Miten bakteerit hengittävät? Aerobeet ja anaerobit. Prokaryoottisen hengityksen erityispiirteet

Lähes kaikki elävät organismit maan päällätarvitsevat hengitysprosessia. Happi on yksi tavallisimmista eläimistä, kasveista, protisteistä, monista bakteereista hengitysteiden ketjuissa. Kuitenkaan kaikki eivät tiedä, kuinka paljon kehomme eroaa monimutkaisesta rakenteesta pienistä mikro-organismeista. Kysymys herää: miten bakteerit hengittävät? Onko heidän tapa saada energiaa erilaisilta?

Kaikki bakteerit hengittävät happea?

Kaikki eivät tiedä, että happi ei ole ainapakollinen komponentti hengitysteiden ketjussa. Se on ensinnäkin elektronin vastaanottajan rooli, joten tämä kaasu hapettuu hyvin ja vuorovaikutuksessa vetyprotonien kanssa. ATP on syy, miksi kaikki elävät organismit hengittävät. Kuitenkin monet bakteerityypit toimivat ilman happea, ja niillä on yhä niin hellävarainen energianlähde, kuten adenosiinitrifosfaatti. Kuinka tämän tyyppiset bakteerit hengittävät?

Kehon hengitys prosessi jatkuukaksi vaihetta. Ensimmäinen niistä - anaerobinen - ei edellytä hapen läsnäoloa solussa, ja vain hiilen lähteitä ja vetyprotonien akseptoreita tarvitaan. Toinen vaihe - aerobinen - tapahtuu pelkästään hapen läsnäollessa ja sille on ominaista lukuisia vaiheittaisia ​​reaktioita.

Bakteerit, jotka eivät absorboi happea eivätkä nekäyttää sitä hengittämiseen, vain anaerobinen vaihe etenee. Loppujen lopuksi mikro-organismit saavat myös ATP: tä, mutta sen määrä on hyvin erilainen kuin se, jonka saamme kahden hengitysvaiheen kuluttua. On selvää, että kaikki bakteerit eivät hengitä happea.

ATP - yleinen energianlähde

On tärkeää, että jokin organismi ylläpitää omaaelämää. Siksi evoluutioprosessissa oli välttämätöntä löytää energianlähteitä, jotka käytettäessä pystyvät tarjoamaan riittävästi resursseja kaikkien tarvittavien reaktioiden kulkuun solussa. Ensin bakteereissa tapahtui fermentaatio: glykolyysin ns. Vaihe tai prokaryoottisen hengityksen anaerobinen vaihe. Ja vasta myöhemmin kehittyneemmissä monisoluisissa organismeissa kehitettiin mukautuksia, joiden ansiosta hengityselinten tehokkuus kasvoi huomattavasti ilmakehän hapen mukana. Joten siellä oli aerobinen vaihe solujen hengitys.

Miten bakteerit hengittävät? Koulun biologian kurssin 6. luokassa todetaan, että minkä tahansa organismin kannalta on tärkeätä saada tietty osuus energiasta. Evoluutioprosessissa se alkoi varastoida erityisesti syntetisoiduissa molekyyleissä, joita kutsutaan adenosiinitrifosfaatiksi.

ATP on makrogeeninen aine,jonka perustana on pentosekarbonyylirengas, typpipitoinen emäs (adenosiini). Jäljelle jäävät fosforijäämät, joiden välille muodostuu suurenergisiä sidoksia. Kun yksi niistä tuhoutuu, keskimäärin noin 40 kJ vapautuu ja yksi ATP-molekyyli pystyy tallentamaan enintään kolme fosforijäämää. Joten, jos ATP hajoaa ADP: hen (adenosiinidifosfaatti), solu saa 40 kJ energiaa defosforylaatioprosessissa. Ja päinvastoin, varastointi tapahtuu ADP: n fosforylaatiolla ATP: lle energiankulutuksella.

Glykolyysi antaa solulle bakteerin, jossa on 2 molekyyliäadenosiinitrifosfaatti, kun aerobinen hengitysvaihe voi täydentää solua heti tämän aineen 36 molekyylin kanssa. Siksi vastaus kysymykseen "Miten bakteerit hengittävät?" On seuraava: monien prokaryooteiden hengittäminen on ATP: n muodostumista ilman hapen läsnäoloa ja kustannuksia.

Miten bakteerit hengittävät? Hengitystyypit

Hapen osalta kaikki prokaryooteja on jaettu useisiin ryhmiin. Niistä:

1. Pakolliset anaerobit.
2. Vapaaehtoiset anaerobit.
3. Obligatnye aerobes.

Ensimmäinen ryhmä koostuu vain niistä bakteereista,jotka eivät voi elää hapen pääsyyn. O2 heille on myrkyllistä ja johtaa solukuolemaan. Esimerkkejä tällaisista bakteereista ovat puhtaasti symbioottiset prokaryootit, jotka elävät toisen organismin sisällä ilman happea.

Toisessa ryhmässä yhdistyvät tällaiset prokaryoottityypit,joka aktiivisesti leviävät ja kasvavat ilman happea, mutta pieni osa sen sisällöstä ympäristössä ei johda kohtalokkaisiin seurauksiin. Tällaisia ​​bakteereja ovat saprofyytit ja jotkut loiset.

Kuinka kolmannen ryhmän bakteerit hengittävät? Nämä prokaryoottit eroavat toisistaan ​​siinä, että ne voivat elää vain hyvän aerolisaation olosuhteissa. Jos ilmassa ei ole tarpeeksi happea, tällaiset solut kuolevat nopeasti, koska ne tarvitsevat O2: ta hengittämiseen.

Kuinka fermentaatio eroaa hapen hengityksestä?

Fermentaatio bakteereissa on sama prosessiglykolyysi, joka erilaisissa prokaryoottityypeissä voi antaa erilaisia ​​reaktiotuotteita. Esimerkiksi maitohappo fermentointi johtaa maitohapon, alkoholifermentaation - etanolin ja hiilidioksidin, öljy-hapan butaanin (butaanihapon) sivutuotteen muodostumiseen.

Happi-hengitys on täydellinen prosessiketju,jotka alkavat glykolyysin vaiheella pyruvavihapon muodostumisella ja päättyvät CO2: n, H2O: n ja energian vapautumisella. Viimeiset reaktiot tapahtuvat hapen läsnäollessa.

Miten bakteerit hengittävät? Mikrobiologian kurssin biologia (luokka 6)

Koulussa meille annettiin vain yksinkertainen tieto siitä, miten,miten prokaryoottien hengittäminen tapahtuu. Näissä mikro-organismeissa ei ole mitokondrioita, mutta soluissa on mesosomeja - sytoplasmakalvon ulkonemia. Näillä rakenteilla ei kuitenkaan ole eniten avainasemaa bakteerien hengityksessä.

Koska fermentaatio on eräänlainen glykolyysi,sitten se etenee prokaryoottisten sytoplasmassa. Myös lukuisia entsyymejä tarvitaan koko reaktioketjun suorittamiseksi. Kaikissa bakteereissa poikkeuksetta muodostetaan kaksi pyruvavihapon molekyyliä, kuten ihmisessä. Ja vasta silloin ne muuttuvat muiksi sivutuotteiksi, jotka riippuvat fermentointityypistä.

johtopäätös

Prokaryoottien maailma, huolimatta näennäisestä yksinkertaisuudestasoluorganisaatio, on täynnä monimutkaisia ​​ja joskus selittämättömiä hetkiä. Nyt on olemassa vastaus hengitysilmana bakteerit todellisuudessa, koska kaikki eivät tarvitse happea. Päinvastoin, useimmat ovat sopeutuneet käyttää muita, vähemmän käytännöllinen tapa saada energiaa - käymisen.