Как дишат бактериите? Аероби и анаероби. Особености на прокариотното дишане

Почти всички живи организми на Земята се нуждаят от дихателен процес. Кислородът е един от най - разпространените оксиданти в света респираторна верига животни, растения, протисти, много бактерии. Все пак, не всеки знае колко струва тялото ни в сложността на структурата от малки клетки на микроорганизми. Възниква въпросът: как дишат бактериите? Дали начинът им на получаване на енергия от нашата е различен?

Дали всички бактерии дишат кислород?

Не всеки знае, че кислородът не винаги е задължителен компонент в дихателната верига. Той играе, на първо място, ролята на електронен акцептор, така че този газ окислява добре и взаимодейства с водородни протони. АТР е причината, поради която всички живи организми дишат. Въпреки това, много видове бактерии правят без кислород и все още получават такъв скъп източник на енергия като аденозин трифосфат. Как дишат бактериите от този тип?

Процесът на дишане в тялото ни преминава през два етапа. Първият от тях - анаеробен - не изисква наличието на кислород в клетката и за него са необходими само въглеродни източници и акцептори на водородни протони. Вторият етап - аеробен - се извършва изключително в присъствието на кислород и се характеризира с голям брой реакции по етапи.

В бактериите, които не абсорбират кислорода и не го използват за дишане, протича само анаеробната фаза. В крайна сметка микроорганизмите също получават АТР, но количеството му е много различно от това, което получаваме след преминаване през два етапа на дишане. Оказва се, че не всички бактерии дишат кислорода.

ATP - универсален източник на енергия

Важно е всеки организъм да поддържа своите жизнени функции. Следователно в еволюционния процес е необходимо да се намерят източници на енергия, които, когато се използват, могат да осигурят достатъчно ресурси за протичането на всички необходими реакции в клетката. Първо имаше ферментация в бактериите: така наречения стадий на гликолиза или анаеробния етап на прокариотното дишане. И едва по-късно, при по-сложни многоклетъчни организми, се развиха адаптации, благодарение на които с участието на атмосферния кислород дихателната ефективност се увеличи значително. Така че имаше аеробна сцена клетъчно дишане.

Как дишат бактериите? 6-ти клас на курса на училищната биология показва, че за всеки организъм е важно да се получи определен дял от енергията. В процеса на еволюцията тя започва да се съхранява в специално синтезирани молекули, наречени аденозин трифосфат.

АТР е макроенергично вещество, основата на което е петозен въглероден пръстен, азотна основа (аденозин). Остатъците от фосфор се оставят, между които се образуват високоенергийни връзки. Когато един от тях е разрушен, средно около 40 kJ се освобождава и една АТР молекула е способна да съхранява максимум три фосфорни остатъка. Така че, ако ATP се разпадне до ADP (аденозид дифосфат), тогава клетката получава 40 kJ енергия в процеса на дефосфорилиране. И напротив, съхранението се осъществява чрез фосфорилиране на ADP към АТП с изразходване на енергия.

Гликолиза бактериална клетка дава 2 АТР молекула при аеробни дишане довършителни стъпка може да осигури клетката 36 веднага молекули на веществото. Поради това, на въпроса "Как да се диша бактериите?" Отговорът може да се има предвид следното: процесът на дишане в продължение на много прокариоти е образуването на АТФ без присъствието на кислород и разходи.

Как дишат бактериите? Видове дишане

По отношение на кислорода всички прокариоти са разделени на няколко групи. Сред тях:

1. Задължителни анаероби.
2. Незадължителни анаероби.
3. Облигационни аероби.

Първата група се състои само от тези бактерии, които не могат да живеят в условия на достъп до кислород. О2 за тях е токсичен и води до клетъчна смърт. Примери за такива бактерии са чисто симбиотични прокариоти, които живеят в друг организъм при липса на кислород.

Втората група съчетава такива видове прокариоти, които активно се размножават и растат при липса на кислород, но малкият процент в околната среда не води до смъртоносни последици. Такива бактерии включват сапрофити и някои паразити.

Как дишат бактериите от третата група? Тези прокариоти се различават по това, че могат да живеят само в условия на добра аеролизация. Ако няма достатъчно кислород във въздуха, такива клетки бързо умират, защото се нуждаят от кислород за дишане.

Как се различава ферментацията от кислородния дъх?

Ферментацията в бактериите е същият процес на гликолиза, който в различни видове прокариоти може да произведе различни реакционни продукти. Например, млечна ферментация води до образуването на страничен продукт от млечна киселина, алкохолна ферментация - етанол и въглероден диоксид, масло-кисел-бутан (бутанова киселина) и др.

Кислородният дъх е пълна верига от процеси, които започват с етапа на гликолизата с образуване пирогроздена киселина, и завършва с отделянето на CO2, H2O и енергия. Последните реакции се провеждат в присъствието на кислород.

Как дишат бактериите? Биология (степен 6) от училищния курс по микробиология

В училище ни бяха дадени само прости познания за това как протича процесът на дишане на прокариоти. В тези микроорганизми няма митохондрии, но има мезозоми - издатини на цитоплазмената мембрана в клетката. Но тези структури не играят най-важната роля в дишането на бактериите.

Тъй като ферментацията е вид гликолиза, тя се осъществява в цитоплазмата на прокариотите. Съществуват и множество ензими, необходими за провеждане на цялата верига от реакции. Във всички бактерии, без изключение, първо се образуват две молекули пирувинова киселина, както при човека. И едва тогава те се превръщат в други странични продукти, които зависят от вида на ферментацията.

заключение

Светът на прокариотите, въпреки очевидната простота на клетъчната организация, е изпълнен със сложни и понякога необясними моменти. Сега има отговор как бактериите наистина дишат, защото не всички от тях се нуждаят от кислород. Напротив, повечето са се приспособили да използват друг, по-малко практичен начин за получаване на енергия - ферментация.