17. Сравнение аэробного и анаэробного дыхания.

18. Аэробное дыхание у микроорганизмов.

Аэробное дыхание у микроорганизмов – это процесс, при котором последним акцептором водорода является молекулярный кислород В результате окисления, главным образом сложных органических соединений, образуется энергия, которая выделяется в среду или накапливается в макроэргических фосфатных связях АТФ. Различают полное и неполное окисление.

Полное окисление : при расщеплении углеводов получается важный промежуточный продукт – пировиноградная кислота (пируват). Полное окисление ПВК происходит в цикле трикарбоновых кислот (цикл Кребса) и дыхательной цепи. В результате расщепления глюкозы в аэробных условиях процесс окисления идет до конца – до образования углерода диоксида и воды с освобождением большого количества энергии (2874,3 кДж). Она соответствует запасу потенциальной энергии гексозы, то есть тому ее количеству, которое было аккумулировано в молекуле сахара при фотосинтезе его из углерода диоксида и воды в зеленых растениях. Передача электронов водорода на кислород осуществляется через дыхательную цепь – это система дыхательных ферментов, которые находятся в мембранах.

Неполное окисление : при избытке углеводов в среде образуются продукты неполного окисления, в которых заключена энергия. Конечными продуктами неполного аэробного окисления сахара могут быть органические кислоты : лимонная, яблочная, щавелевая, янтарная и др, они образуются плесневыми грибами. Так же осуществляется аэробное дыхание уксуснокислыми бактериями, у которых при окислении этилового спирта образуется не углерода диоксид и вода, а уксусная кислота и вода (494,4 кДж). Окисление этилового спирта уксуснокислыми бактериями может идти и дальше – до появления углерода диоксида и воды, при этом освобождается большое количество энергии( 1366 кДж).

19. Анаэробное дыхание у микроорганизмов.

Анаэробное дыхание осуществляется без участия молекулярного кислорода. Различают собственно анаэробное дыхание (нитратное, сульфатное ) и брожение. При анаэробном дыхании акцептором водорода являются окисленные неорганические соединения, которые легко отдают кислород и превращаются в более восстановленные формы. Так проходят денитрификация и десульфофикация.

Нитратное дыхание – восстановление нитратов до молекулярного азота (1760 кДж).

Сульфатное дыхание – восстановление сульфатов до сероводорода, сопровождающееся выделением такого же количества энергии (1760 кДж).

Брожение – расщепление органических углеродосодержащих соединений в анаэробных условиях. Оно характеризуется тем, что последним акцептором водорода служит молекула органического вещества с ненасыщенными связями. Вещество при этом разлагается только до промежуточных продуктов, представляющих собой сложные органические соединения (спирты, органические кислоты). Заключенная в них энергия не используется микробами, а образовавшаяся в небольших количествах выделяется в окружающую среду. Так, при брожении молекулы гексозы освобождается только 117,3 кДж, то есть примерно в 24,5 раза меньше, чем при аэробном окислении того же вещества.

Анаэробные микробы чаще сбраживают безазотистые соединения с образованием органических кислот и других продуктов.