Acasă | Despre noi | feedback-ul
METODE DE EXISTENȚĂ ȘI TIPURI DE SCHIMB DE SUBSTANȚE
În funcție de metoda de obținere a energiei și a sursei de carbon, toate microorganismele sunt împărțite în chemoautotrofe, fotoautotrofe și chemoheterotrofe și fotogenerotrofe.
Chemoautotrophs - sunt microorganisme care folosesc energia chimică eliberată prin oxidarea compușilor anorganici (cum ar fi amoniacul, hidrogenul sulfurat și fier feros Fe +, etc.) Pentru a sintetiza substanțele organice din sursa de carbon anorganic - C02. Acestea includ nitrificatoare, tiobacterii, fero-bacterii, bacterii sulfurate incolore, bacterii cu hidrogen. Bacteriile de nitrificare sunt oxidate prin amoniac (1MN3) mai întâi la azot și apoi la acidul azotic:
Bacteriile sulfuroase inoxidabile oxidează sulfura de hidrogen (H2S) mai întâi la sulful elementar și apoi la acidul sulfuric:
Photoautotrofele sunt microorganisme care folosesc energia luminii pentru a sintetiza substanțele organice ale celulelor dintr-o sursă de carbon anorganic - CO2. Ei au pigmenți speciali, cum ar fi clorofila, cu care absorb și convertesc energia luminoasă. Acestea includ bacteriile purpuriu și verde sulf.
Chemoheterotrofele sunt microorganisme care utilizează energia chimică eliberată în timpul oxidării substanțelor organice. Pentru sinteza substanțelor celulare, aceștia utilizează și compuși organici gata preparați ca surse de carbon. Acestea includ majoritatea microorganismelor. Ele sunt larg răspândite în natură, activitatea lor de viață are o importanță deosebită pentru ciclul substanțelor din natură. Unele dintre ele provoacă alterarea produselor alimentare, în timp ce altele în procesul de metabolizare formează produse de interes practic și, prin urmare, sunt utilizate în diverse industrii pe baza activității vitale a acestor microorganisme. Mai jos vom analiza metodele de obținere a energiei prin chemoheterotrofe, care stau la baza celor mai importante procese biochimice de importanță practică.
Photoheterotrofele sunt microorganisme care folosesc energie luminoasă și ca sursă de compuși organici carbonici.
Producția de energie prin chemoheterotrofe. Ca sursă de energie, pot utiliza o gamă largă de substanțe organice ing majoritatea carbohidraților și alcooli (monohidroxilici - alcool etilic, trihidric - glicerol, sorbitol spirty- hexa, manitol, etc.), aminoacizi, purine, pirimidine, grăsimi, organice Acid și altele. Majoritatea hemogeterotrofov primesc energie și sintetiza substanțe sk-s carbon care fac parte din celulele lor din același compus organic.
În chemoheterotrofele există patru moduri de obținere a energiei: respirația aerobă, oxidarea incompletă, fermentația și respirația anaerobă. La baza tuturor acestor metode de obținere a energiei, care diferă de acceptorii finali ai hidrogenului (electronii), există procese de oxidare biologică a substanțelor organice. Gradul de oxidare a substanțelor organice determină cantitatea de energie primită de celulă și acumulată în legăturile macroergice ale ATP, precum și cantitatea de energie liberă eliberată (termică sau alta). Oxidarea, așa cum este indicat mai sus, poate fi completă și incompletă.
În condiții aerobe, în prezența oxigenului molecular, se poate produce oxidarea completă a substanțelor organice (respirația aerobă) și incompletă.
În condiții anaerobe (în absența oxigenului molecular) apare o oxidare incompletă (fermentație), iar atunci când se oxidează substanțe organice cu oxigen legat, are loc o oxidare completă.
• Respirație aerobă. Donatoarele de hidrogen în timpul respirației sunt substanțe organice, care sunt oxidate în același timp, iar oxigenul molecular este acceptorul final al hidrogenului. Ca urmare a respirației, există o oxidare completă a substanțelor organice la compușii minerali - dioxid de carbon și apă și se eliberează o cantitate mare de energie termică:
Această cantitate de energie corespunde cu întreaga rezervă de energie liberă conținută în moleculă de glucoză de 1 gram. În acest fel, multe bacterii aerobe și unele drojdii sunt folosite pentru a produce drojdie de coacere și furaje.
Cu respirația aerobă, aproximativ 50% din energie este pierdută ca căldură. Acest lucru explică fenomenul termogenezei - (. Hay, siloz de porumb, gunoi de grajd, turba, etc.) auto-încălzirea acumulări mari în vrac, bine aerat masă vegetală, ceea ce conduce uneori la fân spontane, turba, etc ...
Oxidarea incompletă a substanțelor organice.
În condiții aerobe oxidarea substanțelor organice nu pot merge până la 0 H2 și C02, și înainte de formarea produselor oxidate și intermediari H2 0. donor de hidrogen ca în respirație .aerobnom servi substanță organică și un atom de oxigen-acceptor molecular. În același timp, energia este eliberată mult mai puțin. Această metodă de obținere a energiei INDICA-numita oxidare incompletă, de exemplu, oxidarea etanolului la acid acetic, bacterii de acid acetic:
Alcoolul molecula incheiat mult mai multă energie (1369 kJ), dar, deoarece oxidarea în acest caz a fost incompletă, atunci energia aloca mai puține (487 kJ), iar energia liberă rămasă conținută în molecula de alcool, restul-las un produs de oxidare incompletă - Acid acetic. Oxidarea incompletă a carbohidraților la multe ciuperci miceliene, ciupercile le oxidează prin formarea de acizi de lămâie, gluconic, oxalic și alți organici.
Fermentarea. Procesul de fermentare este o oxidare incompletă a substanțelor organice în condiții anaerobe. Donatorii de hidrogen în timpul fermentării sunt substanțe organice, acceptorii de hidrogen în timpul fermentației sunt, de asemenea, substanțe organice. Acestea sunt produse de fermentare intermediare, care sunt apoi restaurate. Când energia este fermentată, se eliberează mult mai puțin decât atunci când 1 gram de glucoză este oxidat în condiții aerobe, de exemplu, cu fermentație alcoolică provocată de drojdie, doar 118 kJ:
Alte tipuri de fermentație (lactic, butiric, și așa mai departe. D.) De asemenea, apar cu eliberarea de energie glucoza incompletă, ca o parte din energia liberă devine produsele de fermentație de restaurare a imaginii care se acumulează mediu w.
Respirația anaerobă. Un număr mic de bacterii (denitrificare, desulfatiruyuschie) oxidat anaerob materie organica - donori de hidrogen care utilizează oxigen molecular, și folosind oxigen legat în moleculă, nitrați și sulfați. Aceste substanțe anorganice sunt bogate în oxigen, sunt acceptori ai hidrogenului.
Respirația anaerobă este de două tipuri: nitrat și sulfat. Oxidarea compușilor organici cu oxigen de nitrați se numește respirație nitratată:
Glucoza de potasiu nitrat
Oxidarea substanțelor organice prin oxigenul sulfat se numește respirație cu sulfat:
Sulfat de potasiu de glucoză
Procesele de respirație anaerobă sunt însoțite de o eliberare semnificativă de energie.
Trimiteți-le prietenilor: