Kā baktērijas elpo? Aerobes un anaerobi. Prokariotu elpošanas īpatnības

Gandrīz visi dzīvie organismi uz Zemesnepieciešams elpošanas process. Skābeklis ir viens no visbiežāk sastopamajiem oksidētājiem dzīvnieku, augu, protistu, daudzu baktēriju elpošanas ķēdē. Tomēr ne visi zina, cik daudz mūsu ķermenis atšķiras no sīkām mikroorganismu šūnām. Rodas jautājums: kā baktērijas elpo? Vai viņu veids, kā saņemt enerģiju no saviem, atšķiras?

Vai visas baktērijas elpo skābekli?

Ne visi zina, ka skābeklis ne vienmēr irobligāta sastāvdaļa elpošanas ķēdē. Pirmkārt, tā spēlē elektronu akceptoru lomu, tāpēc šī gāze labi oksidējas un mijiedarbojas ar ūdeņraža protoniem. ATP ir iemesls, kāpēc visi dzīvie organismi elpo. Tomēr daudzi baktēriju tipi ir bez skābekļa un joprojām saņem tādu lolotu enerģijas avotu kā adenozīna trifosfātu. Kā šī tipa baktērijas elpo?

Elpošanas process mūsu ķermenī turpināsdivi posmi. Pirmais no tiem - anaerobs - neveic skābekļa klātbūtni šūnā, un tam ir nepieciešami tikai oglekļa avoti un ūdeņraža protonu akceptori. Otrais posms - aerobā - notiek tikai skābekļa klātbūtnē, un to raksturo liels skaits pakāpenisku reakciju.

Baktērijas, kas neuzsūc skābekli un nēizmantot to elpot, notiek tikai anaerobā stadija. Pēc tā beigām mikroorganismi saņem arī ATP, bet tā daudzums ir ļoti atšķirīgs no tā, ko mēs iegūstam pēc divu elpošanas stadiju beigām. Izrādās, ka ne visas baktērijas elpo skābekli.

ATP - universāls enerģijas avots

Jebkurš organisms ir svarīgi saglabāt savu veselībudzīves aktivitāte. Tāpēc evolūcijas procesā bija nepieciešams atrast enerģijas avotus, kas, lietojot, var nodrošināt pietiekamus resursus visu nepieciešamo reakciju plūsmai šūnā. Pirmkārt, fermentācija bija baktērijās: tā saucamā glikolīzes stadija vai proakarīta elpošanas anaerobā stadija. Un tikai vēlāk, sarežģītākiem daudzķermeņu organismiem, attīstījās pielāgojumi, pateicoties kuriem ar atmosfēras skābekļa līdzdalību ievērojami palielinājās elpošanas efektivitāte. Tātad bija vēnu aerosols ar elpošanu.

Kā baktērijas elpo? Skolas bioloģijas kursa 6. klase rāda, ka jebkuram organismam ir svarīgi iegūt noteiktu enerģijas daļu. Attīstības procesā to sāka uzglabāt speciāli sintezētās molekulās, ko sauc par adenozīna trifosfātu.

ATP ir makrorģisks viela,kuras bāze ir pentozes oglekļa gredzens, slāpekļa bāze (adenozīns). Tā atstāj fosfora atlikumus, starp kuriem veidojas augstas enerģijas saites. Kad viens no tiem tiek iznīcināts, tiek atbrīvota vidēji par 40 kJ, un viena ATP molekula spēj uzglabāt ne vairāk kā trīs fosfora atlikumus. Tātad, ja ATP sadalās līdz ADP (adenozīds difosfāts), šūnas defosforilēšanas procesā iegūst 40 kJ enerģiju. Un gluži pretēji, glabāšana notiek, ADF fosforilējot ar ATP ar enerģijas patēriņu.

Glikolīze šūnai nodrošina 2 molekulu baktērijuadenozīna trifosfātu, kur aerobā elpošana apdares solis var nodrošināt šūnu 36 uzreiz molekulas vielas. Tāpēc jautājums "Kā elpot baktērijas?" Atbilde var piešķirt ar šādiem: elpošanas process daudziem prokariotiem ir veidošanās ATP bez skābekļa klātbūtnē un izmaksas.

Kā baktērijas elpo? Elpošanas veidi

Attiecībā uz skābekli visi prokariāti ir sadalīti vairākās grupās. Starp tiem:

1. Obligātās anaerobes.
2. Izvēles anaerobi.
3. Obligātās aerobas.

Pirmā grupa sastāv tikai no tām baktērijām,kas nevar dzīvot saskarsmē ar skābekli. O2 tiem ir toksisks un noved pie šūnu nāves. Šādu baktēriju piemēri ir tīri simbiotiski prokariāti, kas dzīvo citā organismā bez skābekļa.

Otrajā grupā apvienoti šādi prokariotu veidi,kas aktīvi vairojas un aug, ja nav skābekļa, tomēr tās mazais procents vidē nerada letālas sekas. Šādas baktērijas ietver saprofītus un dažus parazītus.

Kā elpojas trešās grupas baktērijas? Šīs prokariotes atšķiras, jo tās var dzīvot tikai labas aerolizācijas apstākļos. Ja gaisā nav pietiekami daudz skābekļa, šādas šūnas ātri mirs, jo tām ir nepieciešams O2 elpot.

Kā fermentācija atšķiras no skābekļa elpas?

Fermentācija baktērijās ir viens un tas pats processglikolīzi, kas dažādu veidu prokaritos var dot dažādus reakcijas produktus. Piemēram, pienskābās fermentācijas rezultātā rodas pienskābes, alkohola fermentācijas blakusprodukts - etanols un oglekļa dioksīds, eļļas-skābais butāns (butānskābe) utt.

Skābekļa elpošana ir pilnīga procesu virkne,kas sākas ar glikolīzes stadiju, veidojot piruvskābi, un beidzas ar CO2, H2O un enerģijas izplūdi. Pēdējās reakcijas notiek skābekļa klātbūtnē.

Kā baktērijas elpo? Mikrobioloģijas skolu kursa bioloģija (6. pakāpe)

Skolā mums tika dotas tikai vienkāršas zināšanas par to, kā,kā notiek prokariotu elpošana. Šajos mikroorganismos nav mitohondiju, tomēr pastāv mezozomi - citoplazmas membrānas izliekumi šūnas iekšienē. Bet šīm struktūrām nav visbūtiskākās lomas baktēriju elpošanā.

Tā fermentācija ir sava veida glikolīze,tad tas turpina prokariotu citoplazmu. Ir arī daudzi enzīmi, kas nepieciešami visas ķēdes reakciju veikšanai. Visās baktērijās bez izņēmuma vispirms tiek veidotas divas piruvskābes molekulas, kā cilvēkam. Un tikai tad tie pārvēršas par citiem blakusproduktiem, kas atkarīgi no fermentācijas veida.

Secinājums

Prokariotu pasaule, neraugoties uz acīmredzamo vienkāršībušūnu organizācija, ir pilns ar sarežģītām un dažkārt neizskaidrotām brīžām. Tagad ir atbilde uz to, kā baktērijas patiešām elpo, jo ne visiem viņiem ir nepieciešams skābeklis. Gluži pretēji, lielākā daļa ir pielāgojušās izmantot citu, mazāk praktisku veidu, kā iegūt enerģiju - fermentāciju.