Kako bakterije dihajo? Aerobi in anaerobi. Posebnosti prokariotičnega dihanja

Skoraj vsi živi organizmi na Zemlji potrebujejo dihalni proces. Kisik je eden najpogostejših oksidantov v Evropi dihalna veriga živali, rastline, protisti, veliko bakterij. Vendar pa vsi ne vedo, koliko se naše telo v kompleksnosti strukture razlikuje od majhnih celic mikroorganizmov. Vprašanje se pojavi: kako bakterije dihajo? Ali je njihov način pridobivanja energije drugačen?

Ali vse bakterije dihajo kisik?

Vsi ne vedo, da kisik ni vedno obvezna sestavina v dihalni verigi. Najprej igra vlogo elektronskega akceptorja, tako da ta plin dobro oksidira in deluje z vodikovimi protoni. ATP je razlog, zakaj vsi živi organizmi dihajo. Vendar pa mnoge vrste bakterij brez kisika, in še vedno prejemajo tako cenjeni vir energije, kot adenozin trifosfat. Kako bakterije te vrste dihajo?

Postopek dihanja v našem telesu poteka skozi dve fazi. Prva od njih - anaerobna - ne zahteva prisotnosti kisika v celici, za to pa so potrebni samo ogljični viri in akceptorji vodikovih protonov. Druga stopnja - aerobna - poteka izključno v prisotnosti kisika in je značilna veliko število stopenjskih odzivov.

Pri bakterijah, ki ne absorbirajo kisika in ga ne uporabljajo za dihanje, nadaljuje le anaerobna faza. Na koncu mikroorganizmi dobijo tudi ATP, vendar se njegova količina zelo razlikuje od tiste, ki jo dobimo po prehodu skozi dve stopnji dihanja. Izkazalo se je, da vse bakterije ne dihajo kisika.

ATP - univerzalni vir energije

Za vsak organizem je pomembno, da ohrani svoje življenjske funkcije. Zato je bilo v procesu evolucije potrebno najti vire energije, ki lahko, če se uporabljajo, zagotovijo dovolj virov za pretok vseh potrebnih reakcij v celici. Najprej je prišlo do fermentacije v bakterijah: tako imenovani stopnji glikolize ali anaerobne faze prokariotičnega dihanja. Šele kasneje so se v bolj izpopolnjenih večceličnih organizmih razvili prilagoditve, zaradi katerih se je ob sodelovanju kisika v zraku močno povečala učinkovitost dihanja. Torej je bila aerobna faza celično dihanje.

Kako bakterije dihajo? Šesti razred šolske biologije kaže, da je za vsak organizem pomembno pridobiti določen delež energije. V procesu evolucije se je začel shranjevati v posebej sintetiziranih molekulah, imenovanih adenozin trifosfat.

ATP je makroergična snov, na osnovi katere je pentozni ogljikov obroč, dušikova baza (adenozin). Ostanki fosforja ga zapustijo, med katerimi se oblikujejo visokoenergetske vezi. Ko je eden od njih uničen, se sprosti povprečje približno 40 kJ, ena ATP molekula pa lahko shrani največ tri fosforne ostanke. Torej, če se ATP razgradi na ADP (adenozid difosfat), potem celica dobi 40 kJ energije v procesu dephosphorylation. In, nasprotno, skladiščenje poteka s fosforilacijo ADP v ATP s porabo energije.

Glikoliza daje molekulam bakterijske celice 2 adenozin trifosfata, ko aerobna faza dihanja takoj dovoli celico s 36 molekulami te snovi. Zato odgovor na vprašanje "Kako bakterije dihamo?" Je naslednji: postopek dihanja za mnoge prokarionte je nastanek ATP brez prisotnosti in stroškov kisika.

Kako bakterije dihajo? Vrste dihanja

V zvezi s kisikom so vsi prokarionti razdeljeni na več skupin. Med njimi:

1. Obvezni anaerobi.
2. Neobvezni anaerobi.
3. Obligatnye aerobi.

Prva skupina je sestavljena le iz tistih bakterij, ki ne morejo živeti v pogojih dostopa do kisika. O2 je strupen in vodi do celične smrti. Primeri takih bakterij so povsem simbiozni prokarioti, ki v odsotnosti kisika živijo znotraj drugega organizma.

Druga skupina združuje takšne vrste prokariontov, ki se aktivno množijo in rastejo v odsotnosti kisika, vendar majhen odstotek v okolju ne povzroča smrtnih posledic. Takšne bakterije vključujejo saprofite in nekatere parazite.

Kako dihajo bakterije tretje skupine? Ti prokarioti se razlikujejo po tem, da lahko živijo le v pogojih dobre aerolizacije. Če v zraku ni dovolj kisika, takšne celice hitro umrejo, ker potrebujejo O2 za dihanje.

Kako se fermentacija razlikuje od dihanja kisika?

Fermentacija v bakterijah je enak proces glikolize, ki lahko pri različnih vrstah prokariontov proizvaja različne reakcijske produkte. Na primer, mlečna fermentacija vodi do nastajanja stranskega produkta mlečne kisline, fermentacije alkohola - etanola in ogljikovega dioksida, oljnega kislega-butana (butanojske kisline) itd.

Dihanje kisika je popolna veriga procesov, ki se začnejo s stopnjo glikolize s tvorbo piruvična kislina, in konča s sproščanjem CO2, H2O in energije. Zadnje reakcije potekajo v prisotnosti kisika.

Kako bakterije dihajo? Biologija (6. razred) šolskega tečaja mikrobiologije

V šoli smo dobili le preprosto znanje o tem, kako pride do procesa dihanja prokariota. V teh mikroorganizmih ni nobenih mitohondrije, vendar so mezosomi - izbokline citoplazemske membrane znotraj celice. Toda te strukture nimajo najbolj ključne vloge pri dihanju bakterij.

Ker je fermentacija neke vrste glikoliza, poteka v citoplazmi prokariontov. Obstajajo tudi številni encimi, potrebni za izvajanje celotne verige reakcij. Pri vseh bakterijah, brez izjeme, se najprej tvorijo dve molekuli piruve kisline, kot pri človeku. In šele nato postanejo drugi stranski proizvodi, ki so odvisni od vrste fermentacije.

Zaključek

Svet prokariontov, kljub navidezni preprostosti celične organizacije, je poln kompleksnih in včasih nerazložljivih trenutkov. Zdaj je odgovor na to, kako bakterije res dihajo, ker vsi ne potrebujejo kisika. Nasprotno, večina se je prilagodila uporabi drugega, manj praktičnega načina pridobivanja energije - fermentacije.