Анаэробное дыхание. Характеристика анаэробного дыхания.

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 14.12.2024

Дыхание (биологическое окисление, катаболизм, диссимиляция) - совокупность биохимических процессов, сопровождающихся образованием энергии, необходимой для жизнеобеспечения клетки. При аэробном типе дыхания бактерии используют энергию в результате окисления веществ кислородом воздуха и способны развиваться только при наличии кислорода. При анаэробном типе дыхания микроорганизмы могут развиваться при отсутствии кислорода, получая энергию в результате ферментативного расщепления органических веществ. Существуют также факультативные анаэробы, растущие как при наличии, так и при отсутствии кислорода. Определяют тип дыхания микроорганизмов посевом культуры бактерий уколом в высокий столбик агара. При этом аэробы вырастают в верхней части среды, факультативные анаэробы - по всей длине укола, анаэробы - в нижней части посева.

У прокариотов возможны три пути получения энергии, которые различаются по выходу энергии (табл. 4):

1. Фотосинтез (фотосинтетическое фосфорилирование), в котором принимают участие энергия фотонов, хлорофилл или его аналоги - пигменты. Фотосинтез описан у очень небольшой группы микробов (цианобактерии или сине-зелёные водоросли), содержащих пигменты, сходные с хлорофиллом.

2. Дыхание (окислительное фосфорилирование) - окислительно-восстановительный процесс переноса взаимодействия субстрата со свободным кислородом и ферментами дыхательной цепи, цепь реакций биологического окисления. Большинство бактерий, называемых скотобактериями, получают энергию путем химических реакций.

Суть окисления заключается в присоединении кислорода или в отнятии водорода от субстрата, в результате чего происходит расщепление вещества и разрушение химических связей. Энергия этих связей выделяется в окружающую среду и почти на 70% улавливается клеткой в виде биологической энергии, в виде образования высокоэнергетических соединений, главными из которых у прокариот является АТФ (аденозинтрифосфат), УДФ (уридиндифосфат), ферментные комплексы НАДФ (никотинадениндиноклеотидфосфат) и ФАДФ (флавинаденин-динуклеотидфосфат), пирофосфат и волютин (орто- и метафосфаты).

Одним из основных путей реализации энергии, содержащейся в фосфорных связях органических соединений, является фосфорилирование - способность передавать фосфатный остаток другим веществам, что делает эти соединения нестабильными, приводя к их распаду с выделением энергии. Все процессы дыхания происходят на ЦПМ прокариот иначинаются с гликолиза, в результате которого образуется пировиноградная кислота (пируват - ПВК), которая является исходным материалом для дальнейших катаболических реакций.

По типу дыхания бактерии делятся на:

· облигатные аэробы (например, нейссерии, синегнойная палочка)растут только при наличии кислорода;

· облигатные анаэробы могут расти только без кислорода (пептострептококки, вейллонеллы, бактероиды фузобактерии, анаэробоспириллы);

· факультативные аэробы и анаэробы могут существовать как в присутствии кислорода, так и без него;

· аэротолерантные микробы (например спорообразующие анаэробные палочки -клостридии газовой гангрены, столбняка). - это анаэробные бактерии, устойчивые к кислороду, которые не размножаются в присутствии кислорода, но и не погибают;

· микроаэрофилы (стрептококки, актиномицеты и некоторые бациллы полости рта)представляют собой небольшую группу факультативно-анаэробных бактерий, устойчивых к действию кислорода в небольших концентрациях (до 5-10%);

· капнофилы(возбудители бруцеллеза, стрептококки полости рта)нуждаются в избыточном количестве углекислого газа (до 20%).

Тип дыхания бактерий зависит от набора ферментов. От окисляемого субстрата (донора) электрон водорода передается с помощью дегидрогеназы восстанавливаемому веществу (акцептору) - флавопротеину (ФАД) или желтому ферменту, который передает электрон водорода непосредственно кислороду с образованием перекиси водорода или следующему промежуточному передатчику - цитохрому, который, в конечном счете, передает его кислороду с образованием воды или перекиси водорода. Описано 3 типа цитохромов - А, В, С. Бактерии не все и не в одинаковой мере содержат все три компонента цитохрома. Так, например, строгие аэробы содержат все три компонента цитохрома. Они имеют самую длинную дыхательную цепь (дегидрогеназы, флавопротеины, цитохромы). Конечный акцептором электронов является кислород.

Факультативные анаэробы содержат один или два компонента цитохрома, в то время как строгие анаэробы, как правило, не имеют цитохрома С, поэтому у них конечным акцептором электронов водорода являются неорганические вещества (нитраты, сульфаты, карбонаты). В аэробных условиях электрон водорода от флавопротеина может непосредственно передаваться кислороду с образованием перекиси водорода, гидроксиланиона, супероксиданиона.

Аэробы и факультативные анаэробы, в отличие от облигатных анаэробов, имеют ферменты, расщепляющие каталазу и пероксидазу, а также мощный фермент - супероксиддисмутазу (СОД) для нейтрализации токсичных радикалов кислорода. У облигатных анаэробов эти ферменты не вырабатываются, поэтому накопление токсических для мембран клеток соединений вызывает их разрыв и неизбежную гибель.

3. Брожение (субстратное фосфорилирование) - разновидность анаэробного дыхания, при котором и донором и акцептором водорода является органическое вещество.

При брожении происходит расщепление сложных органических веществ до более просто устроенных с выделением небольшого количества энергии. При поступлении глюкозы в клетку, происходит гликолиз и образуется ПВК. Дальнейшие ее превращения зависят от набора ферментов анаэробных бактерий. В зависимости от того какие конечные продукты образуются, выделяют разные типы брожения:

· Молочнокислое брожение вызывается лактобактериями, бифидобактериями, стрептококками, образуя из ПВК молочную кислоту (гомоферментативное брожение) или молочную, янтарную, уксусную кислоты, ацетон (гетероферментативное брожение). Эти бактерии применяются в производстве молочно-кислых продуктов: ряженки, простокваши, кефира, йогуртов и творога.

· Маслянокислое брожение. Возбудителями этого вида брожения являются анаэробные бактерии рода клостридии, а также бактероиды, фузобактерии и другие микроорганизмы, вызывающие у человека опасные анаэробные инфекции. Основным продуктом брожения является масляная,изомасляная, уксусная, валериановая кислоты.

· Пропионовокислое брожение также вызывается анаэробами - пропионибактериями (обитатели кожи и слизистой оболочкичеловека и животных могут вызывать анаэробные инфекции), которые используются в производстве сыров. Конечный продукт брожения - пропионовая кислота.

· Спиртовое брожение. Вызывают дрожжи. В результате спиртового
брожения образуется этиловый спирт, что издавна используется в пивоварении и виноделии.

· Бутиленгликолевое брожение. В результате брожения образуются бутиловый спирт, этиленгликоль, срероводород и другие токсические продукты. Этот вид брожения вызывают кишечная палочка и другие энтеробактерии, в том числе - возбудители кишечных инфекций - сальмонеллёза, дизентерии.

При субстратном фосфорилировании из глюкозы или других источников углерода выделяется незначительное количество энергии, так как образующиеся при этом продукты брожения (молочная кислота, спирты и др.) сохраняют в себе значительные количества энергии. Поэтому в анаэробных условиях бактериальная культура для получения необходимой энергии во много раз больше разлагает пищевого материала, чем в присутствии кислорода. Теплообразование при развитии бактериальной флоры в органическом материале (навоз, торф, мусор) может привести к его самовозгоранию.

Изучение ферментов бактерий имеет большое практическое значение для разработки методов диагностики (идентификации) возбудителей инфекционных заболеваний по набору ферментов, а также для создания современных биотехнологий получения продуктов питания в том числе молочнокислых продуктов, сыра, хлеба, вина, пива и т.д.

Анаэробные характеристики дыхания, типы и организмы

анаэробное дыхание или анаэробная - это метаболическая модальность, при которой выделяется химическая энергия, начиная с органических молекул. Конечный акцептор электронов всего этого процесса представляет собой молекулу, отличную от кислорода, такую ​​как нитрат-ион или сульфаты.

Организмы, которые представляют этот тип метаболизма, являются прокариотами и называются анаэробными организмами. Прокариоты, которые строго анаэробны, могут жить только в средах, где нет кислорода, так как он высокотоксичен и даже смертелен.


Некоторые микроорганизмы - бактерии и дрожжи - получают энергию в процессе ферментации. В этом случае процесс не требует кислорода или цепи переноса электронов. После гликолиза добавляют пару дополнительных реакций, и конечным продуктом может быть этиловый спирт..

В течение многих лет промышленность использовала этот процесс для производства продуктов, представляющих интерес для потребления человеком, таких как хлеб, вино, пиво и другие..

Наши мышцы также способны выполнять анаэробное дыхание. Когда эти клетки подвергаются интенсивным усилиям, начинается процесс молочнокислого брожения, в результате которого этот продукт накапливается в мышцах, вызывая усталость..

  • 1 Характеристики
  • 2 типа
    • 2.1 Использование нитратов в качестве акцептора электронов
    • 2.2 Использование сульфатов в качестве акцептора электронов
    • 2.3 Использование диоксида углерода в качестве акцептора электронов
    • 4.1 Строгие анаэробы
    • 4.2 Дополнительные анаэробы
    • 4.3 Организмы со способностью к ферментации

    черты

    Дыхание - это явление, посредством которого энергия получается в форме АТФ, начиная с различных органических молекул - главным образом углеводов. Этот процесс происходит благодаря различным химическим реакциям, происходящим внутри клеток..

    Хотя основным источником энергии в большинстве организмов является глюкоза, для извлечения энергии могут использоваться другие молекулы, такие как другие сахара, жирные кислоты или, в случае крайней необходимости, аминокислоты - структурные строительные блоки белков..

    Энергия, которую может высвободить каждая молекула, определяется в джоулях. Пути или биохимические пути организмов для разложения этих молекул зависят главным образом от наличия или отсутствия кислорода. Таким образом, мы можем классифицировать дыхание на две большие группы: анаэробные и аэробные.

    При анаэробном дыхании существует цепь переноса электронов, которая генерирует АТФ, и конечный акцептор электронов представляет собой органическое вещество, такое как нитрат-ион, сульфаты и др..

    Важно не путать этот тип анаэробного дыхания с брожением. Оба процесса не зависят от кислорода, но в последнем нет цепи переноса электронов.

    тип

    Есть несколько путей, которыми организм может дышать без кислорода. Если нет цепи переноса электронов, окисление органического вещества будет сочетаться с восстановлением других атомов источника энергии в процессе ферментации (см. Ниже)..

    При наличии конвейерной цепи в конечную акцепторную бумагу могут быть взяты разные ионы, среди которых нитрат, железо, марганец, сульфаты, углекислый газ и другие..

    Цепь переноса электронов представляет собой систему окислительно-восстановительных реакций, которая приводит к выработке энергии в форме АТФ с помощью метода, называемого окислительным фосфорилированием..

    Ферменты, участвующие в процессе, находятся внутри бактерий, прикрепленных к мембране. Прокариоты имеют такие инвагинации или пузырьки, которые напоминают митохондрии эукариотических организмов. Эта система широко варьируется среди бактерий. Наиболее распространенными являются:

    Использование нитратов в качестве акцептора электронов

    Большая группа бактерий с анаэробным дыханием занесена в каталог как нитратредуцирующие бактерии. В этой группе конечным акцептором цепи переноса электронов является ион NO3 - .

    Внутри этой группы существуют различные физиологические условия. Восстановители нитрата могут быть респираторного типа, где ион NO3 - бывает НЕТ2 - ; может быть денитрифицирующим, когда указанный ион идет к N2, или ассимилирующего типа, где рассматриваемый ион становится NH3.

    Донорами электронов могут быть пируват, сукцинат, лактат, глицерин, NADH и другие. Типичным организмом этого метаболизма является известная бактерия Кишечная палочка.

    Использование сульфатов в качестве акцептора электронов

    Только несколько видов строгих анаэробных бактерий способны принимать сульфат-ион и превращать его в S 2- и вода. Для реакции используются несколько субстратов, среди которых наиболее распространенными являются молочная кислота и четырехуглеродистые дикарбоновые кислоты..

    Использование диоксида углерода в качестве акцептора электронов

    Археи - это прокариотические организмы, которые обычно обитают в экстремальных регионах и характеризуются очень специфическими метаболическими путями..

    Одним из них являются археи, способные производить метан, и для достижения этого они используют углекислый газ в качестве конечного акцептора. Конечным продуктом реакции является газообразный метан (СН4).

    Эти организмы обитают только в очень специфических областях экосистем, где концентрация водорода высока, поскольку он является одним из элементов, необходимых для реакции - в качестве дна озер или пищеварительного тракта некоторых млекопитающих..

    брожение


    Как мы уже упоминали, ферментация - это метаболический процесс, который не требует присутствия кислорода. Обратите внимание, что он отличается от анаэробного дыхания, упомянутого в предыдущем разделе, из-за отсутствия цепи переноса электронов..

    Ферментация характеризуется тем, что представляет собой процесс, который выделяет энергию из сахаров или других органических молекул, не требует кислорода, не нуждается в цикле Кребса или цепи переноса электронов, его конечный акцептор представляет собой органическую молекулу и производит небольшое количество АТФ. - один или два.

    Как только клетка завершила процесс гликолиза, она получает две молекулы пировиноградной кислоты для каждой молекулы глюкозы.

    В случае отсутствия кислорода, клетка может прибегнуть к образованию какой-то органической молекулы для генерации NAD + или НАДФ + которые могут войти в другой цикл гликолиза.

    В зависимости от организма, который осуществляет ферментацию, конечным продуктом может быть молочная кислота, этанол, пропионовая кислота, уксусная кислота, масляная кислота, бутанол, ацетон, изопропиловый спирт, янтарная кислота, муравьиная кислота, бутандиол и другие..

    Эти реакции также обычно связаны с выделением молекул диоксида углерода или дигидрогена.

    Организмы с анаэробным дыханием

    Процесс анаэробного дыхания типичен для прокариот. Эта группа организмов характеризуется отсутствием истинного ядра (ограниченного биологической мембраной) и субклеточных компартментов, таких как митохондрии или хлоропласты. В эту группу входят бактерии и археи.

    Строгие анаэробы

    Микроорганизмы, которые смертельно подвержены воздействию кислорода, называются строгими анаэробами, такими как пол Clostridium.

    Обладая метаболизмом анаэробного типа, эти микроорганизмы могут колонизировать экстремальные среды, в которых не хватает кислорода, где аэробные организмы не могут обитать, такие как очень глубокие воды, почвы или пищеварительный тракт некоторых животных..

    Факультативные анаэробы

    Кроме того, есть некоторые микроорганизмы, способные чередовать метаболизм аэробного и анаэробного типа, в зависимости от ваших потребностей и условий окружающей среды..

    Тем не менее, есть бактерии со строгим аэробным дыханием, которые могут расти и развиваться только в богатой кислородом среде.

    В микробиологических науках знание типа метаболизма является символом, который помогает идентифицировать микроорганизмы.

    Организмы со способностью к брожению

    Кроме того, существуют другие организмы, способные проводить дыхательные пути без необходимости в кислороде или конвейерной цепи, то есть они сбраживают.

    Среди них мы находим несколько видов дрожжей (сахаромицеты), бактерии (Стрептококки, лактобациллы, бациллы, пропионибактерии, эшерихии, сальмонеллы, энтеробактеры) и даже наши собственные мышечные клетки. Во время процесса каждый вид характеризуется выделением различного продукта..

    Экологическая значимость

    С точки зрения экологии, анаэробное дыхание выполняет трансцендентные функции в экосистемах. Этот процесс происходит в различных средах обитания, таких как морские отложения или водоемы с пресной водой, глубокие почвенные среды и другие..

    Некоторые бактерии принимают сульфаты с образованием сероводорода и используют карбонат для образования метана. Другие виды могут использовать нитрат-ион и превращать его в нитрит-ион, закись азота или газообразный азот.

    Эти процессы жизненно важны в естественных циклах, как для азота, так и для серы. Например, анаэробный путь является основным путем, по которому азот фиксируется и способен возвращаться в атмосферу в виде газа..

    Различия с аэробным дыханием

    Наиболее очевидной разницей между этими двумя метаболическими процессами является использование кислорода. В аэробике эта молекула действует как конечный акцептор электронов.

    Энергетически аэробное дыхание гораздо выгоднее, поскольку оно выделяет значительное количество энергии - около 38 молекул АТФ. Напротив, дыхание в отсутствие кислорода характеризуется гораздо меньшим количеством АТФ, которое широко варьируется в зависимости от организма..

    Продукты экскреции также различаются. Аэробное дыхание заканчивается образованием углекислого газа и воды, в то время как в аэробных продуктах различаются промежуточные продукты, такие как, например, молочная кислота, спирт или другие органические кислоты..

    С точки зрения скорости, аэробное дыхание занимает гораздо больше времени. Таким образом, анаэробный процесс представляет собой быстрый источник энергии для организмов.

    Аэробные характеристики дыхания, стадии и организмы

    аэробное дыхание или аэробный - это биологический процесс, который включает получение энергии из органических молекул - главным образом глюкозы - посредством ряда реакций окисления, где конечным акцептором электронов является кислород.

    Этот процесс присутствует в подавляющем большинстве органических существ, особенно эукариот. Все животные, растения и грибы дышат аэробно. Кроме того, некоторые бактерии также проявляют аэробный метаболизм.


    В общем, процесс получения энергии из молекулы глюкозы делится на гликолиз (этот этап является общим как в аэробных, так и в анаэробных путях), цикл Кребса и цепь переноса электронов..

    Концепция аэробного дыхания противоположна анаэробному дыханию. В последнем случае конечный акцептор электронов представляет собой другое неорганическое вещество, отличное от кислорода. Это типично для некоторых прокариот.

    • 1 Что такое кислород?
    • 2 Характеристики дыхания
    • 3 Процессы (этапы)
      • 3.1 Глюколиз
      • 3.2 Цикл Кребса
      • 3.3 Краткое изложение цикла Кребса
      • 3.4 Электронная транспортная цепь
      • 3.5 Классы переносящих молекул

      Что такое кислород?

      Прежде чем обсуждать процесс аэробного дыхания, необходимо знать некоторые аспекты молекулы кислорода..

      Это химический элемент, представленный в периодической таблице буквой О и атомным номером 8. В стандартных условиях температуры и давления кислород имеет тенденцию связываться попарно, что приводит к образованию молекулы диоксида кислорода..

      Этот газ, образованный двумя атомами кислорода, не имеет цвета, запаха или вкуса и представлен формулой O2. В атмосфере это важный компонент, и он необходим для поддержания большинства форм жизни на Земле..

      Благодаря газообразной природе кислорода молекула может свободно проходить через клеточные мембраны - как внешнюю мембрану, которая отделяет клетку от внеклеточной среды, так и мембраны субклеточных компартментов, среди которых митохондрии.

      Характеристика дыхания

      Клетки используют молекулы, которые мы принимаем через нашу диету, как своего рода дыхательное «топливо».

      Клеточное дыхание - это процесс генерации энергии в форме молекул АТФ, где разлагаемые молекулы подвергаются окислению, а конечный акцептор электронов в большинстве случаев является неорганической молекулой..

      Существенной особенностью, позволяющей осуществлять процессы дыхания, является наличие цепи переноса электронов. При аэробном дыхании конечным акцептором электронов является молекула кислорода.

      При нормальных условиях эти «топлива» представляют собой углеводы или углеводы и жиры или липиды. Поскольку организм попадает в тяжелые условия из-за нехватки пищи, он прибегает к использованию белков, чтобы попытаться удовлетворить свои энергетические потребности.

      Слово «дыхание» является частью нашего словарного запаса в повседневной жизни. К действию взятия воздуха в наших легких, в непрерывных циклах выдохов и вдохов мы называем это дыхание.

      Однако в формальном контексте биологических наук это действие обозначается термином вентиляция. Таким образом, термин «дыхание» используется для обозначения процессов, происходящих на клеточном уровне..

      Процессы (этапы)

      Этапы аэробного дыхания включают этапы, необходимые для извлечения энергии из органических молекул - в этом случае мы опишем случай молекулы глюкозы в качестве дыхательного топлива - до достижения акцептора кислорода.

      Этот сложный метаболический путь делится на гликолиз, цикл Кребса и цепь переноса электронов:

      гликолиз


      Первым этапом деградации мономера глюкозы является гликолиз, также называемый гликолизом. Этот шаг не требует кислорода напрямую, и присутствует практически у всех живых существ.

      Целью этого метаболического пути является расщепление глюкозы на две молекулы пировиноградной кислоты, получение двух молекул чистой энергии (АТФ) и сокращение двух молекул НАД + .

      В присутствии кислорода маршрут может продолжаться до цикла Кребса и цепи переноса электронов. В случае отсутствия кислорода молекулы будут следовать по пути ферментации. Другими словами, гликолиз является распространенным метаболическим путем аэробного и анаэробного дыхания..

      До цикла Кребса должно происходить окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты. Эта стадия опосредуется очень важным комплексом ферментов, называемым пируватдегидрогеназой, которая осуществляет вышеупомянутую реакцию.

      Таким образом, пируват становится ацетильным радикалом, который позднее захватывается коферментом А, ответственным за его перенос в цикл Кребса..

      Цикл Кребса

      Цикл Кребса, также известный как цикл лимонной кислоты или цикл трикарбоновых кислот, состоит из серии биохимических реакций, катализируемых специфическими ферментами, которые стремятся постепенно высвобождать химическую энергию, накопленную в ацетилкоферменте А.

      Это путь, который полностью окисляет молекулу пирувата и происходит в матрице митохондрий.

      Этот цикл основан на серии реакций окисления и восстановления, которые передают потенциальную энергию в форме электронов элементам, которые их принимают, в частности молекуле NAD. + .

      Краткое изложение цикла Кребса

      Каждая молекула пировиноградной кислоты расщепляется на углекислый газ и двухуглеродную молекулу, известную как ацетильная группа. При связывании с коферментом A (упомянутым в предыдущем разделе) образуется комплекс ацетилкофермента A.

      Два атома углерода пировиноградной кислоты входят в цикл, конденсируются с оксалоацетатом и образуют молекулу цитрата с шестью углеродами. Таким образом, происходят окислительные стадии реакции. Цитрат возвращается в оксалоацетат с теоретическим получением 2 молей углекислого газа, 3 молей NADH, 1 моля FADH2 и 1 моль ГТФ.

      Поскольку две молекулы пирувата образуются при гликолизе, молекула глюкозы включает в себя два оборота цикла Кребса.

      Электронная транспортная цепь

      Цепочка переноса электронов состоит из последовательности белков, которые способны проводить реакции окисления и восстановления..

      Прохождение электронов указанными белковыми комплексами приводит к постепенному выделению энергии, которая впоследствии используется в хемосомотической генерации АТФ. Важно отметить, что последняя реакция цепочки носит необратимый характер..

      У эукариотических организмов, имеющих субклеточные компартменты, элементы транспортной цепи прикрепляются к мембране митохондрий. У прокариот, у которых отсутствуют такие компартменты, элементы цепи расположены в плазматической мембране клетки.

      Эта цепь реакция приводит к образованию АТФ, с использованием энергии, полученной посредством перемещения водорода конвейеров до конечного акцептора: реакция кислорода производит воду.

      Классы переносящих молекул

      Цепочка состоит из трех вариантов конвейера. К первому классу относятся флавопротеины, характеризующиеся наличием флавина. Этот тип конвейера может выполнять два типа реакций, как восстановление, так и окисление, альтернативно.

      Второй тип образован цитохромами. Эти белки имеют гемовую группу (например, гемоглобин), которая может иметь различные степени окисления.

      Последним классом переносчика является убихинон, также известный как кофермент Q. Эти молекулы не являются белковыми по своей природе..

      Организмы с аэробным дыханием

      У большинства живых организмов есть дыхание аэробного типа. Это типично для эукариотических организмов (существ с истинным ядром в клетках, ограниченных мембраной). Все животные, растения и грибы дышат аэробно.

      Животные и грибы гетеротрофные организмы, а это означает, что «топливо», который будет использоваться в метаболическом пути дыхания следует активно употреблять в рационе. В отличие от растений, которые обладают способностью продуцировать свои собственные продукты питания путем фотосинтеза пути.

      Некоторым родам прокариот также необходим кислород для их дыхания. В частности, существуют строгие аэробные бактерии, то есть они растут только в средах с кислородом, таких как псевдомонады..

      Другие роды бактерий обладают способностью изменять свой метаболизм от аэробных до анаэробных в зависимости от условий окружающей среды, таких как сальмонелла. У прокариот, быть аэробным или анаэробным является важной характеристикой для его классификации.

      Различия с анаэробным дыханием

      Процесс, противоположный аэробному дыханию, является анаэробной модальностью. Наиболее очевидное различие между ними заключается в использовании кислорода в качестве конечного акцептора электронов. Анаэробное дыхание использует другие неорганические молекулы в качестве акцепторов.

      Кроме того, при анаэробном дыхании конечным продуктом реакций является молекула, которая все еще обладает способностью продолжать окисление. Например, молочная кислота образуется в мышцах во время брожения. Напротив, конечными продуктами аэробного дыхания являются углекислый газ и вода.

      Есть также различия с энергетической точки зрения. В анаэробном пути вырабатываются только две молекулы АТФ (соответствующие гликолитическому пути), тогда как при аэробном дыхании конечный продукт обычно составляет около 38 молекул АТФ - что является существенным отличием.

      Анаэробное дыхание


      Анаэробное дыхание - это такое дыхание микробов, при котором для окисления органических или неорганических веществ используется не молекулярный кислород, а другие окисленные соединения. В частности, соли азотной, серной и угольной кислот. При этом используемые соединения превращаются в более восстановленные. Процессы идут в анаэробных условиях, то есть без доступа кислорода [1] .

      При анаэробном дыхании акцептором электронов выступают различные неорганические соединения - нитраты, сульфаты, карбонаты. Таким образом, различия между аэробным дыханием и анаэробным дыханием заключено в природе конечного акцептора электронов. Выход аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) при анаэробном дыхании меньше, чем при аэробном, но больше, чем при брожении [2] [1] .

      Типы анаэробного дыхания

      Тип анаэробного дыхания зависит от природы конечного акцептора электронов в электротранспортной цепи. В зависимости от этого различают:

      • сульфатное дыхание - конечный акцептор электронов сульфатная группа SO4 2- . Бактерии - сульфатвосстанавливающие или сульфатредуцирующие;
      • нитратное дыхание (денитрификация) - конечный акцептор электронов нитратная (NO3 - ) или нитритная группа (NO2 - ). Бактерии - денитрифицирующие;
      • карбонатное дыхание - конечный акцептор электронов CO2 (улекислый газ). Бактерии - метаногенные (метанобразующие);
      • фумаратное дыхание - конечным акцептором электронов служит органическое вещество [2] .

      Метаболические особенности анаэробных бактерий

      Бактерии способные к анаэробному дыханию характеризуются укороченными электротранспортными или дыхательными цепями. Они не содержат всех переносчиков, характерных для дыхательных цепей аэробных бактерий [2] .

      Параллельно в цепях анаэробов цитохромоксидаза заменена соответствующими редуктазами. В обмене веществ строгих анаэробов не функционирует цикл Кребса или он разорван и выполняет только биосинтетические, но не энергетические функции [2] .

      Основное количество молекул АТФ при анаэробном дыхании синтезируется в процессе мембранного фосфорилирования [2] .

      По отношению к молекулярному кислороду бактерии, для которых характерно анаэробное дыхание, могут являться факультативными или облигатными анаэробами [2] .

      Облигатные анаэробы - это сульфатвосстанавливающие и метаногенные бактерии [2] .

      Факультативные анаэробы - это денитрифицирующие бактерии и бактерии, осуществляющие фумаратное дыхание [2] .

      Факультативные анаэробы могут переключать свой энергетический метаболизм с аэробного дыхания в присутствии в среде молекулярного кислорода, на анаэробное дыхание в отсутствии молекулярного кислорода [2] .

      Анаэробное дыхание бактерий

      Анаэробное дыхание бактерий

      Анаэробное дыхание Анаэробное дыхание - это такое дыхание микробов, при котором для окисления орган. ( брожение Брожение - одна из основных форм катаболизма, представляющая собой окислитель. ) - это такое дыхание микробов Дыхание микробов - одна из основных форм катаболизма микробов (бактерий), предс. , при котором для окисления органических или неорганических веществ используется не молекулярный кислород, а другие окисленные соединения. В частности, соли азотной, серной и угольной кислот. При этом используемые соединения превращаются в более восстановленные. Процессы идут в анаэробных условиях, то есть без доступа кислорода.

      При анаэробном дыхании акцептором электронов выступают различные неорганические соединения - нитраты, сульфаты, карбонаты. Таким образом, различия между аэробным дыханием и анаэробным дыханием Анаэробное дыхание - это такое дыхание микробов, при котором для окисления орган. заключено в природе конечного акцептора электронов Акцептор электронов - соединение (молекула), принимающее электроны в ходе о. . Выход аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) при анаэробном дыхании Анаэробное дыхание - это такое дыхание микробов, при котором для окисления орган. меньше, чем при аэробном, но больше, чем при брожении Брожение - одна из основных форм катаболизма, представляющая собой окислитель. .

      Тип анаэробного дыхания Анаэробное дыхание - это такое дыхание микробов, при котором для окисления орган. зависит от природы конечного акцептора электронов в электротранспортной цепи. В зависимости от этого различают:

      • сульфатное дыхание - конечный акцептор электронов сульфатная группа SO4 2- . Бактерии - сульфатвосстанавливающие или сульфатредуцирующие;
      • нитратное дыхание (денитрификация) - конечный акцептор электронов нитратная (NO3 - ) или нитритная группа (NO2 - ). Бактерии - денитрифицирующие;
      • карбонатное дыхание - конечный акцептор электронов CO2 (улекислый газ). Бактерии - метаногенные (метанобразующие);
      • фумаратное дыхание - конечным акцептором электронов служит органическое вещество=.

      Бактерии способные к анаэробному дыханию Анаэробное дыхание - это такое дыхание микробов, при котором для окисления орган. характеризуются укороченными электротранспортными или дыхательными цепями. Они не содержат всех переносчиков, характерных для дыхательных цепей аэробных бактерий Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. .

      Бактерии Bifidobacterium, грамположительные анаэробные палочковидные бактерии

      Бактерии Bifidobacterium, грамположительные анаэробные палочковидные бактерии

      Параллельно в цепях анаэробов цитохромоксидаза заменена соответствующими редуктазами. В обмене веществ строгих анаэробов не функционирует цикл Кребса или он разорван и выполняет только биосинтетические, но не энергетические функции.

      Основное количество молекул АТФ при анаэробном дыхании Анаэробное дыхание - это такое дыхание микробов, при котором для окисления орган. синтезируется в процессе мембранного фосфорилирования.

      По отношению к молекулярному кислороду бактерии Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. , для которых характерно анаэробное дыхание Анаэробное дыхание - это такое дыхание микробов, при котором для окисления орган. , могут являться факультативными или облигатными анаэробами Анаэробы - это микроорганизмы, в том числе бактерии, энергетические процесс. .

      Облигатные анаэробы - это сульфатвосстанавливающие и метаногенные бактерии Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. .

      Факультативные анаэробы - это денитрифицирующие бактерии и бактерии Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. , осуществляющие фумаратное дыхание.

      Факультативные анаэробы могут переключать свой энергетический метаболизм с аэробного дыхания в присутствии в среде молекулярного кислорода, на анаэробное дыхание Анаэробное дыхание - это такое дыхание микробов, при котором для окисления орган. в отсутствии молекулярного кислорода.

      Читайте также: