Ako baktérie dýchajú? Aeróby a anaeróby. Zvláštnosti prokaryotického dýchania

Prakticky všetky živé organizmy na Zemi potrebujú dychový proces. Kyslík je jedným z najčastejších oxidantov v dýchacích reťazcoch 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 dostať energiu z našej inej?

Všetky baktérie dýchajú kyslík?

Nie každý vie, že kyslík nie je vždy povinným komponentom respiračného reťazca. V prvom rade zohráva úlohu akceptora elektrónov, takže tento plyn dobre oxiduje a interaguje s vodíkovými protónmi. ATP je dôvod, prečo všetky živé organizmy dýchajú. Avšak mnoho druhov baktérií bez kyslíka a stále dostáva taký drahocenný zdroj energie, ako je adenozín trifosfát. Ako dýchajú baktérie tohto typu?

Proces dýchania v našom tele prebieha v dvoch fázach. Prvý z nich - anaeróbny - nevyžaduje prítomnosť kyslíka v bunke a pre ňu sú potrebné iba zdroje uhlíka a akceptory vodíkových protónov. Druhá etapa - aeróbna - prebieha výhradne v prítomnosti kyslíka a vyznačuje sa veľkým počtom reakcií postupne.

V baktériách, ktoré neabsorbujú kyslík a nepoužívajú ho na dýchanie, prebieha iba anaeróbna fáza. Na svojom konci dostávajú aj mikroorganizmy ATP, ale ich množstvo je veľmi odlišné od toho, ktoré dostávame po prechode dvoma fázami dýchania. Ukazuje sa, že nie všetky baktérie dýchajú kyslík.

ATP je univerzálnym zdrojom energie

Je dôležité, aby každý organizmus udržiaval svoje životne dôležité funkcie. Preto bolo v procese vývoja potrebné nájsť zdroje energie, ktoré pri použití môžu poskytnúť dostatok zdrojov na tok potrebných reakcií v bunke. Najskôr sa vyskytla fermentácia v baktériách: tzv. Štádium 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 určité množstvo energie. V procese vývoja sa začala skladovať v špeciálne syntetizovaných molekulách nazývaných adenozín trifosfát.

ATP je makroergická látka na báze pentózového uhlíkového kruhu, dusíkatého základu (adenozínu). Fosforečné rezíduá opúšťajú, 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 ukladať maximálne tri zvyšky fosforu. Ak sa ATP rozpadne na ADP (adenosid difosfát), potom bunka dostane 40 kJ energie v procese defosforylácie. A naopak, uskladnenie sa uskutočňuje fosforyláciou ADP na ATP s výdavkami na energiu.

Glykolýza poskytuje bakteriálnej bunke 2 molekuly adenozín trifosfátu, 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 mnohých 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:

1. Povinné anaeróby.
2. Voliteľné anaeróby.
3. Obligatnye aerobes.

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

Druhá skupina spája takéto druhy prokaryot, ktoré sa aktívne množia a rastú v neprítomnosti kyslíka, avšak jeho malé percento v 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 za podmienok dobrej aerolízy. Ak nie je vo vzduchu dostatok kyslíka, takéto bunky rýchlo zomrú, pretože potrebujú O2 na dýchanie.

Ako sa fermentácia líši od kyslíkového dychu?

Fermentácia v baktériách je rovnaký proces glykolýzy, ktorý v rôznych typoch prokaryot môže produkovať rôzne reakčné produkty. Napríklad fermentácia kyseliny mliečnej vedie k tvorbe vedľajšieho produktu kyseliny mliečnej, alkoholovej fermentácie - etanolu a oxidu uhličitého, oleja-kyslého butánu (kyselina butánová) atď.

Kyslíkový dych je kompletný reťazec procesov, ktoré začínajú glykolýzovým krokom s tvorbou kyseliny pyrohroznovej a končí uvoľňovaním CO2, H2O a energie. Posledné reakcie prebiehajú v prítomnosti kyslíka.

Ako baktérie dýchajú? Biológia (stupeň 6) v školskom kurze mikrobiológie

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

Keďže fermentácia je druh glykolýzy, uskutočňuje sa v cytoplazme prokaryot. 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 jednoduchosti bunkovej organizácie, je plný komplexných a niekedy nevysvetliteľných 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.