पृथ्वी पर रहने वाले लगभग सभी जीवों को श्वसन प्रक्रिया की आवश्यकता होती है। ऑक्सीजन जानवरों, पौधों, प्रोटिस्ट और कई बैक्टीरिया में सबसे आम ऑक्सीकरण एजेंटों में से एक है। हालाँकि, हर कोई नहीं जानता कि हमारा शरीर संरचनात्मक जटिलता में सूक्ष्मजीवों की छोटी कोशिकाओं से कितना अलग है। सवाल उठता है: बैक्टीरिया कैसे सांस लेते हैं? क्या उनका ऊर्जा प्राप्त करने का तरीका हमसे अलग है?
क्या सभी बैक्टीरिया ऑक्सीजन 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 संपर्क करती है। एटीपी ही वह कारण है जिससे सभी जीवित जीव सांस लेते हैं। हालाँकि, कई प्रकार के बैक्टीरिया ऑक्सीजन के बिना रहते हैं और फिर भी उन्हें एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट जैसा ऊर्जा का बहुमूल्य स्रोत प्राप्त होता है। इस प्रकार के जीवाणु कैसे सांस लेते हैं?
हमारे शरीर में सांस लेने की प्रक्रिया दो चरणों में होती 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 होता है और इसमें बड़ी संख्या में चरण-दर-चरण प्रतिक्रियाएं होती हैं।
जो बैक्टीरिया ऑक्सीजन को अवशोषित नहीं करते हैं और श्वसन के लिए इसका उपयोग नहीं करते हैं उनकी केवल अवायवीय अवस्था होती है। इसके अंत में, सूक्ष्मजीव भी एटीपी प्राप्त करते हैं, लेकिन इसकी मात्रा एक साथ श्वसन के दो चरणों से गुजरने के बाद हमें जो प्राप्त होती है, उससे बहुत अलग होती है। 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 अपने महत्वपूर्ण कार्यों को बनाए रखना महत्वपूर्ण है। इसलिए, विकास की प्रक्रिया में, ऊर्जा स्रोतों को ढूंढना आवश्यक था, जो उपयोग किए जाने पर कोशिका में होने वाली सभी आवश्यक प्रतिक्रियाओं के लिए पर्याप्त संसाधन प्रदान कर सकें। सबसे पहले, बैक्टीरिया में किण्वन दिखाई दिया: यह ग्लाइकोलाइसिस के चरण या प्रोकैरियोट्स के श्वसन के अवायवीय चरण का नाम है। और तभी 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 प्रकट हुआ
बैक्टीरिया कैसे सांस लेते हैं? स्कूल जीव विज्ञान पाठ्यक्रम की छठी कक्षा से पता चलता है कि किसी भी जीव के लिए ऊर्जा का एक निश्चित हिस्सा 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 उच्च-ऊर्जा पदार्थ है, जिसका आधार एक पेंटोज़ कार्बन रिंग, एक नाइट्रोजनस बेस (एडेनोसिन) है। फास्फोरस के अवशेष इससे निकलते हैं, जिनके बीच उच्च-ऊर्जा बंधन बनते हैं। जब उनमें से एक नष्ट हो जाता है, तो औसतन लगभग 40 kJ निकलता है, और एक एटीपी अणु अधिकतम तीन फॉस्फोरस अवशेषों को संग्रहीत करने में सक्षम होता है। इसलिए, यदि एटीपी एडीपी (एडेनोसाइड डिफॉस्फेट) में टूट जाता है, तो कोशिका को डिफॉस्फोराइलेशन की प्रक्रिया में 40 kJ ऊर्जा प्राप्त होती है। इसके विपरीत, भंडारण ऊर्जा के व्यय के साथ एडीपी से एटीपी तक फॉस्फोराइलेशन द्वारा होता है।
ग्लाइकोलाइसिस जीवाणु कोशिका को एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट के 2 अणु देता है, जब श्वसन का एरोबिक चरण पूरा होने पर, कोशिका को तुरंत इस पदार्थ के 36 अणुओं की आपूर्ति कर सकता है। इसलिए, इस प्रश्न पर कि "बैक्टीरिया कैसे सांस लेते हैं?" उत्तर इस प्रकार दिया जा सकता है: कई प्रोकैरियोट्स की श्वसन प्रक्रिया में ऑक्सीजन की उपस्थिति और खपत के बिना एटीपी का निर्माण होता है।
बैक्टीरिया कैसे सांस लेते हैं? श्वास के प्रकार
ऑक्सीजन के संबंध में, सभी प्रोकैरियोट्स को कई समूहों में विभाजित किया गया है। उनमें से:
- अवायुजीवों को बाध्य करें।
- एछिक अवायुजीव।
- बाध्य एरोबिक्स.
पहले समूह में केवल वे बैक्टीरिया शामिल हैं जो ऑक्सीजन 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 तथ्य से भिन्न हैं कि वे केवल अच्छे एरोलाइज़ेशन की स्थिति में ही रह सकते हैं। यदि हवा में पर्याप्त ऑक्सीजन नहीं है, तो ऐसी कोशिकाएं जल्दी मर जाती हैं, क्योंकि उन्हें श्वसन के लिए O2 की अत्यंत आवश्यकता होती है।
किण्वन ऑक्सीजन श्वसन से किस प्रकार भिन्न है?
बैक्टीरिया में किण्वन ग्लाइकोलाइसिस की एक ही प्रक्रिया है, जो विभिन्न प्रकार के प्रोकैरियोट्स में विभिन्न प्रतिक्रिया उत्पादों का उत्पादन कर सकती है। उदाहरण के लिए, यह लैक्टिक एसिड, अल्कोहलिक किण्वन - इथेनॉल और कार्बन डाइऑक्साइड, ब्यूटिरिक किण्वन - ब्यूटिरिक एसिड, आदि के उप-उत्पाद के निर्माण की ओर जाता है।
ऑक्सीजन श्वसन प्रक्रियाओं की एक पूरी श्रृंखला है जो ग्लाइकोलाइसिस के गठन के चरण से शुरू होती है और CO2, H2O और ऊर्जा की रिहाई के साथ समाप्त होती है। बाद की प्रतिक्रियाएँ ऑक्सीजन की उपस्थिति में होती हैं।
बैक्टीरिया कैसे सांस लेते हैं? जीव विज्ञान (छठी कक्षा) स्कूल माइक्रोबायोलॉजी पाठ्यक्रम
स्कूल में हमें केवल सबसे सरल ज्ञान दिया गया था कि प्रोकैरियोट्स की श्वसन प्रक्रिया कैसे होती है। इन सूक्ष्मजीवों में माइटोकॉन्ड्रिया नहीं होता है, हालांकि, उनके पास मेसोसोम होते हैं - कोशिका में साइटोप्लाज्मिक झिल्ली का फैलाव। लेकिन ये संरचनाएँ जीवाणु श्वसन में सबसे महत्वपूर्ण भूमिका नहीं निभाती हैं।
चूँकि किण्वन एक प्रकार का ग्लाइकोलाइसिस है, यह प्रोकैरियोट्स के साइटोप्लाज्म में होता है। प्रतिक्रियाओं की पूरी श्रृंखला को पूरा करने के लिए आवश्यक कई एंजाइम भी होते हैं। बिना किसी अपवाद के सभी जीवाणुओं में, मनुष्यों की तरह, सबसे पहले पाइरुविक एसिड के दो अणु बनते हैं। और तभी वे अन्य उप-उत्पादों में बदल जाते हैं, जो किण्वन के प्रकार पर निर्भर करते हैं।
निष्कर्ष
प्रोकैरियोट्स की दुनिया, सेलुलर संगठन की स्पष्ट सादगी के बावजूद, जटिल और कभी-कभी अस्पष्ट पहलुओं से भरी है। अब इसका उत्तर है कि बैक्टीरिया वास्तव में कैसे सांस लेते हैं, क्योंकि उनमें से सभी को ऑक्सीजन की आवश्यकता नहीं होती है। इसके विपरीत, अधिकांश लोगों ने ऊर्जा प्राप्त करने की एक और कम व्यावहारिक विधि - किण्वन - का उपयोग करना अपना लिया है।