Как дишат бактериите? Аероби и анаероби. Характеристики на дишането на прокариотите

Почти всички живи организми на Земята се нуждаят от процеса на дишане. Кислородът е един от най-често срещаните окислители при животни, растения, протисти и много бактерии. Въпреки това, не всеки знае как нашето тяло се различава по структурна сложност от малките клетки на микроорганизмите. Възниква въпросът: как дишат бактериите? Техният начин за получаване на енергия различен ли е от нашия?

Всички бактерии ли дишат кислород?

Не всеки знае, че кислородът не винаги е основен компонент в дихателната верига. Той играе преди всичко ролята на акцептор на електрони, следователно този газ е добре окислен и взаимодейства с водородни протони. АТФ е причината всички живи организми да дишат. Въпреки това, много видове бактерии се справят без кислород и все още получават такъв ценен източник на енергия като аденозин трифосфат. Как дишат бактериите от този тип?

Процесът на дишане в нашето тяло протича на два етапа. Първият от тях - анаеробен - не изисква наличието на кислород в клетката и изисква само въглеродни източници и акцептори на водородни протони. Вторият етап - аеробен - протича изключително в присъствието на кислород и се характеризира с голям брой стъпаловидни реакции.

При бактерии, които не абсорбират кислород и не го използват за дишане, настъпва само анаеробният стадий. В края му микроорганизмите също получават АТФ, но количеството му е много различно от това, което получаваме след преминаване през два етапа на дишане наведнъж. Оказва се, че не всички бактерии дишат кислород.

АТФ е универсален източник на енергия

За всеки организъм е важно да поддържа жизнената си дейност. Следователно в процеса на еволюцията е било необходимо да се намерят енергийни източници, които, когато се използват, биха могли да осигурят достатъчно ресурси за протичането на всички необходими реакции в клетката. Първо, ферментацията се появи в бактериите: това е името на етапа на гликолиза или анаеробния етап на прокариотното дишане. И едва тогава по-напредналите многоклетъчни организми развиват адаптации, благодарение на които с участието на атмосферния кислород ефективността на дишането се увеличава значително. Така се появи аеробният етап

Как дишат бактериите? 6 клас от училищния курс по биология показва, че е важно всеки организъм да получава определено количество енергия. В процеса на еволюция той започва да се съхранява в специално синтезирани за тази цел молекули, които се наричат ​​аденозин трифосфат.

АТФ е макроергично вещество, чиято основа е пентозен въглероден пръстен, азотна основа (аденозин). От него се отделят фосфорни остатъци, между които се образуват високоенергийни връзки. При унищожаване на един от тях се освобождават средно около 40 kJ, а една молекула АТФ е в състояние да съхранява максимум три фосфорни остатъка. Така че, ако АТФ се разпадне до ADP (аденозид дифосфат), тогава клетката получава 40 kJ енергия в процеса на дефосфорилиране. Обратно, съхранението се осъществява чрез фосфорилиране на ADP до ATP с разход на енергия.

Гликолизата дава на бактериалната клетка 2 молекули аденозин трифосфат, когато аеробният етап на дишане, след завършване, може незабавно да снабди клетката с 36 молекули от това вещество. Следователно въпросът "Как дишат бактериите?" отговорът може да бъде даден по следния начин: процесът на дишане за много прокариоти е образуването на АТФ без присъствието и консумацията на кислород.

Как дишат бактериите? Типове дишане

По отношение на кислорода всички прокариоти са разделени на няколко групи. Между тях:

1. задължителни анаероби.
2. факултативни анаероби.
3. задължителни аероби.

Първата група се състои само от онези бактерии, които не могат да живеят в условия на достъп на кислород. О2 е токсичен за тях и води до клетъчна смърт. Примери за такива бактерии са чисто симбиотични прокариоти, които живеят в друг организъм при липса на кислород.

Как дишат бактериите от третата група? Тези прокариоти се различават по това, че могат да живеят само в условия на добра аеролиза. Ако във въздуха няма достатъчно кислород, такива клетки бързо умират, тъй като O2 е жизненоважен за тяхното дишане.

Как ферментацията се различава от дишането на кислород?

Ферментацията в бактериите е същият процес на гликолиза, който при различните видове прокариоти може да произвежда различни реакционни продукти. Например води до образуването на страничен продукт от млечна киселина, алкохолна ферментация - етанол и въглероден диоксид, маслена - маслена (бутанова) киселина и др.

Кислородното дишане е пълна верига от процеси, които започват от етапа на гликолиза с образуването и завършват с освобождаването на CO2, H2O и енергия. Последните реакции протичат в присъствието на кислород.

Как дишат бактериите? Биология (6 клас) от училищния курс по микробиология

В училище ни дадоха само най-простите знания за това как протича процесът на дишане на прокариотите. Тези микроорганизми нямат митохондрии, но има мезозоми - издатини на цитоплазмената мембрана в клетката. Но тези структури не играят най-ключовата роля в бактериалното дишане.

Тъй като ферментацията е вид гликолиза, тя протича в цитоплазмата на прокариотите. Съществуват и множество ензими, необходими за осъществяване на цялата верига от реакции. Всички бактерии, без изключение, първо образуват две молекули пирогроздна киселина, както при хората. И едва след това се превръщат в други странични продукти, които зависят от вида на ферментацията.

Заключение

Светът на прокариотите, въпреки очевидната простота на клетъчната организация, е пълен със сложни и понякога необясними моменти. Сега има отговор за това как бактериите всъщност дишат, защото не всички се нуждаят от кислород. Напротив, мнозинството се е приспособило да използва друг, по-малко практичен начин за получаване на енергия - ферментацията.