איך נשימת חיידקים? אירובי ואנאירובים. מוזרויות של נשימה פרוקארית

כמעט כל אורגניזמים חיים על כדור הארץצריך תהליך נשימה. חמצן הוא אחד החמצונים הנפוצים ביותר בשרשרת הנשימה של בעלי חיים, צמחים, פרוטיסטים, חיידקים רבים. עם זאת, לא כולם יודעים עד כמה הגוף שלנו שונה במורכבות של מבנה תאים קטנים של מיקרואורגניזמים. נשאלת השאלה: כיצד נושמים חיידקים? האם דרכם לקבל אנרגיה משלנו שונה?

האם כל חיידקים לנשום חמצן?

לא כולם יודעים שהחמצן לא תמידמרכיב חובה ברשת הנשימה. זה משחק, קודם כל, את התפקיד של acceptor אלקטרונים, אז זה גז oxidizes היטב אינטראקציה עם פרוטונים מימן. ATP היא הסיבה מדוע כל אורגניזמים חיים לנשום. עם זאת, סוגים רבים של חיידקים לעשות בלי חמצן, ועדיין לקבל מקור כזה מקור אנרגיה, כמו טריפוספט אדנוזין. איך ננשפים חיידקים מסוג זה?

תהליך הנשימה בגופנו ממשיך הלאהשני שלבים. הראשון מהם - אנאירובי - אינו מחייב נוכחות של חמצן בתא, ועל כך רק מקורות פחמן ו acceptors של פרוטונים מימן נדרשים. השלב השני - אירובי - מתרחש אך ורק בנוכחות חמצן ומאופיין במספר רב של תגובות שלב-אחר-שלב.

חיידקים שאינם סופגים חמצן ולאלהשתמש בו לנשימה, רק את שלב הבמה אנאירובית. בסופו של דבר, מיקרואורגניזמים מקבלים גם את ה- ATP, אך כמותו שונה מאוד מזו שאנו מקבלים לאחר שעברנו שני שלבים של נשימה. מתברר כי לא כל חיידקים לנשום חמצן.

ATP - מקור אנרגיה אוניברסלי

חשוב לכל אורגניזם לשמור על שלופונקציות חיוניות. לכן, יש צורך בתהליך של אבולוציה כדי למצוא מקורות אנרגית המשתמשות תוכל לספק משאבים מספיק עבור הזרימה כל התגובות הצורכות בתא. קודם בא תסיסה של חיידקים: שמכונים צעד של הגליקוליזה או לשלב נשימה אנאירובית של פרוקריוטים. ואז על יצורים רבים-תאיים מתקדמים יותר התפתחו עיבודים, שבאמצעותו, בהשתתפות יעילה נשימת חמצן אטמוספרי גדל באופן משמעותי. אז היה שלב אירובי של נשימה תאית.

איך נשימת חיידקים? כיתה ו 'של הקורס ביולוגיה בבית הספר מראה כי עבור כל אורגניזם חשוב להשיג נתח מסוים של אנרגיה. בתהליך האבולוציה, היא החלה להיות מאוחסנים במולקולות מסונתזות במיוחד, הנקראות טריפוספט אדנוזין.

ATP הוא חומר מקרוגי,אשר הבסיס הוא טבעת פחמן pentose, בסיס חנקני (אדנוזין). שאריות זרחן לעזוב את זה, בין אשר אג"ח אנרגיה גבוהה נוצרים. כאשר אחד מהם נהרס, בממוצע של כ 40 ק"ג שוחרר, ומולקולה אחת ATP מסוגל לאחסן לכל היותר שלושה שאריות זרחן. אז, אם ATP נשבר ל ADP (adenoside diphosphate), אז התא מקבל 40 kJ של אנרגיה בתהליך של dphosphorylation. וכן, להיפך, אחסון מתרחש על ידי זרחון של ADP ל ATP עם הוצאות האנרגיה.

הגליקוליזה מעניקה לתא חיידק של 2 מולקולותאדנוזין טריפוספט, כאשר השלב האירובי של הנשימה יכול להשלים את התא מיד עם 36 מולקולות של חומר זה. לכן, התשובה לשאלה "איך לנשום חיידקים?" הוא כדלקמן: תהליך הנשימה עבור prokaryotes רבים הוא היווצרות של ה- ATP ללא נוכחות ועלות של חמצן.

איך נשימת חיידקים? סוגי נשימה

לגבי החמצן, כל prokaryotes מחולקים למספר קבוצות. ביניהם:

1. אנאירוביות חובה.
2. אנאירוביות אופציונליות.
3. Obligatnye Aerobes.

הקבוצה הראשונה מורכבת רק מאותם חיידקים,שאינם יכולים לחיות בתנאים של גישה לחמצן. O2 עבורם הוא רעיל ומוביל למוות התא. דוגמאות של חיידקים כאלה הם פרוקריוטים סימביוטים גרידא החיים בתוך אורגניזם אחר בהעדר חמצן.

הקבוצה השנייה משלבת סוגים כאלה של פרוקריוטים,אשר פעיל להכפיל ולצמוח בהעדר חמצן, עם זאת, אחוז קטן שלה בסביבה אינו מוביל לתוצאות קטלניות. חיידקים כאלה כוללים saprophytes וכמה טפילים.

כיצד נוצרים חיידקים של הקבוצה השלישית? אלה prokaryotes שונים זה מזה כי הם יכולים לחיות רק בתנאים של aerolization טוב. אם אין מספיק חמצן באוויר, תאים כאלה במהירות למות, כי הם צריכים O2 לנשימה.

איך תסיסה שונה נשימה חמצן?

התסיסה בבקטריות היא אותו תהליךגליקוליזה, אשר סוגים שונים של prokaryotes יכול לתת מוצרי תגובה שונים. לדוגמה, תסיסה לקטית מובילה להיווצרות של תוצר לוואי של חומצה לקטית, תסיסה של אלכוהול - אתנול ופחמן דו חמצני, שמן חמוץ-בוטאן (חומצה בוטאנואית) וכו '.

נשימת החמצן היא שרשרת שלמה של תהליכים,אשר מתחילים עם השלב של הגליקוליזה עם היווצרות של חומצה פירובית, ולסיים עם שחרורו של CO2, H2O ואנרגיה. התגובות האחרונות מתרחשות בנוכחות חמצן.

איך נשימת חיידקים? ביולוגיה (כיתה 6) של קורס המיקרוביולוגיה של בית הספר

בבית הספר, קיבלנו רק ידע פשוט איך,איך מתרחש תהליך של נשימה פרוקריוטים. אין מיטוכונדריה אלה מיקרואורגניזמים, עם זאת, ישנם מזוזות - בליטות של הממברנה cytoplasmic בתוך התא. אבל מבנים אלה לא לשחק את התפקיד החשוב ביותר בנשימה של חיידקים.

מאז התסיסה היא סוג של גליקוליזה,אז זה ממשיך בציטופלסמה של הפרוקריוטים. יש גם אנזימים רבים הדרושים לביצוע שרשרת שלמה של תגובות. בכל החיידקים, ללא יוצא מן הכלל, שתי מולקולות של חומצה פירובית, כמו אצל האדם, נוצרות לראשונה. ורק אז הם הופכים למוצרי לוואי אחרים, התלויים בסוג התסיסה.

מסקנה

עולם הפרוקריוטים, למרות הפשטות הפשוטההתא, מלא רגעים מורכבים ולפעמים לא מוסברים. עכשיו יש תשובה איך החיידקים באמת לנשום, כי לא כולם צריכים חמצן. נהפוך הוא, רובם הסתגלו להשתמש בדרך אחרת, פחות מעשית, להשיג אנרגיה - תסיסה.