Kako bakterija diše? Aerobes i anaerobe. Osobitosti prokariotskog disanja

Gotovo svi živi organizmi na Zemlji trebaju proces disanja. Kisik je jedan od najčešćih oksidansa u respiratorni lanac životinje, biljke, protiste, mnoge bakterije. Međutim, nisu svi znaju koliko se naše tijelo razlikuje u složenosti strukture od malih stanica mikroorganizama. Postavlja se pitanje: kako bakterije mogu disati? Je li njihov način primanja energije od našeg drugačijeg?

Da li sve bakterije disaju kisik?

Nije svatko zna da kisik nije uvijek obvezna komponenta u dišnom lancu. Ona igra, prije svega, ulogu akceptora elektrona, tako da ovaj plin dobro oksidira i komunicira s vodikovim protonom. ATP je razlog zašto svi živi organizmi disati. Međutim, mnoge vrste bakterija bez kisika, i još uvijek dobivaju takav dragocjen izvor energije, kao adenozin trifosfat. Kako bakterije ovog tipa disati?

Proces udisanja u tijelu prolazi kroz dvije faze. Prva od njih - anaerobna - ne zahtijeva prisutnost kisika u stanici, a za njega su potrebni samo izvori ugljika i akceptori vodikovih protona. Druga faza - aerobna - odvija se isključivo u prisutnosti kisika i karakterizira velik broj reakcija po fazama.

U bakterijama koje ne apsorbiraju kisik i ne upotrebljavaju ga za disanje, nastavlja se samo anaerobna faza. Na kraju, mikroorganizmi također primaju ATP, ali je njegova količina vrlo različita od one koju dobivamo nakon prolaska kroz dvije faze disanja. Ispada da sve bakterije ne dišu kisik.

ATP - univerzalni izvor energije

Važno je da svaki organizam održava svoje vitalne funkcije. Stoga je u procesu evolucije bilo potrebno pronaći izvore energije koji, kada se koriste, mogu osigurati dovoljno sredstava za protok svih potrebnih reakcija u stanici. Prvo je bilo fermentacije bakterija: takozvani stupanj glikolize ili anaerobna faza prokariotskog disanja. I tek kasnije, u sofisticiranijim višestaničnim organizmima razvijene su prilagodbe, zahvaljujući kojoj je, uz sudjelovanje atmosferskog kisika, respiratorna učinkovitost značajno porasla. Tako je postojala aerobna pozornica stanično disanje.

Kako bakterija diše? 6. razred tečaja za školsku biologiju pokazuje da je za svaki organizam važno dobiti određeni udio energije. U procesu evolucije, počelo se pohranjivati ​​u posebno sintetiziranim molekulama, nazvanim adenozin trifosfat.

ATP je makroergoj supstanca, čija je osnova pentosov ugljikov prsten, dušična baza (adenozin). Ostaju fosforni ostaci, između kojih se formiraju visoke energetske veze. Kada se jedan od njih uništi, otpušta se prosječno oko 40 kJ, a jedna ATP molekula može pohraniti najviše tri fosforna ostatka. Dakle, ako se ATP razgrađuje na ADP (adenozid difosfat), tada stanica dobiva 40 kJ energije u procesu defosforilacije. I, naprotiv, skladištenje se odvija fosforilacijom ADP-a ATP-u s potrošnjom energije.

Glikoliza daje bakterijske stanice 2 molekule adenozin trifosfata, kada aerobna faza disanja može odmah dovršiti stanicu s 36 molekula ove supstance. Dakle, odgovor na pitanje "Kako bakterije dišu?" Je kako slijedi: proces disanja za mnoge prokariote je formiranje ATP bez prisutnosti i troška kisika.

Kako bakterija diše? Vrste disanja

S obzirom na kisik, svi prokarioti su podijeljeni u nekoliko skupina. Među njima:

1. Obvezni anaerobni.
2. Izborni anaerobni spojevi.
3. Obligatnye aerobes.

Prva skupina sastoji se samo od onih bakterija koje ne mogu živjeti u uvjetima pristupa kisiku. O2 za njih je otrovan i dovodi do stanične smrti. Primjeri takvih bakterija su čisto simbiotični prokarioti koji žive unutar drugog organizma u odsutnosti kisika.

Druga skupina obuhvaća one vrste prokariota, koji aktivno proliferiraju i rastu u nedostatku kisika, ali mali postotak od toga u okolišu ne dovodi do kobnih posljedica. Takve bakterije uključuju saprofite i neke parazite.

Kako udišu bakterije treće skupine? Ove se prokariote razlikuju po tome što mogu živjeti samo u uvjetima dobre aerolizacije. Ako nema dovoljno kisika u zraku, takve stanice brzo umiru, jer trebaju O2 za disanje.

Kako se fermentacija razlikuje od kisika?

Fermentacija bakterija je isti proces glikolize, koji u različitim vrstama prokariota može proizvesti različite reakcijske proizvode. Na primjer, mliječna fermentacija dovodi do nastajanja nusprodukata mliječne kiseline, alkoholne fermentacije - etanola i ugljičnog dioksida, uljno-butan-butana (butanska kiselina) itd.

Ugljični kisik je cjeloviti lanac procesa koji započinju fazom glikolize s formiranjem piruvinska kiselina, i završava otpuštanjem CO2, H2O i energije. Posljednje reakcije odvijaju se u prisutnosti kisika.

Kako bakterija diše? Biologija (6. razred) školskog kolegija mikrobiologije

U školi nam je dano samo jednostavno poznavanje postupka disanja prokariota. U tim mikroorganizmima nema mitohondrija, međutim postoje mezosomi - izbočine citoplazmatske membrane unutar stanice. Ali ove strukture ne igraju najvažniju ulogu u disanju bakterija.

Budući da je fermentacija neka vrsta glikolize, ona se odvija u citoplazmi prokariota. Postoje i brojni enzimi potrebni za provođenje čitavog lanca reakcija. U svim bakterijama, bez izuzetka, nastaju dvije molekule piruvinske kiseline, kao kod čovjeka. I tek tada se pretvaraju u druge nusproizvode koji ovise o vrsti fermentacije.

zaključak

Svijet prokariota, unatoč prividnoj jednostavnosti mobilne organizacije, pun je složenih i ponekad neobjašnjivih trenutaka. Sada postoji odgovor na to kako bakterije stvarno dišu, jer nisu svi potrebni kisik. Naprotiv, većina se prilagodila upotrebi drugog, manje praktičnog načina dobivanja energije fermentacije.