Diferența dintre bacteriile aerobe și anaerobe

Diferența principală - bacterii aerobe vs. anaerobe

Bacteriile reprezintă un domeniu larg de organisme procariote. Ele sunt de câteva micrometre în lungime și posedă mai multe forme, cum ar fi sfere, tije și spirale. Bacteriile trăiesc într-o mare varietate de habitate, cum ar fi solul, apa, izvoarele calde, reziduurile radioactive, porțiunile profunde ale crustei pământului și paraziți în sau pe animale și plante. Ele sunt vitale în reciclarea substanțelor nutritive prin descompunerea materialelor organice și fixarea azotului din atmosferă în ciclurile de nutrienți. Bacteriile prezintă o varietate de tipuri metabolice. Bacteriile aerobe și anaerobe sunt cele două grupuri de bacterii clasificate pe baza tipului de respirație. principala diferență între bacterii aerobe și anaerobe este asta bacteriile anaerobe utilizează oxigenul molecular ca acceptor de electroni final în lanțul de transport al electronilor, în timp ce bacteriile anaerobe utilizează alte molecule sau compuși ca acceptor de electroni finali.

Domenii cheie acoperite

1. Ce sunt bacteriile aerobe?
- Definiție, fapte, mecanism de respirație
2. Ce sunt bacteriile anaerobe?
- Definiție, fapte, mecanism de respirație
3. Care sunt asemănările dintre bacteriile aerobe și anaerobe
- Schița caracteristicilor comune
4. Care este diferența dintre bacteriile aerobe și anaerobe
- Compararea diferențelor cheie

Termeni cheie: Bacterii aerobe, bacterii anaerobe, lanț de transport electro, acceptor fin de electroni, oxigen molecular

Ce sunt bacteriile aerobe?

Bacteriile aerobe se referă la microorganismele care cresc în prezența oxigenului. Cele patru tipuri de bacterii care pot folosi oxigenul sunt aerobii obligatorii, anaerobe facultative, microaerofile și anaerobe aerotolerant. Aerobi obligați utilizați oxigen pentru a oxida zaharurile și grăsimile pentru a genera energie într-un proces numit respirație celulară. Dacă este disponibil oxigenul, facultative anaerobe utilizați oxigen pentru respirație. Microaerophils necesită oxigen pentru a supraviețui, dar necesită medii care conțin niveluri mai scăzute de oxigen decât sunt prezente în atmosferă. Anaerobe aerotolerante nu necesită oxigen, dar nu sunt afectate de oxigen ca bacterii anaerobe. Comportamentul diverselor tipuri de bacterii într - o cultură lichidă este prezentat în figura 1.

Figura 1: Comportamentul diferitelor tipuri de bacterii într-o cultură lichidă
1 - Aerobi obligatorii, 2 - Anaerobi obligatorii, 3 - Bacterii facultative, 4 - Microaerofile, 5 - Bacterii aerotolerant

Bacteriile aerobice oxidează monozaharide, cum ar fi glucoza, în prezența oxigenului prin respirația celulară. Cei trei etape ale respirației aerobe sunt ciclul Krebs, glicoliza și fosforilarea oxidativă. În timpul glicolizei, glucoza (C6) este divizată în două molecule de piruvat (C3) în citoplasmă. În prezența oxigenului, piruvatul se combină cu oxaloacetat (C4) pentru a forma citrat (C6), eliminând acetil-CoA în timpul ciclului acidului citric. Ciclul acidului citric este a doua etapă a respirației celulare, numită și ciclul Krebs. În timpul ciclului Krebs, dioxidul de carbon este eliminat ca deșeu, reducând în același timp NAD în NADH. Șase NADH, două FADH2 și două ATP pe o moleculă de glucoză sunt produse prin ciclul Krebs. Fosforilarea oxidativă, care este a treia etapă a respirației celulare în care lanțul de transport de electroni este utilizat pentru a produce 30 de ATPs de către enzima ATP sintază, utilizează NADH și FADH menționate mai sus₂ molecule. Reacția chimică echilibrată a oxidării glucozei este prezentată mai jos.

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ + 38 ADP + 38 fosfat → 6 CO₂+ 6 H₂O + 38 ATP

Lactobacillus, Mycobacterium tuberculoză, și Nocardia sunt câteva dintre exemplele de bacterii aerobe.

Ce sunt bacteriile anaerobe?

Bacteriile anaerobe sunt microorganisme care cresc în absența oxigenului. Sunt numite bacteriile care sunt incapabile să tolereze oxigenul obligați anaerobii. Facultăți anaerobe poate să crească fără oxigen. Dar ele sunt capabile să folosească oxigenul, dacă sunt disponibile în mediu pentru a genera mai multă energie decât în respirația anaerobă obișnuită. Deşi bacteriile aerotolerant nu folosesc oxigen, pot supraviețui în prezența oxigenului. Bacteriile anaerobe joacă un rol major în ciclurile de nutrienți, cum ar fi ciclul de azot. Bacteriile anaerobe din ciclul azotului și rolul lor sunt prezentate în figura 2.

Figura 2: Ciclul azotului

Unii dintre anaerobii obligați utilizează fermentația, în timp ce ceilalți folosesc respirația anaerobă. Bacteriile aerotolerant sunt strict fermentative, în timp ce anaerobii facultativi utilizează fie fermentarea, respirația anaerobă, fie respirația aerobă.

Fermentaţie

Cele două tipuri de fermentație sunt fermentația cu acid lactic și fermentația cu etanol. Ambele metode se statistici cu glicoliza. A doua etapă este fermentația. Lanțul de transport al electronilor nu este utilizat în fermentație. Reacțiile chimice pentru fiecare tip de fermentație sunt prezentate mai jos.

Fermentarea cu acid lactic

C₆H₁₂O₆ + 2 ADP + 2 fosfat → 2 acid lactic + 2 ATP

Fermentarea etanolului

C₆H₁₂O₆ + 2 fosfat ADP + 2 → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂↑ + 2 ATP

Respirația anaerobă

Acceptorul final de electroni al respirației anaerobe nu este oxigenul molecular ca în respirația aerobă. Diferitele tipuri de organisme folosesc diferite tipuri de acceptori de electroni finali. Acestea pot fi ioni precum sulf, feric, mangan (IV), cobalt (III) și uraniu (VI) și compuși cum ar fi fumarat, sulfat, nitrat sau dioxid de carbon. Bacteriile metanogene sunt un astfel de tip de organisme care utilizează dioxidul de carbon drept acceptor de electroni finali în absența oxigenului. Ei produc gaz metan drept produs secundar. Bacteroides, Clostridium, și E coli sunt câteva dintre exemplele de bacterii anaerobe.

Asemănări între bacterii aerobe și anaerobe

Atât bacteriile aerobe cât și cele anaerobe sunt procariote.
Atât bacteriile aerobe cât și cele anaerobe suferă cele trei etape ale respirației celulare; glicoliza, ciclul Krebs și lanțul de transport al electronilor.
Toate etapele de respirație celulară în ambele bacterii aerobe și anaerobe apar în citozol.
Bacteriile facultative pot trăi atât ca bacterii aerobe, cât și ca bacterii anaerobe.

Diferența dintre bacteriile aerobe și anaerobe

Definiție

Aerobic bacterii: Bacteriile aerobe se referă la microorganismele care cresc în prezența oxigenului.

Bacteriile anaerobe: Bacteriile anaerobe se referă la microorganismele care cresc în absența oxigenului.

Semnificaţie

Aerobic bacterii: Acceptorul final de electroni al bacteriilor aerobe este oxigenul molecular.

Bacteriile anaerobe: Acceptorul final de electroni al bacteriilor anaerobe poate fi feric, sulf, nitrat, fumarat sau dioxid de carbon.

Abilitatea de a detoxifia oxigenul

Aerobic bacterii: Bacteriile aerobe posedă enzime pentru a detoxifia oxigenul prin catalază sau superoxid.

Bacteriile anaerobe: Bacteriile anaerobe nu posedă enzime pentru detoxificarea oxigenului.

Prezența oxigenului

Aerobic bacterii: Bacteriile aerobe pot supraviețui numai în prezența oxigenului.

Bacteriile anaerobe: Bacteriile anaerobe nu pot supraviețui în prezența oxigenului.

Receptor de electroni finali

Aerobic bacterii: Apa este produsă din oxigen molecular prin bacterii aerobe.

Bacteriile anaerobe: Nitrați, metan, sulfuri și substanțe asemănătoare acetatului sunt produse de bacterii anaerobe.

habitat

Aerobic bacterii: Bacteriile aerobice trăiesc în sol, în apă și pe diferite suprafețe.

Bacteriile anaerobe: Bacteriile anaerobe trăiesc în zone cu deficit de oxigen, cum ar fi sistemul digestiv (stomacul până la rect) al animalelor.

Eficiența producției de energie

Aerobic bacterii: Bacteriile aerobe produc mai multă energie.

Bacteriile anaerobe: Bacteriile anaerobe produc mai puțină energie.

Într-un mediu lichid

Aerobic bacterii: Bacteriile aerobe vin pe suprafața mediului într-un mediu lichid.

Bacteriile anaerobe: Bacteriile anaerobe se stabilesc în partea de jos a mediului.

Exemple

Aerobic bacterii: Lactobacillus, Mycobacterium tuberculoză, și Nocardia sunt câteva dintre exemplele de bacterii aerobe.

Bacteriile anaerobe: Bacteroides, Clostridium, și E coli sunt câteva dintre exemplele de bacterii anaerobe.

Concluzie

Bacteriile aerobe și anaerobe sunt două tipuri de bacterii care diferă în acceptorul de electroni final al lanțului de transport al electronilor. Bacteriile aerobe folosesc oxigenul molecular ca acceptor de electroni final, în timp ce bacteriile anaerobe utilizează alte substanțe ca acceptor de electroni finali. Principala diferență între bacteriile aerobe și anaerobe este tipul de acceptor de electroni final în timpul respirației celulare.

Referinţă:

1. Egipan, B A și C W Jones. "Respirația bacteriană". Recenzii bacteriologice, Biblioteca Națională de Medicină din S.U.A., Mar. 1977, disponibil aici.

Datorită fotografiei:

1. "Anaerob" de Pixie - Lucrare proprie (Domeniul Public) prin Wikimedia Commons
2. Ciclul de azot: Cicle_del_nitrogen_de.svg: Johann Dréo (Utilizator: Nojhan), traduction de Joanjoc d'après Agenția de protecțiedrivativă: Raeky (vorbesc) - Cicle_del_nitrogen_de.svgNitrogen_Cycle.jpg (CC BY-SA 3.0) prin Wikimedia Commons

Ştiinţă