Задача 4. Охарактеризовать аэробный и анаэробный типы дыхания бактерий.

Для этого надо знать:

1. Дыхание (биологическое окисление) – совокупность окислительно-восстановительных реакций, идущих с образованием АТФ. Окисление – отдача водорода или электронов донорами. Восстановление – присоединение водорода или электронов акцепторами. Донорами являются сахара, спирты, органические кислоты, жиры, аминокислоты и др. Эти вещества называются субстратами дыхания. Акцепторами водорода могут быть кислород и другие вещества.

2. При аэробном типе дыхания акцептором водорода является кислород. Микроорганизмы с таким типом дыхания являются аэробами.

При анаэробном типе дыхания акцептором водорода являются другие соединения. Микроорганизмы с этим типом дыхания называются анаэробами.

3. Если в окислительно-восстановительных реакциях и донорами и акцепторами являются органические соединения (т.е. происходит неполное окисление), то такой процесс называется брожением. Он протекает в анаэробных условиях.

При брожении чаще всего происходит расщепление глюкозы и других углеводов, но могут быть использованы также аминокислоты, жирные кислоты.

По конечному продукту различают спиртовое, молочнокислое, уксуснокислое, маслянокислое, пропионовокислое и другие виды брожения. Молочнокислое брожение характерно для родов Lactobacillus, Streptococcus, Bifidobacterium, маслянокислое – для рода Clostridium, пропионовокислое – для рода Propionibacterium. Спиртовое брожение осуществляется дрожжами (микроскопические грибы). Образование кислот в результате брожения в среде можно определить при помощи индикатора.

4. К анаэробам относятся:

а) облигатные анаэробы – клостридии ботулизма, газовой гангрены, столбняка; они растут только в бескислородных условиях, кислород для них токсичен, т.к. отсутствуют ферменты каталаза, супероксиддисмутаза, пероксидаза, которые инактивируют токсичные формы кислорода и имеются у аэробных бактерий; для облигатных анаэробов характерно сульфатноедыхание, при котором акцептором водорода являются сульфаты, восстанавливающиеся до H₂S;

б) факультативные анаэробы – большинство патогенных и сапрофитных бактерий (E. coli и др.); они растут как при наличии, так и при отсутствии кислорода; для них характерно нитратное дыхание, при котором акцептором водорода являются нитраты, восстанавливающиеся до N₂ и NH₃. Среди них имеются аэротолерантные формы, которые растут при наличии кислорода, но ни используют его.

5. Облигатные аэробы могут расти только при наличии достаточного количества кислорода в среде. К ним относятся бруцеллы, микрококки, микобактерии туберкулеза (для роста необходимо около 20 % кислорода).

6. Между аэробным и анаэробным типами дыхания нет резкой границы. При отсутствии кислорода дрожжи, например, способны расщеплять глюкозу до спирта и СО₂, а при аэрации глюкоза ими расщепляется до СО₂ и Н₂О (происходит полное окисление глюкозы). При аэробном расщеплении выделяется значительно больше энергии, т.е. оно энергетически более выгодно, чем анаэробное расщепление.

С₆Н₁₂О₆ ® 2 С₂Н₅ОН + 2СО₂ + 31, 2 ккал

С₆Н₁₂О₆ + 6 О₂ ® 6СО₂ + 6Н₂О + 688,5 ккал

Способностью переключаться с анаэробного дыхания на аэробное обладают и бактерии - факультативные анаэробы.

Дата добавления: 2015-07-25