ANAEROBIC RESPIRASYON: MGA KATANGIAN, URI AT ORGANISMO - BIOLOGY - 2026

Ang anaerobic na paghinga o anaerobic metabolic mode na kung saan ay isang kemikal na enerhiya batay sa mga organikong molekula ay inilabas. Ang pangwakas na pagtanggap ng elektron sa buong prosesong ito ay isang molekula maliban sa oxygen, tulad ng nitrate ion o sulfates.

Ang mga organismo na nagpapakita ng ganitong uri ng metabolismo ay prokaryotes at tinatawag na anaerobic organismo. Ang mga prokaryote na mahigpit na anaerobic ay maaari lamang mabuhay sa mga kapaligiran na kung saan ang oxygen ay hindi naroroon, dahil ito ay lubos na nakakalason at kahit nakamamatay.

Anaerobic paghinga ay naroroon sa prokaryotes.
Pinagmulan: pixabay.com

Ang ilang mga microorganism - bakterya at yeast - makuha ang kanilang enerhiya sa pamamagitan ng proseso ng pagbuburo. Sa kasong ito, ang proseso ay hindi nangangailangan ng oxygen o isang electron chain chain. Matapos ang glycolysis, ang ilang mga dagdag na reaksyon ay idinagdag at ang produkto ng pagtatapos ay maaaring etil alkohol.

Sa loob ng maraming taon, sinamantala ng industriya ang prosesong ito upang makabuo ng mga produkto ng interes para sa pagkonsumo ng tao, tulad ng tinapay, alak, serbesa, at iba pa.

Ang aming mga kalamnan ay may kakayahang anaerobic respirasyon. Kapag ang mga cell na ito ay sumailalim sa matinding pagsisikap, nagsisimula ang proseso ng pagbuburo sa lactic, na nagreresulta sa akumulasyon ng produktong ito sa mga kalamnan, na lumilikha ng pagkapagod.

katangian

Ang paghinga ay ang kababalaghan na kung saan ang enerhiya ay nakuha sa anyo ng ATP, na nagsisimula sa iba't ibang mga organikong molekula - pangunahin ang mga karbohidrat. Nagaganap ang prosesong ito salamat sa iba't ibang mga reaksyon ng kemikal na nagaganap sa loob ng mga cell.

Bagaman ang pangunahing mapagkukunan ng enerhiya sa karamihan ng mga organismo ay glucose, ang iba pang mga molekula ay maaaring magamit para sa pagkuha ng enerhiya, tulad ng iba pang mga asukal, mataba acid o sa mga kaso ng matinding pangangailangan, mga amino acid - ang mga bloke ng gusali ng mga protina.

Ang enerhiya na ang bawat molekula ay may kakayahang ilabas ay nasusukat sa mga joules. Ang mga biochemical ruta o landas ng mga organismo para sa pagkasira ng sinabi ng mga molekula ay nakasalalay sa pagkakaroon o hindi ng oxygen. Sa ganitong paraan, maiuri natin ang paghinga sa dalawang malalaking pangkat: anaerobic at aerobic.

Sa anaerobic respirasyon, mayroong isang electron chain chain na bumubuo ng ATP, at ang pangwakas na pagtanggap ng mga electron ay isang organikong sangkap tulad ng nitrate ion, sulfates, at iba pa.

Mahalaga na huwag malito ang ganitong uri ng anaerobic na paghinga na may pagbuburo. Ang parehong mga proseso ay independiyenteng ng oxygen, ngunit sa huli ay walang chain ng transportasyon ng elektron.

Mga Uri

Mayroong maraming mga ruta na kung saan ang isang organismo ay maaaring huminga nang walang oxygen. Kung walang chain ng transportasyon ng elektron, ang oksihenasyon ng organikong bagay ay sasamahan sa pagbawas ng iba pang mga atomo mula sa mapagkukunan ng enerhiya sa proseso ng pagbuburo (tingnan sa ibaba).

Sa kaso ng isang kadena ng transportasyon, ang papel ng pangwakas na pagtanggap ng elektron ay maaaring makuha ng iba't ibang mga ions, kabilang ang nitrate, iron, manganese, sulfates, at carbon dioxide, bukod sa iba pa.

Ang chain ng transportasyon ng elektron ay isang sistema ng reaksyon ng pagbawas sa oksihen na humahantong sa paggawa ng enerhiya sa anyo ng ATP, sa pamamagitan ng isang modality na tinatawag na oxidative phosphorylation.

Ang mga enzymes na kasangkot sa proseso ay matatagpuan sa loob ng bakterya, na naka-angkla sa lamad. Ang mga prokaryote ay mayroong mga invaginations o vesicle na kahawig ng mitochondria ng eukaryotic organism. Ang sistemang ito ay nag-iiba-iba sa mga bakterya. Ang pinaka-commons ay:

Paggamit ng nitrates bilang isang tumatanggap ng elektron

Ang isang malaking pangkat ng bakterya na may anaerobic respirasyon ay inuri bilang nitratong binabawasan ang bakterya. Sa pangkat na ito, ang panghuling tatanggap ng chain ng transportasyon ng elektron ay ang NO ₃ ^- ion .

Sa loob ng pangkat na ito mayroong magkakaibang mga pamamaraan ng physiological. Ang mga nitruc na reducer ay maaaring maging sa uri ng paghinga kung saan ang ion WALANG ₃ ^- nagiging HINDI ₂ ^- ; Maaari silang maging denitrifying, kung saan ang nasabing ion ay pumasa sa N ₂ , o ng uri ng assimilating kung saan ang ion na pinag-uusapan ay binago sa NH ₃ .

Ang mga donor ng elektron ay maaaring maging pyruvate, succinate, lactate, gliserol, NADH, at iba pa. Ang kinatawan na organismo ng metabolismo na ito ay ang kilalang bakterya na Escherichia coli.

Gumamit ng sulpate bilang isang tumatanggap ng elektron

Ilan lamang ang mga species ng mahigpit na anaerobic bacteria na may kakayahang kunin ang sulfate ion at i-convert ito sa S ^2- at tubig. Ang ilang mga substrate ay ginagamit para sa reaksyon, kabilang sa mga pinaka-karaniwang ay lactic acid at ang apat na carbon dicarboxylic acid.

Paggamit ng carbon dioxide bilang isang tumatanggap ng elektron

Ang Archaea ay mga prokaryotic na organismo na karaniwang naninirahan sa matinding mga rehiyon, at nailalarawan sa pamamagitan ng pagpapakita ng mga partikular na landas na metabolic.

Ang isa sa mga ito ay ang archaea na may kakayahang gumawa ng mitein at upang makamit ito ginagamit nila ang carbon dioxide bilang pangwakas na tanggap. Ang pagtatapos ng produkto ng reaksyon ay ang methane gas (CH ₄ ).

Ang mga organismo na ito ay naninirahan lamang sa mga tiyak na lugar ng mga ecosystem, kung saan mataas ang konsentrasyon ng hydrogen, dahil ito ay isa sa mga elemento na kinakailangan para sa reaksyon - tulad ng ilalim ng mga lawa o ang digestive tract ng ilang mga mammal.

Fermentation

Ang pagbuburo ng alak

Tulad ng nabanggit namin, ang pagbuburo ay isang metabolic process na hindi nangangailangan ng pagkakaroon ng oxygen na maganap. Tandaan na ito ay naiiba mula sa anaerobic na paghinga na nabanggit sa nakaraang seksyon sa pamamagitan ng kawalan ng isang chain ng transportasyon ng elektron.

Ang Fermentation ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagiging isang proseso na nagpapalabas ng enerhiya na nagsisimula sa mga asukal o iba pang mga organikong molekula, ay hindi nangangailangan ng oxygen, hindi nangangailangan ng cycle ng Krebs o chain transportasyon ng elektron, ang pangwakas na pagtanggap nito ay isang organikong molekula at gumagawa ng maliit na halaga ng ATP - isa o dalawa.

Kapag nakumpleto na ng cell ang proseso ng glycolysis, nakakakuha ito ng dalawang molekula ng pyruvic acid para sa bawat molekula ng glucose.

Sa kawalan ng pagkakaroon ng oxygen, maaaring magamit ng cell ang henerasyon ng ilang organikong molekula upang makamit ang henerasyon ng NAD ⁺ o NADP ⁺ na maaaring magpasok muli ng isa pang siklo ng glycolysis.

Nakasalalay sa organismo na nagsasagawa ng pagbuburo, ang pangwakas na produkto ay maaaring maging lactic acid, ethanol, propionic acid, acetic acid, butyric acid, butanol, acetone, isopropyl alkohol, succinic acid, formic acid, butanediol, bukod sa iba pa.

Ang mga reaksyon na ito ay madalas na nauugnay sa pag-aalis ng mga carbon dioxide o mga dihydrogen molekula.

Mga organismo na may anaerobic respirasyon

Ang proseso ng paghinga ng anaerobic ay karaniwang mga prokaryotes. Ang pangkat ng mga organismo na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng kakulangan ng isang tunay na nucleus (pinapawi ng isang biological membrane) at mga compartment ng subcellular, tulad ng mitochondria o chloroplast. Sa loob ng pangkat na ito ay mga bakterya at archaea.

Mahigpit na anaerobes

Ang mga microorganism na nakamamatay na apektado ng pagkakaroon ng oxygen ay tinatawag na mahigpit na anaerobic, tulad ng genus Clostridium.

Ang pagkakaroon ng isang anaerobic metabolismo ay nagbibigay-daan sa mga microorganism na ito na kolonahin ang matinding mga kapaligiran na kulang ng oxygen, kung saan ang mga aerobic na organismo ay hindi maaaring tumira, tulad ng napakalalim na tubig, soils o digestive tract ng ilang mga hayop.

Facilitative anaerobes

Bilang karagdagan, mayroong ilang mga microorganism na may kakayahang mag-alternate sa pagitan ng aerobic at anaerobic metabolism, depende sa kanilang mga pangangailangan at mga kondisyon sa kapaligiran.

Gayunpaman, mayroong mga bakterya na may mahigpit na aerobic na paghinga na maaari lamang lumago at umunlad sa mga kapaligiran na mayaman sa oxygen.

Sa mga agham na microbiological, ang kaalaman sa uri ng metabolismo ay isang character na tumutulong upang makilala ang mga microorganism.

Ang mga organismo na may kakayahang mag-ferment

Bilang karagdagan, mayroong iba pang mga organismo na may kakayahang lumikha ng mga daanan ng daanan nang walang pangangailangan para sa oxygen o isang chain chain, iyon ay, pagbuburo.

Kabilang sa mga ito matatagpuan namin ang ilang mga uri ng lebadura (Saccharomyces), bakterya (Streptococcus, Lactobacillus, Bacillus, Propionibacterium, Escherichia, Salmonella, Enterobacter) at maging ang aming sariling mga cell ng kalamnan. Sa panahon ng proseso, ang bawat species ay nailalarawan sa pamamagitan ng pag-excreting ng ibang produkto.

Kaugnayan ng ekolohikal

Mula sa punto ng pananaw ng ekolohiya, ang anaerobic na paghinga ay nagtutupad ng mga function na transcendental sa loob ng mga ekosistema. Ang prosesong ito ay naganap sa iba't ibang mga tirahan, tulad ng mga pang-dagat na sediment o mga freshwater na katawan, malalim na kapaligiran ng lupa, bukod sa iba pa.

Ang ilang mga bakterya ay kumuha ng mga sulpate upang makabuo ng hydrogen sulfide at gumamit ng carbonate upang mabuo ang mitein. Ang iba pang mga species ay may kakayahang gamitin ang nitrate ion at binabawasan ito sa nitrite ion, nitrous oxide, o nitrogen gas.

Ang mga prosesong ito ay mahalaga sa natural na mga siklo, kapwa para sa nitrogen at asupre. Halimbawa, ang anaerobic pathway ay ang pangunahing ruta kung saan ang nitrogen ay naayos at nakakabalik sa kapaligiran bilang isang gas.

Mga pagkakaiba-iba mula sa aerobic respirasyon

Ang pinaka-halatang pagkakaiba sa pagitan ng dalawang metabolic na proseso ay ang paggamit ng oxygen. Sa aerobics, ang molekulang ito ay kumikilos bilang pangwakas na pagtanggap ng elektron.

Masigla, ang aerobic na paghinga ay higit na kapaki-pakinabang, na naglalabas ng mga mahahalagang halaga - tungkol sa 38 na mga molekula ng ATP. Sa kaibahan, ang paghinga sa kawalan ng oxygen ay nailalarawan sa isang mas mababang bilang ng ATP, na kung saan ay nag-iiba-iba depende sa organismo.

Iba-iba rin ang mga produkto ng excretion. Ang paghinga ng aerobic ay nagtatapos sa paggawa ng carbon dioxide at tubig, habang sa paghinga ng aerobic ang mga tagapamagitan ay iba-iba - tulad ng lactic acid, alkohol o iba pang mga organikong acid, halimbawa.

Sa mga tuntunin ng bilis, ang aerobic respirasyon ay mas matagal. Sa gayon, ang proseso ng anaerobic ay kumakatawan sa isang mabilis na mapagkukunan ng enerhiya para sa mga organismo.

Mga Sanggunian

1. Baron, S. (1996). Medikal Microbiology. Ika-4 na edisyon. Unibersidad ng Texas Medical Branch sa Galveston.
2. Beckett, BS (1986). Biology: isang modernong pagpapakilala. Oxford University Press, USA.
3. Fauque, GD (1995). Ang ekolohiya ng pagbabawas ng bakterya. Sa Sulfate-Pagbawas ng Bakterya (pp. 217-241). Springer, Boston, MA.
4. Soni, SK (2007). Microbes: isang mapagkukunan ng enerhiya para sa ika-21 siglo. Bagong India Publishing.
5. Wright, DB (2000). Ang pisyolohiya at kalusugan ng tao. Heinemann.