Лекции.Орг
Лекции.Орг
 

Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

Энергетика брожения и дыхания



Дыхание аэробное и анаэробное в клетках продуцентов

 

Дыханием называется сопровождающийся выделением энергии процесс, в котором органические или восстановленные неорганические соединения окисляются в результате взаимодействия с неорганическими веществами. Если окислителем является кислород, то дыхание называют аэробным, а если не кислород – анаэробным. Облигатные (строгие) анаэробы вообще не используют кислород, облигатным аэробам кислород необходим, третью группу микроорганизмов называют факультативными – могут расти как в присутствии кислорода, так и в отсутствии его.

 

Таблица 1 – Восстановители и окислители в процессах дыхания бактерий

 

Восстановитель Окислитель Продукты реакции Организмы
Н2 О2 Н2О Водородные бактерии
Н2 SO42- Н2О + S2 Сульфитредуцирующие бактерии Desulfovibrio
Органические вещества О2 СО2 + Н2О Многие бактерии, все растения и животные
NH3 О2 NO2- + Н2О Нитрифицирующие бактерии
NO2- О2 NO3- + Н2О Нитрифицирующие бактерии
Органические вещества NO3- N2 + CO2 Денитрифицирующие бактерии
Fe2+ О2 Fe3+ Железобактерии Ferrobacillus
S2- О2 SO42- + Н2О Серные бактерии Thiobacillus

 

Процесс бескислородного дыхания у бактерий называют также брожением.

 

  1. Цикл трикарбоновых кислот во взаимосвязи с дыхательной цепью в клетках продуцентов.

Аэробные клетки получают большую часть энергии за счет дыхания, при котором электроны переносятся от органических молекул (играющих роль клеточного «топлива») на молекулярный кислород. Дыхание — процесс значительно более сложный, чем гликолиз. Очень удачно сказано, что дыха­ние относится к гликолизу, как современная реактивная турбина к одно­цилиндровому поршневому двигателю.

Энергетика брожения и дыхания

В процессе гликолиза высвобождается лишь очень незначительная часть той химической энергии, которая потенциально может быть извлечена из молекулы глюкозы. При полном окислении глюкозы, т. е. при ее окисле­нии до СО2 и Н2О, высвобождается значительно большее количество энер­гии. В этом легко убедиться, сравнив величины изменения стандартной сво­бодной энергии при анаэробном превращении глюкозы в лактат и при окис­лении ее до СОа и Н20:

Глюкоза 2 Лактат, ΔG0/ = - 47 ккал,

Глюкоза + 6О2 6 СО2 + 6Н2О, ΔG0/ = - 686 ккал.

 

При сбраживании глюкозы продукты брожения, которые в анаэробных усло­виях уже не могут быть использованы клеткой и потому выводятся из нее, все еще содержат значительную часть той энергии, которая была заключена в молекуле глюкозы. Поэтому для получения того же количества энергии клеткам, находящимся в анаэробных условиях, приходится расходовать гораздо больше глюкозы, чем тем же самым клеткам в условиях аэробиоза. Почему при дыхании выход энергии намного больше, чем при гликолизе? Прежде всего, это объясняется тем, что продукт гликолиза — молочная кис­лота — соединение, почти столь же сложное, как глюкоза, и его углерод-вые атомы имеют ту же степень окисления (соотношение между числом ато­мов углерода и водорода то же, что и в глюкозе), тогда как продукт дыха­ния — СО2 — значительно более простое соединение, у которого единствен­ный атом углерода полностью окислен. Вторая причина заключается в том, что количество энергии, которое может быть получено при переносе пары электронов от данной молекулы клеточного топлива к акцептору электронов, сильно варьирует в зависимости от природы акцептора. Когда акцептором электронов служит кислород, как это бывает при дыхании, коли­чество освобождающейся энергии оказывается намного большим, чем ]при гликолизе, при котором роль акцептора играет пируват.





Дата добавления: 2015-09-20; просмотров: 284 | Нарушение авторских прав


Похожая информация:

© 2015-2017 lektsii.org - Контакты

Ген: 0.006 с.