बैक्टीरिया कैसे श्वसन करते हैं? एरोबिक्स और एनारोबेस। प्रोकैरियोट्स के श्वसन की विशेषताएं

पृथ्वी पर लगभग सभी जीवित जीवों को श्वसन की प्रक्रिया की आवश्यकता होती है। ऑक्सीजन जानवरों, पौधों, प्रोटिस्ट और कई बैक्टीरिया में सबसे आम ऑक्सीकरण एजेंटों में से एक है। हालांकि, हर कोई नहीं जानता कि हमारा शरीर सूक्ष्मजीवों की छोटी कोशिकाओं से संरचनात्मक जटिलता में कैसे भिन्न है। सवाल उठता है: बैक्टीरिया कैसे सांस लेते हैं? क्या उनका ऊर्जा प्राप्त करने का तरीका हमसे अलग है?

क्या सभी जीवाणु ऑक्सीजन में सांस लेते हैं?

हर कोई नहीं जानता कि श्वसन श्रृंखला में ऑक्सीजन हमेशा एक आवश्यक घटक नहीं होता है। यह, सबसे पहले, एक इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता की भूमिका निभाता है; इसलिए, यह गैस अच्छी तरह से ऑक्सीकृत होती है और हाइड्रोजन प्रोटॉन के साथ परस्पर क्रिया करती है। एटीपी वह कारण है जिससे सभी जीवित जीव सांस लेते हैं। हालांकि, कई प्रकार के बैक्टीरिया ऑक्सीजन के बिना करते हैं, और फिर भी एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट के रूप में ऊर्जा का ऐसा क़ीमती स्रोत प्राप्त करते हैं। इस प्रकार के जीवाणु कैसे सांस लेते हैं?

हमारे शरीर में श्वसन की प्रक्रिया दो चरणों में चलती है। उनमें से पहला - अवायवीय - को कोशिका में ऑक्सीजन की उपस्थिति की आवश्यकता नहीं होती है, और इसके लिए केवल कार्बन स्रोतों और हाइड्रोजन प्रोटॉन स्वीकर्ता की आवश्यकता होती है। दूसरा चरण - एरोबिक - विशेष रूप से ऑक्सीजन की उपस्थिति में आगे बढ़ता है और बड़ी संख्या में चरणबद्ध प्रतिक्रियाओं की विशेषता है।

बैक्टीरिया में जो ऑक्सीजन को अवशोषित नहीं करते हैं और श्वसन के लिए इसका इस्तेमाल नहीं करते हैं, केवल एनारोबिक चरण होता है। इसके अंत में, सूक्ष्मजीव भी एटीपी प्राप्त करते हैं, लेकिन इसकी मात्रा उस से बहुत भिन्न होती है जो हम एक साथ श्वसन के दो चरणों से गुजरने के बाद प्राप्त करते हैं। यह पता चला है कि सभी बैक्टीरिया ऑक्सीजन में सांस नहीं लेते हैं।

एटीपी ऊर्जा का एक सार्वभौमिक स्रोत है

किसी भी जीव के लिए अपनी महत्वपूर्ण गतिविधि को बनाए रखना महत्वपूर्ण है। इसलिए, विकास की प्रक्रिया में, ऊर्जा के स्रोतों को खोजना आवश्यक था, जो उपयोग किए जाने पर, सेल में होने वाली सभी आवश्यक प्रतिक्रियाओं के लिए पर्याप्त संसाधन प्रदान कर सकें। सबसे पहले, बैक्टीरिया में किण्वन दिखाई दिया: यह ग्लाइकोलाइसिस चरण या प्रोकैरियोटिक श्वसन के अवायवीय चरण का नाम है। और उसके बाद ही अधिक उन्नत बहुकोशिकीय जीवों ने अनुकूलन विकसित किया, जिसकी बदौलत वायुमंडलीय ऑक्सीजन की भागीदारी के साथ, श्वसन की दक्षता में उल्लेखनीय वृद्धि हुई। इस प्रकार एरोबिक चरण दिखाई दिया

बैक्टीरिया कैसे श्वसन करते हैं? स्कूल जीव विज्ञान पाठ्यक्रम के ग्रेड 6 से पता चलता है कि किसी भी जीव के लिए एक निश्चित मात्रा में ऊर्जा प्राप्त करना महत्वपूर्ण है। विकास की प्रक्रिया में, इसे इस उद्देश्य के लिए विशेष रूप से संश्लेषित अणुओं में संग्रहित किया जाने लगा, जिन्हें एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट कहा जाता है।

एटीपी एक मैक्रोर्जिक पदार्थ है, जिसका आधार एक पेंटोस कार्बन रिंग, एक नाइट्रोजनस बेस (एडेनोसिन) है। इसमें से फास्फोरस के अवशेष निकलते हैं, जिसके बीच उच्च-ऊर्जा बंधन बनते हैं। जब उनमें से एक नष्ट हो जाता है, तो औसतन लगभग 40 kJ निकलता है, और एक ATP अणु अधिकतम तीन फॉस्फोरस अवशेषों को संग्रहीत करने में सक्षम होता है। इसलिए, यदि एटीपी टूटकर एडीपी (एडेनोसाइड डिपोस्फेट) में बदल जाता है, तो कोशिका को डीफॉस्फोराइलेशन की प्रक्रिया में 40 kJ ऊर्जा प्राप्त होती है। इसके विपरीत, ऊर्जा के व्यय के साथ एडीपी से एटीपी के फॉस्फोराइलेशन द्वारा भंडारण होता है।

ग्लाइकोलाइसिस जीवाणु कोशिका को एडीनोसिन ट्राइफॉस्फेट के 2 अणु देता है, जब श्वसन का एरोबिक चरण, पूरा होने पर, इस पदार्थ के 36 अणुओं के साथ कोशिका को तुरंत आपूर्ति कर सकता है। इसलिए, प्रश्न "बैक्टीरिया कैसे सांस लेते हैं?" उत्तर इस प्रकार दिया जा सकता है: कई प्रोकैरियोट्स के लिए श्वसन की प्रक्रिया ऑक्सीजन की उपस्थिति और खपत के बिना एटीपी का निर्माण है।

बैक्टीरिया कैसे श्वसन करते हैं? सांस के प्रकार

ऑक्सीजन के संबंध में, सभी प्रोकैरियोट्स कई समूहों में विभाजित हैं। उनमें से:

1. एनारोबेस को बाध्य करें।
2. एछिक अवायुजीव।
3. बाध्य एरोबिक्स।

पहले समूह में केवल वे बैक्टीरिया होते हैं जो ऑक्सीजन की पहुंच की स्थिति में नहीं रह सकते हैं। O2 उनके लिए विषैला होता है और कोशिका मृत्यु का कारण बनता है। ऐसे जीवाणुओं के उदाहरण विशुद्ध रूप से सहजीवी प्रोकैरियोट्स हैं जो ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में दूसरे जीव के अंदर रहते हैं।

तीसरे समूह के जीवाणु कैसे सांस लेते हैं? ये प्रोकैरियोट्स इस मायने में भिन्न हैं कि वे केवल अच्छे एरोलाइज़ेशन की स्थितियों में ही रह सकते हैं। यदि हवा में पर्याप्त ऑक्सीजन नहीं है, तो ऐसी कोशिकाएं जल्दी मर जाती हैं, क्योंकि O2 उनके श्वसन के लिए महत्वपूर्ण है।

किण्वन ऑक्सीजन श्वसन से किस प्रकार भिन्न है?

बैक्टीरिया में किण्वन ग्लाइकोलाइसिस की एक ही प्रक्रिया है, जो प्रोकैरियोट्स की विभिन्न प्रजातियों में विभिन्न प्रतिक्रिया उत्पादों का उत्पादन कर सकती है। उदाहरण के लिए, यह लैक्टिक एसिड, अल्कोहल किण्वन - इथेनॉल और कार्बन डाइऑक्साइड, ब्यूटिरिक - ब्यूटिरिक (ब्यूटानिक) एसिड, आदि के उप-उत्पाद के गठन की ओर जाता है।

ऑक्सीजन श्वसन प्रक्रियाओं की एक पूरी श्रृंखला है जो ग्लाइकोलाइसिस के गठन के साथ शुरू होती है और CO2, H2O और ऊर्जा की रिहाई के साथ समाप्त होती है। बाद की प्रतिक्रियाएं ऑक्सीजन की उपस्थिति में होती हैं।

बैक्टीरिया कैसे श्वसन करते हैं? माइक्रोबायोलॉजी के स्कूल पाठ्यक्रम की जीवविज्ञान (ग्रेड 6)

स्कूल में, हमें प्रोकैरियोट्स के श्वसन की प्रक्रिया कैसे होती है, इसके बारे में केवल सबसे सरल ज्ञान दिया गया था। इन सूक्ष्मजीवों में माइटोकॉन्ड्रिया नहीं होते हैं, हालांकि, मेसोसोम होते हैं - कोशिका में साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के प्रोट्रूशियंस। लेकिन ये संरचनाएं जीवाणु श्वसन में सबसे महत्वपूर्ण भूमिका नहीं निभाती हैं।

चूंकि किण्वन एक प्रकार का ग्लाइकोलाइसिस है, यह प्रोकैरियोट्स के कोशिका द्रव्य में होता है। प्रतिक्रियाओं की पूरी श्रृंखला को पूरा करने के लिए आवश्यक कई एंजाइम भी हैं। सभी बैक्टीरिया, बिना किसी अपवाद के, पहले पाइरुविक एसिड के दो अणु बनाते हैं, जैसा कि मनुष्यों में होता है। और उसके बाद ही वे अन्य उप-उत्पादों में बदल जाते हैं, जो किण्वन के प्रकार पर निर्भर करते हैं।

निष्कर्ष

सेलुलर संगठन की स्पष्ट सादगी के बावजूद, प्रोकैरियोट्स की दुनिया जटिल और कभी-कभी अकथनीय क्षणों से भरी होती है। अब इसका उत्तर है कि बैक्टीरिया वास्तव में कैसे सांस लेते हैं, क्योंकि उन सभी को ऑक्सीजन की आवश्यकता नहीं होती है। इसके विपरीत, अधिकांश लोगों ने ऊर्जा प्राप्त करने के दूसरे, कम व्यावहारिक तरीके - किण्वन का उपयोग करने के लिए अनुकूलित किया है।