Hogyan lélegeznek a baktériumok? Aerob és anaerob. A prokarióta légzés sajátosságai

Gyakorlatilag minden élő Földön élő szervezetre szükség van egy légzési folyamatra. Az oxigén az állatok, növények, protisztinok, sok baktérium légzőanyag- láncának egyik leggyakoribb oxidálószere. Azonban nem mindenki tudja, mennyire különbözik testünk a mikroorganizmusok kis sejtjeitől a szerkezet összetettségében. Felmerül a kérdés: hogyan bocsátják ki a baktériumokat? Vajon a módjuk, hogy az energiánk a miénktől eltérő legyen?

Minden baktérium belélegzi az oxigént?

Nem mindenki tudja, hogy az oxigén nem mindig kötelező eleme a légzési láncnak. Először is egy elektron-elfogadó szerepet játszik, így ez a gáz jól oxidálódik, és kölcsönhatásban van a hidrogén-protonokkal. Az ATP az oka annak, hogy minden élő szervezet lélegzik. Azonban számos típusú baktérium oxigén nélkül van, és még mindig ilyen kedvelt energiaforrás, mint az adenozin-trifoszfát. Hogyan lélegeznek az ilyen típusú baktériumok?

A testünk légzésének folyamata két lépcsőn keresztül zajlik. Az első - anaerob - nem igényli oxigén jelenlétét a sejtben, és csak szénforrásokat és hidrogén-protonok akceptorokat igényelnek. A második szakasz - aerobic - kizárólag oxigén jelenlétében zajlik le, és számos lépcsőzetes szakaszreakció jellemzi.

Azoknál a baktériumoknál, amelyek nem szívják fel az oxigént, és nem lélegzik, csak az anaerob szakasz lép fel. Végül a mikroorganizmusok ATP-t is kapnak, de mennyisége nagyon különbözik attól, amit a légzés két lépcsőjén átmegyünk. Kiderül, hogy nem minden baktérium oxigént lélegzik.

Az ATP egy univerzális energiaforrás

Fontos, hogy bármely szervezet fenntartsa létfontosságú funkcióit. Ezért az evolúciós folyamatban olyan energiaforrásokat kellett találni, amelyek felhasználásukkor elegendő forrást nyújthatnak a sejtben szükséges összes reakció áramlására. Először a baktériumok fermentálása volt: az úgynevezett glikolízis vagy a prokarióta lélegzés anaerob fázisa. És csak később, kifinomultabb multicelluláris szervezetekben adaptációk alakultak ki, amelyeknek köszönhetően a légköri oxigén részvételével jelentősen megnőtt a légzéshatás. Tehát a sejtes légzés aerob szakaszában volt .

Hogyan lélegeznek a baktériumok? Az iskolai biológia kurzus hatodik fokozatából kiderül, hogy minden szervezet számára fontos, hogy bizonyos mennyiségű energiát kapjon. Az evolúció folyamatában speciálisan szintetizált molekulákban, adenozin-trifoszfátként tárolták.

Az ATP egy makroméretű anyag, amely egy pentóz széngyűrűn, egy nitrogén bázison (adenozin) alapul. Foszformaradékok hagyják el, amelyek között nagy energiájú kötések képződnek. Ha valamelyikük megsemmisül, kb. 40 kJ átlag felszabadul, és egy ATP molekula képes legfeljebb három foszformaradék tárolására. Tehát, ha az ATP lebomlik az ADP-re (adenozid-difoszfátra), akkor a cellák 40 kJ energiát kapnak a defoszforiláció folyamatában. Éppen ellenkezőleg, a tárolás az ADP és az ATP foszforilációjával történik, energiafelhasználással.

A glikolízis az adenozin-trifoszfát baktériumsejt-2 molekuláit adja, amikor a légzés aerob fázisa azonnal képes a sejtet 36 anyag molekulával befejezni. Ezért a "Hogyan baktériumok lélegeznek?" Kérdésre adott válasz a következő: sok prokarióták légzési folyamata az ATP képződése az oxigén jelenléte és költsége nélkül.

Hogyan lélegeznek a baktériumok? A légzés típusai

Az oxigén tekintetében az összes prokarióta több csoportra oszlik. Közülük:

1. Kötelező anaerobok.
2. Opcionális anaerobok.
3. Obligatnye aerobes.

Az első csoport csak azon baktériumokból áll, amelyek nem képesek oxigénhiányos állapotban élni. O2 számukra mérgező, és sejtes halálhoz vezet. Az ilyen baktériumok példái tisztán szimbiotikus prokarióták, amelyek oxigén hiányában egy másik szervezetben élnek.

A második csoport egyesíti az ilyen típusú prokariótákat, amelyek aktívan szaporodnak és nőnek oxigén hiányában, azonban a kismértékű környezetben bekövetkező százalékos halálos következményekkel nem jár. Ilyen baktériumok közé tartoznak a saprofiták és egyes paraziták.

Hogyan lélegeznek a harmadik csoport baktériuma? Ezek a prokarióta különböznek abban, hogy csak jó aerolizáció mellett élhetnek. Ha nincs elég oxigén a levegőben, az ilyen sejtek gyorsan meghalnak, mert O2-re van szükségük légzésre.

Hogyan különbözik az erjedés az oxigén lélegzettől?

A baktériumokban végzett fermentáció ugyanaz a glikolízis, amely különböző típusú prokarióta különböző reakciótermékeket eredményez. Például a tejsavas erjesztés tejsav, alkoholos fermentáció - etanol és szén-dioxid, olaj-bután (butánsav) stb. Melléktermékének képződéséhez vezet.

Az oxigén lélegzet egy teljes láncolat, amely a piroszőlősav képződésével kezdődik , és a CO2, a H2O és az energia felszabadulása véget ér. Az utolsó reakciók oxigén jelenlétében zajlanak.

Hogyan lélegeznek a baktériumok? Biológia (6. fokozat) a mikrobiológiai tanfolyamon

Az iskolában csak egyszerű ismereteket kaptunk arról, hogy miként fordul elő a prokarióták légzési folyamata. Ezeknél a mikroorganizmusokban nincsenek mitokondriumok, azonban vannak olyan mesoszómák - a citoplazmatikus membrán kiemelkedése a sejten belül. De ezek a struktúrák nem a legfontosabb szerepet játszanak a baktériumok légzésében.

Mivel az erjesztés egyfajta glikolízis, a prokarioták citoplazmájában történik. A reakció egész láncolatához számos enzim szükséges. Minden baktériumban, kivétel nélkül, két molekula piruvinsav, mint az ember esetében, először alakul ki. És csak akkor válnak más melléktermékekké, amelyek a fermentáció típusától függenek.

következtetés

A prokarióták világa, a sejtes szervezet látszólagos egyszerűsége ellenére, tele van összetett és néha megmagyarázhatatlan pillanatokkal. Most van egy válasz, hogy a baktériumok valóban lélegeznek, mert nem mindegyikük oxigént igényel. Éppen ellenkezőleg, a legtöbb ember alkalmazkodott egy másik, kevésbé praktikus módon az energia - erjesztéshez.