslíka.

Druhá skupina kombinuje takéto typy prokaryot,ktoré sa aktívne množia a rastú v neprítomnosti kyslíka, avšak jeho malé percento v životnom prostredí nevedie k smrteľným následkom. Medzi takéto baktérie patria saprofyty a niektoré parazity.

Ako baktérie tretej skupiny dýchajú? Tieto prokaryotes sa líšia tým, že môžu žiť len v podmienkach dobrej aerolýzy. Ak vo vzduchu nie je dostatok kyslíka, také bunky rýchlo zomrú, pretože potrebujú O2 na dýchanie.

Ako sa fermentácia líši od kyslíkového dychu?

Fermentácia v baktériách je rovnaký procesglykolýza, ktorá môže v rôznych typoch prokaryotov poskytnúť rôzne reakčné produkty. Napríklad mliečna fermentácia vedie k vzniku vedľajšieho produktu kyseliny mliečnej, alkoholovej fermentácie - etanolu a oxidu uhličitého, oleja-kyslého butánu (kyseliny butánovej) atď.

Kyslíkové dýchanie je kompletný reťazec procesov,ktoré začínajú štádiom glykolýzy s tvorbou kyseliny pyrohroznovej a končí uvoľňovaním CO2, H2O a energie. Posledné reakcie prebiehajú v prítomnosti kyslíka.

Ako baktérie dýchajú? Biológia (6. ročník) v mikrobiológii

V škole sme dostali len jednoduché vedomosti o tom,ako dôjde k procesu dýchania prokaryot. V týchto mikroorganizmoch nie sú žiadne mitochondrie, avšak existujú mezozómy - výčnelky cytoplazmatickej membrány vnútri bunky. Tieto štruktúry však nemajú najdôležitejšiu úlohu pri dýchaní baktérií.

Keďže fermentácia je druh glykolýzy,potom pokračuje v cytoplazme prokaryotov. Existuje tiež množstvo enzýmov potrebných na vykonanie celého reťazca reakcií. Vo všetkých baktériách sa bez výnimky najskôr vytvoria dve molekuly kyseliny pyrohroznovej, ako u človeka. A až potom sa premenia na ďalšie vedľajšie produkty, ktoré závisia od typu fermentácie.

záver

Svet prokaryotov, napriek zjavnej jednoduchostibunková organizácia, je plná komplexných a niekedy nevysvetlených momentov. Teraz je odpoveď na to, ako baktérie skutočne dýchajú, pretože nie všetci potrebujú kyslík. Naopak, väčšina z nich sa prispôsobila inému, menej praktickému spôsobu získania energie - kvasenia.