باکتری ها چگونه تنفس می کنند؟ هوازی و بی هوازی. ویژگی های تنفس پروکاریوت ها

تقریباً همه موجودات زنده روی زمین به فرآیند تنفس نیاز دارند. اکسیژن یکی از رایج ترین عوامل اکسید کننده در حیوانات، گیاهان، پروتیست ها و بسیاری از باکتری ها است. با این حال، همه نمی دانند که بدن ما چقدر از نظر پیچیدگی ساختاری با سلول های کوچک میکروارگانیسم ها متفاوت است. این سوال مطرح می شود: باکتری ها چگونه تنفس می کنند؟ آیا روش دریافت انرژی آنها با ما متفاوت است؟

آیا همه باکتری ها اکسیژن تنفس می کنند؟

همه نمی دانند که اکسیژن همیشه جزء ضروری در زنجیره تنفسی نیست. این گاز اول از همه نقش گیرنده الکترون را ایفا می کند، بنابراین این گاز به خوبی اکسید شده و با پروتون های هیدروژن برهمکنش می کند. ATP دلیل تنفس همه موجودات زنده است. با این حال، بسیاری از انواع باکتری‌ها بدون اکسیژن کار می‌کنند و همچنان منبع ارزشمند انرژی مانند آدنوزین تری فسفات را دریافت می‌کنند. باکتری های این نوع چگونه تنفس می کنند؟

فرآیند تنفس در بدن ما در دو مرحله انجام می شود. اولین آنها - بی هوازی - نیازی به حضور اکسیژن در سلول ندارد و فقط به منابع کربن و گیرنده های پروتون هیدروژن نیاز دارد. مرحله دوم - هوازی - منحصراً در حضور اکسیژن رخ می دهد و با تعداد زیادی واکنش گام به گام مشخص می شود.

باکتری هایی که اکسیژن را جذب نمی کنند و از آن برای تنفس استفاده نمی کنند فقط مرحله بی هوازی دارند. در پایان آن، میکروارگانیسم ها نیز ATP دریافت می کنند، اما مقدار آن با آنچه که پس از گذراندن دو مرحله تنفس به طور همزمان دریافت می کنیم، بسیار متفاوت است. معلوم شد که همه باکتری ها اکسیژن تنفس نمی کنند.

ATP یک منبع جهانی انرژی است

برای هر موجودی مهم است که فعالیت حیاتی خود را حفظ کند. بنابراین، در فرآیند تکامل، یافتن منابع انرژی ضروری بود که در صورت استفاده، منابع کافی برای انجام تمام واکنش های لازم در سلول را فراهم کنند. ابتدا تخمیر در باکتری ها ظاهر شد: این نام مرحله گلیکولیز یا مرحله بی هوازی تنفس پروکاریوت ها است. و تنها پس از آن موجودات چند سلولی پیشرفته تر سازگاری ایجاد کردند که به لطف آن با مشارکت اکسیژن اتمسفر، کارایی تنفس به طور قابل توجهی افزایش یافت. اینگونه بود که مرحله هوازی ظاهر شد

باکتری ها چگونه تنفس می کنند؟ کلاس ششم یک درس زیست شناسی مدرسه نشان می دهد که برای هر موجود زنده ای مهم است که سهم معینی از انرژی را بدست آورد. در فرآیند تکامل، شروع به ذخیره سازی در مولکول هایی شد که به طور خاص برای این منظور سنتز شده بودند، به نام آدنوزین تری فسفات.

ATP یک ماده پر انرژی است که اساس آن یک حلقه کربن پنتوز، یک پایه نیتروژن (آدنوزین) است. بقایای فسفر از آن خارج می شود که بین آنها پیوندهای پرانرژی تشکیل می شود. هنگامی که یکی از آنها از بین می رود، به طور متوسط ​​حدود 40 کیلوژول آزاد می شود و یک مولکول ATP می تواند حداکثر سه باقیمانده فسفر را ذخیره کند. بنابراین، اگر ATP به ADP (آدنوزید دی فسفات) تجزیه شود، سلول در فرآیند دفسفوریلاسیون 40 کیلوژول انرژی دریافت می کند. برعکس، ذخیره سازی با فسفوریلاسیون ADP به ATP با صرف انرژی اتفاق می افتد.

گلیکولیز به سلول باکتری 2 مولکول آدنوزین تری فسفات می دهد، زمانی که مرحله هوازی تنفس پس از اتمام می تواند بلافاصله 36 مولکول از این ماده را به سلول برساند. بنابراین، به این سؤال که "باکتری ها چگونه تنفس می کنند؟" پاسخ را می توان به صورت زیر بیان کرد: فرآیند تنفس برای بسیاری از پروکاریوت ها شامل تشکیل ATP بدون حضور و مصرف اکسیژن است.

باکتری ها چگونه تنفس می کنند؟ انواع تنفس

با توجه به اکسیژن، همه پروکاریوت ها به چند گروه تقسیم می شوند. از جمله:

1. بی هوازی اجباری.
2. بی هوازی اختیاری
3. هوازی اجباری.

گروه اول فقط شامل آن دسته از باکتری هایی است که نمی توانند در شرایط دسترسی به اکسیژن زندگی کنند. O2 برای آنها سمی است و منجر به مرگ سلولی می شود. نمونه‌هایی از این باکتری‌ها پروکاریوت‌های کاملاً همزیست هستند که در غیاب اکسیژن در یک ارگانیسم دیگر زندگی می‌کنند.

باکتری های گروه سوم چگونه تنفس می کنند؟ این پروکاریوت ها با این واقعیت متمایز می شوند که آنها فقط می توانند در شرایط هوادهی خوب زندگی کنند. اگر اکسیژن کافی در هوا وجود نداشته باشد، چنین سلول هایی به سرعت می میرند، زیرا آنها به طور حیاتی به O2 برای تنفس نیاز دارند.

تخمیر چه تفاوتی با تنفس اکسیژن دارد؟

تخمیر در باکتری ها همان فرآیند گلیکولیز است که می تواند محصولات واکنش متفاوتی را در انواع مختلف پروکاریوت ها تولید کند. به عنوان مثال، منجر به تشکیل یک محصول جانبی اسید لاکتیک، تخمیر الکلی - اتانول و دی اکسید کربن، تخمیر بوتیریک - اسید بوتیریک و غیره می شود.

تنفس اکسیژن یک زنجیره کامل از فرآیندهایی است که با مرحله گلیکولیز با تشکیل شروع می شود و با آزاد شدن CO2، H2O و انرژی پایان می یابد. واکنش های اخیر در حضور اکسیژن انجام می شود.

باکتری ها چگونه تنفس می کنند؟ زیست شناسی (پایه ششم) درس میکروبیولوژی مدرسه

در مدرسه فقط ساده ترین دانش در مورد نحوه انجام فرآیند تنفس پروکاریوت ها به ما داده شد. این میکروارگانیسم ها میتوکندری ندارند، با این حال، آنها مزوزوم دارند - برآمدگی های غشای سیتوپلاسمی به داخل سلول. اما این ساختارها کلیدی ترین نقش را در تنفس باکتریایی ایفا نمی کنند.

از آنجایی که تخمیر نوعی گلیکولیز است، در سیتوپلاسم پروکاریوت ها اتفاق می افتد. همچنین آنزیم های متعددی برای انجام کل زنجیره واکنش ها ضروری است. در همه باکتری ها، بدون استثنا، ابتدا دو مولکول پیروویک اسید درست مانند انسان تشکیل می شود. و تنها پس از آن آنها به سایر محصولات جانبی تبدیل می شوند که به نوع تخمیر بستگی دارد.

نتیجه

دنیای پروکاریوت ها، علی رغم سادگی ظاهری سازماندهی سلولی، مملو از جنبه های پیچیده و گاه غیرقابل توضیح است. اکنون پاسخی برای چگونگی تنفس باکتری ها وجود دارد، زیرا همه آنها به اکسیژن نیاز ندارند. برعکس، اکثریت با استفاده از روش دیگر کمتر عملی برای به دست آوردن انرژی - تخمیر سازگار شده اند.