اللاهوائية والأيروبس. البكتيريا الهوائية

ظهرت البكتيريا منذ أكثر من 3.5 مليار سنة وكانت أول الكائنات الحية على كوكبنا. إنه بفضل الهوائية و الأنواع اللاهوائيةأدت البكتيريا إلى نشوء الحياة على الأرض.

تعد اليوم واحدة من أكثر مجموعات الكائنات بدائية النواة (غير النووية) تنوعًا وانتشارًا. سمح التنفس المختلف بتقسيمها إلى الهوائية واللاهوائية ، والتغذية - إلى بدائيات النوى غيرية التغذية وذاتية التغذية.

قسم تصنيف بدائيات النوى

تنوع الأنواع لهذه الأنواع غير النووية هائل: لقد وصف العلم 10000 نوع فقط ، ويفترض أن هناك أكثر من مليون نوع من البكتيريا. تصنيفها معقد للغاية ويتم تنفيذه على أساس العمومية العلامات التاليةوالخصائص:

• المورفولوجية - الشكل ، طريقة الحركة ، القدرة على التبويض ، وغيرها) ؛
• الفسيولوجية - التنفس بالأكسجين (الهوائية) أو البديل الأوكسجين (البكتيريا اللاهوائية) ، وفقًا لطبيعة المنتجات الأيضية ، وغيرها ؛
• البيوكيميائية.
• تشابه الخصائص الجينية.

علي سبيل المثال، التصنيف الصرفيتشغيل مظهر خارجييصنف جميع أنواع البكتيريا على النحو التالي:

• على شكل قضيب
• لف؛
• كروي.

يقسم التصنيف الفسيولوجي فيما يتعلق بالأكسجين جميع بدائيات النوى إلى:

• اللاهوائية - الكائنات الحية الدقيقة التي لا يتطلب تنفسها وجود الأكسجين الحر ؛
• الهوائية - الكائنات الحية الدقيقة التي تحتاج إلى الأكسجين طوال حياتها.

بدائيات النوى اللاهوائية

الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية تتوافق تمامًا مع اسمها - البادئة an- تنفي معنى الكلمة ، الهواء هو الهواء و b-life. اتضح - حياة خالية من الهواء ، كائنات لا يحتاج تنفسها إلى أكسجين حر.

تنقسم الكائنات الحية الدقيقة Anoxic إلى مجموعتين:

• اللاهوائية الاختيارية - قادرة على الوجود في كل من البيئة التي تحتوي على الأكسجين ، وفي غيابها ؛
• تلزم الكائنات الحية الدقيقة - تموت في وجود الأكسجين الحر في البيئة.

يقسم المجموعة الملزمة ، وفقًا لإمكانية تكوين البوغ ، إلى ما يلي:

• المطثيات البوغية - البكتيريا موجبة الجرام ، ومعظمها متحرك ، وتتميز بعملية التمثيل الغذائي المكثف والتنوع العالي ؛
• اللاهوائية غير المطثية - إيجابية الجرام والتي هي جزء من البكتيريا البشرية.

خصائص كلوستريديا

البكتيريا اللاهوائية المكونة للجراثيم بأعداد كبيرةتوجد في التربة والجهاز الهضمي للحيوانات والبشر. من بينها ، هناك أكثر من 10 أنواع معروفة بأنها سامة للإنسان. تنتج هذه البكتيريا سموم خارجية نشطة للغاية خاصة بكل نوع.

على الرغم من أن نوعًا واحدًا من الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية يمكن أن يكون عاملًا معديًا ، إلا أن التسمم بمختلف الجمعيات الميكروبية يكون أكثر شيوعًا:

• عدة أنواع من البكتيريا اللاهوائية.
• الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية والهوائية (غالبًا المطثيات والمكورات العنقودية).

من الطبيعي تمامًا في بيئة الأكسجين المألوفة لنا أنه من أجل الحصول على التمارين الهوائية الملزمة ، من الضروري استخدام معدات خاصة ووسائط ميكروبيولوجية. في الواقع ، يتم تقليل زراعة الكائنات الدقيقة التي تحتوي على نقص الأكسجين إلى خلق الظروف التي يتم فيها حظر وصول الهواء إلى الوسائط حيث يتم إجراء زراعة بدائيات النوى تمامًا.

في حالة التحليل الميكروبيولوجي للإلزام اللاهوائي ، تعتبر طرق أخذ العينات وطريقة نقل العينة إلى المختبر مهمة للغاية. نظرًا لأن الكائنات الحية الدقيقة الملزمة ستموت على الفور تحت تأثير الهواء ، يجب تخزين العينة إما في حقنة محكمة الغلق أو في وسائط متخصصة مصممة لهذا النقل.

الكائنات الدقيقة الهوائية

تسمى الهوائية الكائنات الحية الدقيقة التي يتعذر تنفسها بدون أكسجين حر في الهواء ، وتتم زراعتها على سطح وسط المغذيات.

حسب درجة الاعتماد على الأكسجين ، تنقسم جميع التمارين الهوائية إلى:

• تلتزم (airophiles) - قادرة على التطور فقط عند تركيز عالٍ من الأكسجين في الهواء ؛
• الكائنات الحية الدقيقة الهوائية الاختيارية التي تتطور حتى مع انخفاض كمية الأكسجين.

خصائص وميزات الأيروبس

الهوائية والماء والهواء ، وتشارك بنشاط في دورة المواد. يتم تنفس البكتيريا ، وهي عبارة عن أيروب ، عن طريق الأكسدة المباشرة للميثان (CH 4) ، والهيدروجين (H 2) ، والنيتروجين (N 2) ، وكبريتيد الهيدروجين (H 2 S) ، والحديد (Fe).

الكائنات الحية الدقيقة الهوائية المُلزمة المسببة للأمراض للإنسان تشمل عصيات السل ، ومسببات أمراض التولاريميا ، وضمة الكوليرا. كل منهم يحتاج إلى مستويات عالية من الأكسجين للبقاء على قيد الحياة. البكتيريا الهوائية الاختيارية مثل السالمونيلا قادرة على التنفس مع القليل من الأكسجين.

الكائنات الحية الدقيقة الهوائية التي تقوم بالتنفس في جو الأكسجين قادرة على التواجد في نطاق واسع جدًا في ضغط جزئيمن 0.1 إلى 20 أجهزة الصراف الآلي.

تزايد الأيروب

إنه يعني استخدام وسط غذائي مناسب. الشروط اللازمةهي أيضًا التحكم الكمي في الغلاف الجوي للأكسجين وخلقه درجات الحرارة المثلى.

يتجلى تنفس ونمو الأيروبس في شكل تعكر في الوسط السائل أو ، في حالة الوسائط الكثيفة ، كتكوين المستعمرات. في المتوسط ​​، يستغرق الأمر حوالي 18 إلى 24 ساعة لتنمو الهوائية في ظل ظروف ثرموستاتية.

الخصائص العامة للأيروبس واللاهوائية

1. كل هذه بدائيات النوى ليس لها نواة واضحة.
2. يتكاثرون إما عن طريق التبرعم أو القسمة.
3. إجراء التنفس نتيجة عملية الأكسدة الهوائية والهوائية الكائنات اللاهوائيةتتحلل كميات كبيرة من المواد العضوية.
4. البكتيريا هي الكائنات الحية الوحيدة التي يربط تنفسها النيتروجين الجزيئي بمركب عضوي.
5. الكائنات الهوائية واللاهوائية قادرة على التنفس في نطاق واسع من درجات الحرارة. يوجد تصنيف يتم بموجبه تقسيم الكائنات أحادية الخلية الخالية من الأسلحة النووية إلى:

• محبة للنفسية - الظروف المعيشية في المنطقة من 0 درجة مئوية ؛
• mesophilic - درجة الحرارة الحيوية من 20 إلى 40 درجة مئوية ؛
• محبة للحرارة - يحدث النمو والتنفس عند 50-75 درجة مئوية.

البكتيريا الهوائيةهذه كائنات دقيقة تحتاج إلى أكسجين مجاني لحياة طبيعية. على عكس كل اللاهوائيات ، فإنهم يشاركون أيضًا في عملية توليد الطاقة التي يحتاجونها للتكاثر. هذه البكتيريا ليس لها نواة واضحة. تتكاثر عن طريق التبرعم أو الانشطار ، وعندما تتأكسد ، تشكل منتجات سامة مختلفة لاختزال غير كامل.

لا يعرف الكثير من الناس أن البكتيريا الهوائية ( بكلمات بسيطةالهوائية هي كائنات حية يمكنها العيش في التربة والهواء والماء. يشاركون بنشاط في تداول المواد ولديهم العديد من الإنزيمات الخاصة التي تضمن تحللها (على سبيل المثال ، الكاتلاز ، ديسموتاز الفائق ، وغيرها). يتم تنفس هذه البكتيريا عن طريق الأكسدة المباشرة للميثان والهيدروجين والنيتروجين وكبريتيد الهيدروجين والحديد. إنها قادرة على الوجود في نطاق واسع عند ضغط جزئي من 0.1 إلى 20 ضغط جوي.

إن زراعة البكتيريا الهوائية سالبة الجرام والبكتيريا الموجبة للجرام لا تعني فقط استخدام وسط غذائي مناسب لها ، ولكن أيضًا التحكم الكمي في الغلاف الجوي للأكسجين والحفاظ على درجات الحرارة المثلى. لكل كائن حي دقيق من هذه المجموعة ، يوجد حد أدنى وحد أقصى من تركيز الأكسجين في البيئة المحيطة به ، وهو أمر ضروري للتكاثر والتطور الطبيعي. لذلك ، يؤدي كل من الانخفاض والزيادة في محتوى الأكسجين إلى ما بعد الحد "الأقصى" إلى إنهاء النشاط الحيوي لمثل هذه الميكروبات. تموت جميع البكتيريا الهوائية بتركيز أكسجين يتراوح من 40 إلى 50٪.

أنواع البكتيريا الهوائية

حسب درجة الاعتماد على الأكسجين الحر ، تنقسم جميع البكتيريا الهوائية إلى الأنواع التالية:

1. نموذج تعهد- هذه هي أيروبونات "غير مشروطة" أو "صارمة" يمكن أن تتطور فقط عندما يكون هناك تركيز عالٍ من الأكسجين في الهواء ، لأنها تتلقى الطاقة من تفاعلات مؤكسدةبمشاركته. وتشمل هذه:

2. التمارين الهوائية الاختيارية- الكائنات الحية الدقيقة التي تتطور حتى عند وجود كمية قليلة جدًا من الأكسجين. ينتمي إلى هذه المجموعة.

البكتيريا موجودة في كل مكان في عالمنا. إنهم موجودون في كل مكان وفي كل مكان ، وعدد أصنافهم مذهل بكل بساطة.

اعتمادًا على الحاجة إلى وجود الأكسجين في وسط المغذيات لتنفيذ النشاط الحيوي ، يتم تصنيف الكائنات الحية الدقيقة إلى الأنواع التالية.

• تلتزم البكتيريا الهوائية ، التي يتم جمعها في الجزء العلوي من وسط المغذيات ، وتحتوي النباتات على أكبر قدر من الأكسجين.
• تلتزم البكتيريا اللاهوائية ، الموجودة في الجزء السفلي من البيئة ، قدر الإمكان من الأكسجين.
• تعيش البكتيريا الاختيارية بشكل أساسي في الجزء العلوي ، ولكن يمكن توزيعها في جميع أنحاء البيئة ، لأنها لا تعتمد على الأكسجين.
• تفضل الكائنات الدقيقة تركيزًا منخفضًا من الأكسجين ، على الرغم من أنها تتجمع في الجزء العلوي من البيئة.
• اللاهوائية اللاهوائية موزعة بالتساوي في وسط المغذيات ، غير حساسة لوجود أو عدم وجود الأكسجين.

مفهوم البكتيريا اللاهوائية وتصنيفها

ظهر مصطلح "اللاهوائيات" عام 1861 ، بفضل أعمال لويس باستير.

البكتيريا اللاهوائية هي كائنات دقيقة تتطور بغض النظر عن وجود الأكسجين في وسط المغذيات. يحصلون على الطاقة عن طريق الفسفرة الركيزة. هناك أنواع هوائية اختيارية وإلزامية ، بالإضافة إلى أنواع أخرى.

أهم اللاهوائيات هي البكتيريا

أهم التمارين الهوائية هي البكتيريا. عن خمسين في المائة من جميع عمليات التهابات قيحية، العوامل المسببة التي يمكن أن تكون البكتيريا اللاهوائية ، هي البكتيريا.

Bacteroides هي جنس من البكتيريا اللاهوائية سالبة الجرام. هذه قضبان ذات تلوين ثنائي القطب ، لا يتجاوز حجمها 0.5-1.5 × 15 ميكرون. أنها تنتج السموم والإنزيمات التي يمكن أن تسبب الفوعة. تمتلك البكتيريا المختلفة مقاومة مختلفة للمضادات الحيوية: فهناك مقاومة للمضادات الحيوية وعرضة لها.

إنتاج الطاقة في الأنسجة البشرية

زادت بعض أنسجة الكائنات الحية من المقاومة لمحتوى الأكسجين المنخفض. في ظل الظروف القياسية ، يحدث تخليق ثلاثي فوسفات الأدينوزين هوائيًا ، ولكن عند ارتفاعه النشاط البدنيوفي التفاعلات الالتهابية ، تأتي الآلية اللاهوائية في المقدمة.

ثلاثي فوسفات الأدينوزين (ATP)هو حمض يلعب دورا هامافي إنتاج الطاقة من قبل الجسم. هناك عدة خيارات لتركيب هذه المادة: واحد هوائي وثلاثة لا هوائية.

تتضمن الآليات اللاهوائية لتخليق ATP ما يلي:

• إعادة الفسفرة بين فوسفات الكرياتين و ADP ؛
• تفاعل تحويل الفسفرة لجزيئي ADP ؛
• الانهيار اللاهوائي لجلوكوز الدم أو مخازن الجليكوجين.

زراعة الكائنات اللاهوائية

يوجد طرق خاصةلزراعة اللاهوائية. وهي تتكون من استبدال الهواء بـ مخاليط الغازفي منظمات الحرارة المختومة.

هناك طريقة أخرى تتمثل في زراعة الكائنات الحية الدقيقة في وسط مغذي تضاف إليه المواد المختزلة.

وسائط الثقافة للكائنات اللاهوائية

هناك وسائط المغذيات المشتركة و وسائط المغذيات التشخيصية التفاضلية. تشمل الأنواع الشائعة وسيط Wilson-Blair ووسيط Kitt-Tarozzi. للتشخيص التفاضلي - وسط هيس ، وسط رسيل ، وسط إندو ، وسط بلوسكيرف وأجار البزموت-كبريتيت.

أساس وسيط ويلسون-بلير هو أجار أجار مع إضافة الجلوكوز وكبريتيت الصوديوم وثاني كلوريد الحديد. تتشكل المستعمرات السوداء من اللاهوائية بشكل رئيسي في عمق عمود أجار.

يستخدم وسيط Ressel (Russell) في دراسة الخصائص الكيميائية الحيوية للبكتيريا مثل Shigella و Salmonella. يحتوي أيضًا على أجار أجار والجلوكوز.

الأربعاء بلوسكيرفيمنع نمو العديد من الكائنات الحية الدقيقة ، لذلك يتم استخدامه لأغراض التشخيص التفريقي. في مثل هذه البيئة ، تتطور بشكل جيد مسببات أمراض حمى التيفود والدوسنتاريا والبكتيريا المسببة للأمراض الأخرى.

الغرض الرئيسي من أجار البزموت كبريتات هو عزل السالمونيلا في شكل نقي. تعتمد هذه البيئة على قدرة السالمونيلا على إنتاج كبريتيد الهيدروجين. هذه الوسيلة تشبه وسيط ويلسون بلير في التقنية المستخدمة.

الالتهابات اللاهوائية

يمكن أن تسبب معظم البكتيريا اللاهوائية التي تعيش في جسم الإنسان أو الحيوان عدوى مختلفة. كقاعدة عامة ، تحدث العدوى خلال فترة ضعف المناعة أو انتهاك البكتيريا العامة للجسم. هناك أيضًا احتمال دخول مسببات الأمراض بيئة خارجيةخاصة في أواخر الخريف والشتاء.

عادة ما ترتبط العدوى التي تسببها البكتيريا اللاهوائية بنباتات الأغشية المخاطية للإنسان ، أي بالموائل الرئيسية للكائنات اللاهوائية. عادة ، هذه الالتهابات مشغلات متعددة في وقت واحد(حتى 10).

يكاد يكون من المستحيل تحديد العدد الدقيق للأمراض التي تسببها اللاهوائية بسبب صعوبة جمع المواد للتحليل ونقل العينات وزراعة البكتيريا نفسها. في أغلب الأحيان ، يوجد هذا النوع من البكتيريا في الأمراض المزمنة.

تصيب الالتهابات اللاهوائية الناس من جميع الأعمار. في نفس الوقت ، الأطفال لديهم مستوى أمراض معديةأعلى.

يمكن أن تسبب البكتيريا اللاهوائية أمراضًا مختلفة داخل الجمجمة (التهاب السحايا والخراجات وغيرها). التوزيع ، كقاعدة عامة ، يحدث مع مجرى الدم. في الأمراض المزمنة ، يمكن أن تسبب اللاهوائية أمراضًا في الرأس والرقبة: التهاب الأذن الوسطى ، التهاب العقد اللمفية ، خراجات. هذه البكتيريا خطيرة الجهاز الهضمي، و سهل. مع وجود أمراض مختلفة في الجهاز البولي التناسلي للأنثى ، هناك أيضًا خطر الإصابة بالعدوى اللاهوائية. امراض عديدةالمفاصل والجلد قد يكون بسبب تطور البكتيريا اللاهوائية.

أسباب الالتهابات اللاهوائية وأعراضها

تحدث العدوى بسبب جميع العمليات التي تدخل خلالها البكتيريا اللاهوائية النشطة إلى الأنسجة. أيضًا ، يمكن أن يؤدي تطور العدوى إلى ضعف في إمداد الدم ونخر الأنسجة (إصابات مختلفة ، وأورام ، وذمة ، وأمراض الأوعية الدموية). التهابات الفم ، عضات الحيوانات ، أمراض الرئة ، الأمراض الالتهابيةأعضاء الحوض والعديد من الأمراض الأخرى يمكن أن تسببها اللاهوائية.

في الكائنات الحية المختلفة ، تتطور العدوى بطرق مختلفة. يتأثر هذا بنوع العامل الممرض وحالة صحة الإنسان. بسبب الصعوبات المرتبطة بتشخيص الالتهابات اللاهوائية ، غالبًا ما يعتمد الاستنتاج على الافتراضات. تختلف في بعض ملامح العدوى التي تسببها اللاهوائية غير المطثية.

العلامات الأولى لعدوى الأنسجة مع الأيروبس هي التقيح والتهاب الوريد الخثاري وتكوين الغاز. بعض الأورام والأورام (الأمعاء والرحم وغيرها) مصحوبة أيضًا بتطور الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية. قد تسبب الالتهابات اللاهوائية رائحة كريهةومع ذلك ، فإن غيابه لا يستبعد اللاهوائية كعامل مسبب للعدوى.

ميزات الحصول على العينات ونقلها

الدراسة الأولى في تعريف الالتهابات التي تسببها اللاهوائية هي الفحص العيني. متنوع الآفات الجلديةهي من المضاعفات الشائعة. أيضا ، فإن الدليل على النشاط الحيوي للبكتيريا سيكون وجود الغاز في الأنسجة المصابة.

لإجراء البحوث المخبرية وإنشاء تشخيص دقيق ، من الضروري أولاً وقبل كل شيء بكفاءة الحصول على عينة من المادةمن المنطقة المصابة. لهذا الاستخدام معدات خاصة، بسبب النباتات الطبيعية التي لا تدخل العينات. أفضل طريقةهو شفط بإبرة مستقيمة. لا ينصح بالحصول على المواد المخبرية عن طريق اللطاخات ، ولكنه ممكن.

تشمل العينات غير المناسبة لمزيد من التحليل ما يلي:

• البلغم الناتج عن إفراز الذات ؛
• العينات التي تم الحصول عليها أثناء تنظير القصبات ؛
• مسحات من أقبية المهبل.
• بول مع التبول الحر
• البراز.

للبحث يمكن استخدام:

• دم؛
• السائل الجنبي؛
• نضح عبر القصبة.
• الحصول على القيح من تجويف الخراج.
• السائل النخاعي؛
• ثقوب الرئة.

عينات النقلإنه ضروري في أقرب وقت ممكن في حاوية خاصة أو كيس بلاستيكي به ظروف لاهوائية ، لأن التفاعل قصير المدى مع الأكسجين يمكن أن يتسبب في موت البكتيريا. يتم نقل العينات السائلة في أنبوب اختبار أو في محاقن. تُنقل المسحات التي تحتوي على عينات في أنابيب اختبار بها ثاني أكسيد الكربون أو وسط معدة مسبقًا.

في حالة تشخيص عدوى لاهوائية لتلقي العلاج المناسب ، من الضروري اتباع المبادئ التالية:

• يجب تحييد السموم التي تنتجها اللاهوائية ؛
• يجب تغيير موائل البكتيريا ؛
• يجب توطين انتشار اللاهوائية.

للامتثال لهذه المبادئ تستخدم المضادات الحيوية في العلاج، التي تؤثر على كل من الكائنات اللاهوائية والكائنات الهوائية ، حيث غالبًا ما تختلط الفلورا في الالتهابات اللاهوائية. في نفس الوقت ، التعيينات الأدوية، يجب على الطبيب تقييم التركيب النوعي والكمي للنباتات الدقيقة. العوامل النشطة ضد مسببات الأمراض اللاهوائية تشمل: البنسلين ، السيفالوسبورينات ، الشامفينيكول ، الفلوروكينولو ، الميترانيدازول ، الكاربابينيمات وغيرها. بعض الأدوية لها تأثير محدود.

للسيطرة على موائل البكتيريا ، في معظم الحالات ، يتم استخدام التدخل الجراحي ، والذي يتم التعبير عنه في علاج الأنسجة المصابة ، وتصريف الخراجات ، وضمان الدورة الدموية الطبيعية. لا ينبغي تجاهل الأساليب الجراحية بسبب خطر حدوث مضاعفات تهدد الحياة.

تستخدم في بعض الأحيان العلاجات المساعدةوأيضا بسبب الصعوبات المرتبطة التعريف الدقيقعامل معدي ، يتم استخدام العلاج التجريبي.

مع تطور الالتهابات اللاهوائية في تجويف الفم ، يوصى أيضًا بإضافة أكبر عدد ممكن من الفواكه والخضروات الطازجة إلى النظام الغذائي. الأكثر فائدة هو التفاح والبرتقال. يخضع القيد إلى أطعمة اللحوم والوجبات السريعة.

تحتاج جميع الكائنات الحية على الأرض تقريبًا إلى عملية التنفس. الأكسجين هو أحد أكثر العوامل المؤكسدة شيوعًا في الحيوانات والنباتات والطلائعيات والعديد من البكتيريا. ومع ذلك ، لا يعرف الجميع كيف يختلف جسمنا في التعقيد الهيكلي عن الخلايا الصغيرة للكائنات الحية الدقيقة. السؤال الذي يطرح نفسه: كيف تتنفس البكتيريا؟ هل طريقتهم في الحصول على الطاقة تختلف عن طريقتنا؟

هل تتنفس كل البكتيريا الأكسجين؟

لا يعلم الجميع أن الأكسجين ليس دائمًا مكونًا أساسيًا في سلسلة الجهاز التنفسي. إنه يلعب ، أولاً وقبل كل شيء ، دور متقبل الإلكترون ؛ لذلك ، يتأكسد هذا الغاز جيدًا ويتفاعل مع بروتونات الهيدروجين. ATP هو سبب تنفس جميع الكائنات الحية. ومع ذلك ، فإن العديد من أنواع البكتيريا تعمل بدون أكسجين ، ولا تزال تتلقى مثل هذا المصدر الثمين للطاقة مثل الأدينوزين ثلاثي الفوسفات. كيف تتنفس البكتيريا من هذا النوع؟

تستمر عملية التنفس في أجسامنا على مرحلتين. أولها - اللاهوائي - لا يتطلب وجود الأكسجين في الخلية ، ولا يتطلب سوى مصادر الكربون ومستقبلات بروتون الهيدروجين. المرحلة الثانية - الهوائية - تستمر حصريًا في وجود الأكسجين وتتميز بـ كمية كبيرةردود الفعل التدريجية.

في البكتيريا التي لا تمتص الأكسجين ولا تستخدمه للتنفس ، تحدث فقط المرحلة اللاهوائية. في نهاية ذلك ، تتلقى الكائنات الحية الدقيقة أيضًا ATP ، لكن مقدارها يختلف تمامًا عن الكمية التي نتلقاها بعد المرور بمرحلتين من التنفس في وقت واحد. اتضح أن ليس كل البكتيريا تتنفس الأكسجين.

ATP هو مصدر عالمي للطاقة

من المهم لأي كائن حي أن يحافظ على نشاطه الحيوي. لذلك ، في عملية التطور ، كان من الضروري العثور على مصادر الطاقة التي ، عند استخدامها ، يمكن أن توفر موارد كافية لجميع التفاعلات الضرورية التي تحدث في الخلية. أولاً ، ظهر التخمر في البكتيريا: هذا هو اسم مرحلة تحلل السكر أو المرحلة اللاهوائية للتنفس بدائية النواة. وعندها فقط طورت الكائنات الحية متعددة الخلايا الأكثر تقدمًا تكيفات ، بفضل مشاركة الأكسجين الجوي ، زادت كفاءة التنفس بشكل ملحوظ. هكذا ظهرت المرحلة الهوائية

كيف تتنفس البكتيريا؟ يُظهر الصف السادس من مقرر علم الأحياء المدرسي أنه من المهم لأي كائن حي أن يتلقى قدرًا معينًا من الطاقة. في عملية التطور ، بدأ تخزينه في جزيئات تم تصنيعها خصيصًا لهذا الغرض ، والتي تسمى أدينوزين ثلاثي الفوسفات.

ATP عبارة عن مادة كبيرة ، أساسها عبارة عن حلقة كربون خماسية ، وهي قاعدة نيتروجينية (أدينوزين). تخرج منه بقايا الفوسفور ، والتي تتشكل بينها روابط عالية الطاقة. عندما يتم تدمير أحدها ، يتم إطلاق حوالي 40 كيلو جول في المتوسط ​​، ويكون جزيء ATP قادرًا على تخزين ثلاث بقايا من الفوسفور كحد أقصى. لذلك ، إذا انكسر ATP إلى ADP (ثنائي فوسفات الأدينوسيد) ، فإن الخلية تتلقى 40 كيلو جول من الطاقة في عملية نزع الفسفرة. على العكس من ذلك ، يحدث التخزين عن طريق فسفرة ADP إلى ATP مع إنفاق الطاقة.

يعطي التحلل الجلدي الخلية البكتيرية 2 جزيئات من الأدينوزين ثلاثي الفوسفات ، عندما يمكن للمرحلة الهوائية من التنفس ، عند الانتهاء ، تزويد الخلية على الفور بـ 36 جزيء من هذه المادة. لذلك فإن السؤال "كيف تتنفس البكتيريا؟" يمكن إعطاء الإجابة على النحو التالي: عملية التنفس للعديد من بدائيات النوى هي تكوين ATP دون وجود الأكسجين واستهلاكه.

كيف تتنفس البكتيريا؟ أنواع التنفس

فيما يتعلق بالأكسجين ، تنقسم جميع بدائيات النوى إلى عدة مجموعات. فيما بينها:

1. تلزم اللاهوائية.
2. اللاهوائية الاختيارية.
3. نموذج تعهد.

تتكون المجموعة الأولى فقط من تلك البكتيريا التي لا تستطيع العيش في ظروف الوصول إلى الأكسجين. O2 سام بالنسبة لهم ويؤدي إلى موت الخلايا. أمثلة على هذه البكتيريا هي بدائيات النوى التكافلية البحتة التي تعيش داخل كائن حي آخر في غياب الأكسجين.

كيف تتنفس بكتيريا المجموعة الثالثة؟ تختلف بدائيات النوى هذه من حيث أنها لا تستطيع العيش إلا في ظروف تهوية جيدة. إذا لم يكن هناك ما يكفي من الأكسجين في الهواء ، فإن هذه الخلايا تموت بسرعة ، لأن O2 ضروري للتنفس.

كيف يختلف التخمر عن تنفس الأكسجين؟

التخمير في البكتيريا هو نفس عملية تحلل السكر أنواع مختلفةبدائيات النوى يمكن أن تعطي منتجات مختلفةتفاعلات. على سبيل المثال ، يؤدي إلى تكوين منتج ثانوي لحمض اللبنيك والتخمير الكحولي - الإيثانول و نشبع، حمض الزبد - حمض الزبد (البوتانويك) ، إلخ.

تنفس الأكسجين عبارة عن سلسلة كاملة من العمليات التي تبدأ بمرحلة تحلل السكر مع التكوين وتنتهي بإطلاق ثاني أكسيد الكربون ، و H2O والطاقة. تحدث التفاعلات الأخيرة في وجود الأكسجين.

كيف تتنفس البكتيريا؟ علم الأحياء (الصف 6) من المقرر الدراسي لعلم الأحياء الدقيقة

في المدرسة ، تلقينا فقط أبسط المعرفة حول كيفية حدوث عملية تنفس بدائيات النوى. لا تحتوي هذه الكائنات الحية الدقيقة على ميتوكوندريا ، ومع ذلك ، هناك ميزوسومات - نتوءات من الغشاء السيتوبلازمي في الخلية. لكن هذه الهياكل لا تلعب الدور الرئيسي في التنفس البكتيري.

نظرًا لأن التخمير هو نوع من تحلل السكر ، فإنه يحدث في سيتوبلازم بدائيات النوى. هناك أيضًا العديد من الإنزيمات اللازمة لتنفيذ سلسلة التفاعلات بأكملها. جميع البكتيريا ، دون استثناء ، تشكل أولاً جزيئين من حمض البيروفيك ، كما هو الحال في البشر. وعندها فقط تتحول إلى منتجات ثانوية أخرى ، والتي تعتمد على نوع التخمير.

خاتمة

عالم بدائيات النوى ، على الرغم من البساطة الواضحة للتنظيم الخلوي ، مليء بلحظات معقدة وأحيانًا يتعذر تفسيرها. الآن هناك إجابة لكيفية تنفس البكتيريا ، لأنها ليست كلها بحاجة إلى الأكسجين. على العكس من ذلك ، فإن الأغلبية تكيفت مع استخدام آخر أقل طريقة عمليةالحصول على الطاقة - التخمير.