Занятие 4. Бактериологический метод. Физиология бактерий. Понятие об анаэробиозе.
Наумов Г.Н.
доцент кафедры микробиологии КубГМУ
Типы дыхания живых организмов
Доцент Наумов Г.Н., КубГМУ
Доцент Наумов Г.Н., КубГМУ
3 ТИПА ДЫХАНИЯ (в зависимости от конечного акцептора)
1. Кислородное дыхание – окисление
кислородом воздуха осуществляется при участии молекулярного кислорода с высвобождением
большого количества энергии (АТФ, АДФ, АМФ)
– 38 мол. АТФ на 1 моль глюкозы.
Конечным акцептором электронов является кислород. Перенос электронов на О2 осуществ-
ляется с помощью системы цитохромов а, в, с
и цитохромоксидазы.
Доцент Наумов Г.Н., КубГМУ
3 ТИПА ДЫХАНИЯ (в зависимости от конечного
акцептора)
2. Анаэробное дыхание –
осуществляется без кислорода воздуха при участии других химических соединений (Fe, S, N и др.). Перенос электронов осуществляется на эти соединения как на акцепторы.
Выход энергии значительно ниже - 2 мол. АТФ на 1 моль глюкозы.
Доцент Наумов Г.Н., КубГМУ
При анаэробном дыхании
происходит перенос высокоэнергетической фосфатной группы от молекулы-донора на АДФ с образованием АТФ.
Субстратное фосфорилирование
S-Ф + АДФ= S + АТФ
Доцент Наумов Г.Н., КубГМУ
Токсическое действие О2 на анаэробов
Эффект Пастера – угнетаются анаэробные энергодающие процессы в присутствии О2.
Отсутствуют антиоксидантные ферменты (каталаза,
супероксиддисмутаза - СОД).
Отсутствует регуляция редокс-потенциала – rH,
что приводит к его повышению и гибели клетки.
Доцент Наумов Г.Н., КубГМУ
3 ТИПА ДЫХАНИЯ (в зависимости от конечного акцептора)
3. Брожение - совокупность окислительновосстановительных процессов расщепления
органических веществ в анаэробных условиях.
Конечный акцептор электрона – органические вещества.
В зависимости от преобладающих продуктов различают: спиртовое, уксуснокислое, молочнокислое, пропионовокислое, маслянокислое, метановое и т.д.
При брожении образуются продукты, используемые для синтетических процессов в клетке и СО2.
Доцент Наумов Г.Н., КубГМУ
История открытия анаэробного дыхания
А.Л. Лавуазье (1783-1783 гг.) заложил научные основы учения о роли кислорода в дыхании. Он считал, что дыхание имеет сходство с горением. Каким образом может протекать горение при обычной температуре да еще в водной среде?
Основателем учения о дыхании считают Н.Т. Соссюра, который в 1797-1804 гг. впервые используя количественный анализ, установил, что в темноте растения поглощают столько же О2, сколько выделяют СО2, при этом выделяется и Н2О.
Существенный вклад в изучения сути окислительных процессов и химизма дыхания внесли такие отечественные ученые, как О. Варбург, В.А. Энгельгардт, И.П. Бородин, С.П. Костычев и зарубежные - Г. Виланд, Г. Кребс и др.
Однако, Л. Пастер (1860) первым показал, что брожение есть проявление жизнедеятельности дрожжей, необходи-
мое для их существования в бескислородной среде (т.е. анаэробный процесс).
Он установил, что и у растений в отсутствие О2, кроме СО2, образуется этанол, т.е. у растений также может проходить брожение. Позднее было показано, что этот тип дыхания связан с участием дегидрирующих ферментов, а также коферментов, переносчиков фосфатных групп.
Доцент Наумов Г.Н., КубГМУ
Около 80 лет назад С.Н. Виноградский выделил из почвы
анаэробную бактерию
Clostridium pasteurianum,
фиксирующую газообразный азот.
Доцент Наумов Г.Н., КубГМУ