Як дыхаюць бактэрыі? Аэробов і анаэробы. Асаблівасці дыхання пракарыёт

Практычна ўсе жывыя арганізмы на Зямлі маюць патрэбу ў працэсе дыхання. Кісларод з'яўляецца адным з найбольш распаўсюджаных акісляльнікаў ў дыхальнай ланцугу жывёл, раслін, Пратысты, шматлікіх бактэрый. Аднак не ўсім вядома, наколькі наш арганізм адрозніваецца па складанасці будынка ад маленькіх клетак мікраарганізмаў. Узьнікае пытаньне: як дыхаюць бактэрыі? Ці адрозніваецца іх спосаб атрымання энергіі ад нашага?

Ці ўсё бактэрыі дыхаюць кіслародам?

Не ўсе ведаюць, што кісларод не заўсёды з'яўляецца абавязковым кампанентам у ланцугу дыхання. Ён гуляе, перш за ўсё, ролю акцептора электронаў, таму дадзены газ добра акісляецца і ўзаемадзейнічае з пратонамі вадароду. АТФ - гэта тая прычына, па якой усе жывыя арганізмы дыхаюць. Аднак многія віды бактэрый абыходзяцца без кіслароду, і ўсё роўна атрымліваюць такі запаветны крыніца энергіі, як аденозинтрифосфат. Як дыхаюць бактэрыі такога тыпу?

Працэс дыхання ў нашым арганізме працякае на працягу двух стадый. Першая з іх - анаэробная - не патрабуе наяўнасці кіслароду ў клетцы, і для яе неабходныя толькі крыніцы вугляроду і акцептор пратонаў вадароду. Другая стадыя - аэробная - працякае выключна ў прысутнасці кіслароду і характарызуецца вялікай колькасцю паэтапных рэакцый.

У бактэрый, якія не засвойваюць кісларод і не выкарыстоўваюць яго для дыхання, працякае толькі анаэробная стадыя. Паводле яе заканчэнні мікраарганізмы таксама атрымліваюць АТФ, аднак яго колькасць вельмі моцна адрозніваецца ад таго, якое атрымліваем мы пасля праходжання адразу двух стадый дыхання. Атрымліваецца, што не ўсе бактэрыі дыхаюць кіслародам.

АТФ - універсальны крыніца энергіі

Для любога арганізма важна падтрымліваць сваю жыццядзейнасць. Таму трэба было ў працэсе эвалюцыі знайсці крыніцы энергіі, якія пры выкарыстанні змогуць даць дастаткова рэсурсаў для праходжання ўсіх неабходных рэакцый у клетцы. Спачатку з'явілася закісанне ў бактэрый: так называецца этап гліколізу ці анаэробных этап дыхання пракарыёт. І толькі потым у больш дасканалых мнагаклетачных арганізмаў развіліся прыстасаванні, дзякуючы якім, з удзелам атмасфернага кіслароду ККД дыхання прыкметна павялічвалася. Так з'явіўся аэробнай этап клеткавага дыхання.

Як дыхаюць бактэрыі? 6 клас школьнага курсу біялогіі паказвае, што для любога арганізма важна атрыманне пэўнай долі энергіі. У працэсе эвалюцыі яна стала запасацца ў спецыяльна сінтэзаваных для гэтага малекулах, якія называюцца аденозинтрифосфат.

АТФ ўяўляе сабой макроэргическое рэчыва, асновай якога з'яўляецца пентозное вугляроднае кольца, азоцістых падстаў (адэназін). Ад яго адыходзяць фосфарныя рэшткі, паміж якімі і ўтвараюцца высокаэнергетычныя сувязі. Пры разбурэнні адной з іх вызваляецца ў сярэднім каля 40 кДж, а адна малекула АТФ здольная захоўваць у сабе максімум тры фосфарных астатку. Так, калі АТФ распадаецца да АДФ (аденозиддифосфат), то клетка атрымлівае 40 кДж энергіі ў працэсе дефосфорилирования. І, наадварот, запасание адбываецца шляхам фасфаралявання АДФ да АТФ з выдаткам энергіі.

Гліколіз дае клетцы бактэрыі 2 малекулы аденозинтрифосфата, калі аэробнай этап дыхання па завяршэнні можа забяспечыць клетку адразу 36 малекуламі гэтага рэчыва. Таму на пытанне «Як дыхаюць бактэрыі?» Адказ можна даць наступны: працэс дыхання для многіх пракарыёт заключаецца ў адукацыі АТФ без наяўнасці і выдаткі кіслароду.

Як дыхаюць бактэрыі? тыпы дыхання

У адносінах да кіслароду ўсе пракарыёты дзеляцца на некалькі груп. Сярод іх:

1. Облигатные анаэробы.
2. Факультатыўныя анаэробы.
3. Облигатные аэробов.

Першая група складаецца толькі з тых бактэрый, якія не могуць жыць ва ўмовах доступу кіслароду. О2 для іх таксічны і вядзе да згубы клеткі. Прыкладамі такіх бактэрый могуць служыць чыста сымбалічнай пракарыёты, якія пражываюць ўнутры іншага арганізма ва ўмовах адсутнасці кіслароду.

Другая група аб'ядноўвае такія віды пракарыёт, якія актыўна размножваюцца і растуць пры адсутнасці кіслароду, аднак, яго невялікае працэнтнае ўтрыманне ў навакольным асяроддзі не вядзе да смяротным наступстваў. Да такіх бактэрыям ставяцца сапрофиты і некаторыя паразіты.

Як дыхаюць бактэрыі трэцяй групы? Гэтыя пракарыёты адрозніваюцца тым, што яны могуць жыць толькі ва ўмовах добрай аэролизации. Калі недастаткова кіслароду ў паветры, такія клеткі хутка гінуць, паколькі для дыхання ім жыццёва неабходны О2.

Чым закісанне адрозніваецца ад кіслароднага дыхання?

Закісанне ў бактэрый - гэта той жа самы працэс гліколізу, які ў розных відаў пракарыёт можа даваць розныя прадукты рэакцыі. Напрыклад, малочнакіслае закісанне прыводзіць да адукацыі пабочнага прадукту малочнай кіслаты, спіртовае закісанне - этанолу і вуглякіслага газу, алейна-кіслае - алейнай (бутановой) кіслоты і т. Д.

Кіслароднае дыханне - гэта поўная ланцуг працэсаў, якія пачынаюцца з этапа гліколізу з адукацыяй пировиноградной кіслаты, і сканчаюцца вылучэннем СО2, Н2О і энергіі. Апошнія рэакцыі праходзяць ва ўмовах прысутнасці кіслароду.

Як дыхаюць бактэрыі? Біялогія (6 клас) школьнага курса мікрабіялогіі

У школе нам давалі толькі найпростыя веды аб тым, як адбываецца працэс дыхання пракарыёт. Мітахондрый ў гэтых мікраарганізмаў няма, аднак, ёсць мезосомы - выпінання цытаплазматычнай мембраны ўнутр клеткі. Але гэтыя структуры гуляюць не самую ключавую ролю ў дыханні бактэрый.

Паколькі закісанне - гэта разнавіднасць гліколізу, то яно працякае ў цытаплазме пракарыёт. Там жа знаходзяцца шматлікія ферменты, неабходныя для правядзення ўсёй ланцужкі рэакцый. Ва ўсіх бактэрый без выключэння спачатку ўтворацца дзве малекулы пировиноградной кіслаты, як у чалавека. І толькі потым яны ператвараюцца ў іншыя пабочныя прадукты, якія залежаць ад тыпу закісання.

заключэнне

Свет пракарыёт, нягледзячы на бачную прастату клеткавай арганізацыі, поўны складаных і часам невытлумачальных момантаў. Зараз ёсць адказ, як дыхаюць бактэрыі на самай справе, бо не ўсім з іх неабходны кісларод. Наадварот, большасць прыстасавалася выкарыстаць іншы, менш практычны спосаб атрымання энергіі - закісанне.