28. Клеточное дыхание. Его роль и основное уравнение.

Клеточное (тканевое, внутреннее) дыхание - совокупность внутриклеточных биохимических процессов, при которых молекулярный кислород используется для окисления органических веществ - субстратов дыхания. При этом освобождается большое количество свободной энергии, образуется вода и углекислый газ.

Суммарное уравнение процесса дыхания:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + энергия

Образование и накопление энергии, доступной клетке, происходит в процессе клеточного дыхания. Для осуществления клеточного дыхания большинству организмов необходим кислород — в этом случае говорят об аэробном дыхании или аэробном высвобождении энергии. Однако некоторые организмы могут получать энергию из пищи без использования свободного атмосферного кислорода, т. е. в процессе так называемого анаэробного дыхания (анаэробного высвобождения энергии). Таким образом, исходными веществами для дыхания служат богатые энергией органические молекулы, на образование которых в свое время была затрачена энергия. Основным веществом, используемым клетками для получения энергии, является глюкоза.

29. Брожение. Его роль в экосистемах.

Брожение — это анаэробный (происходящий без участия кислорода) метаболический распад молекул питательных веществ, например глюкозы. По выражению Луи Пастера, «брожение — это жизнь без кислорода». Большинство типов брожения осуществляют микроорганизмы — облигатные или факультативные анаэробы.

Брожение не высвобождает всю имеющуюся в молекуле энергию, поэтому промежуточные продукты брожения могут использоваться в ходе клеточного дыхания.

Термин брожение также используется в более широком смысле, для обозначения бурного роста микроорганизмов в соответствующей среде. При использовании в этом смысле не делается различия между аэробным и анаэробным метаболизмом.

Брожение, процесс анаэробного расщепления органических веществ, преимущественно углеводов, происходящий под влиянием микроорганизмов или выделенных из них ферментов. В ходе Б. в результате сопряженных окислительно-восстановительных реакций освобождается энергия, необходимая для жизнедеятельности микроорганизмов, и образуются химические соединения, которые микроорганизмы используют для биосинтеза аминокислот, белков, органических кислот, жиров и др. компонентов тела. Одновременно накапливаются конечные продукты Б. В зависимости от их характера различают брожение спиртовое, молочнокислое, маслянокислое, пропионовокислое, ацетоно-бутиловое, ацетоно-этиловое и др. виды. Характер Б., его интенсивность, количественные соотношения конечных продуктов, а также направление Б. зависят от особенностей его возбудителя и условий, при которых Б. протекает (pH, аэрация, субстрат и др.).

30. Аэробные и анаэробные организмы.

Аэро́бы (от греч. αηρ — воздух и βιοζ — жизнь) — организмы, которые нуждаются в свободном молекулярном кислороде для процессов синтеза энергии, в отличие от анаэробов. К аэробам относятся: подавляющее большинство животных, все растения, а также значительная часть микроорганизмов.

Аэробы, аэробные организмы (от аэро... и греч. bios - жизнь), организмы, обладающие аэробным типом дыхания, т. е. способные жить и развиваться только при наличии свободного кислорода. К Аэробы относятся почти все животные и растения, а также многие микроорганизмы, которые используют для жизнедеятельности энергию, освобождающуюся при реакциях окисления, протекающих с поглощением свободного кислорода (т. е. обладающие окислительным типом метаболизма). Облигатные (безусловные) Аэробы, аэрофилы (от греч. phileo - люблю), получают энергию только от реакции окисления (например, уксуснокислые и нитрифицирующие бактерии). Факультативные Аэробы (условные Аэробы; они же условные анаэробы) используют энергию брожения, а потому могут жить и при больших, и при ничтожных количествах кислорода (например, дрожжи, денитрифицирующие бактерии). Каждому виду бактерий Аэробы свойственны определённые, характерные для него максимальная, минимальная и оптимальная концентрации кислорода.

Анаэробы — организмы, получающие энергию при отсутствии доступа кислорода путем субстратного фосфорилирования, конечные продукты неполного окисления субстрата при этом могут быть окислены с получением большего количества энергии в виде АТФ в присутствии конечного акцептора протонов организмами, осуществляющими окислительное фосфорилирование.

Анаэробы — обширная группа организмов, как микро-, так и макроуровня:

анаэробные микроорганизмы — обширная группа прокариотов и некоторые простейшие.

макроорганизмы — грибы, водоросли, растения и некоторые животные (класс фораминиферы, большинство гельминтов (класс сосальщики, ленточные черви, круглые черви (например, аскарида)).

Помимо этого анаэробное окисление глюкозы играет важную роль в работе поперечно-полосатой мускулатуры животных и человека (особенно в состоянии тканевой гипоксии)

Согласно устоявшейся в микробиологии классификации, различают:Факультативные анаэробы. Капнеистические анаэробы и микроаэрофилы. Аэротолерантные анаэробы. Умеренно-строгие анаэробы. Облигатные анаэробы.