Unterschied zwischen aeroben und anaeroben Bakterien

Hauptunterschied - aerobe vs anaerobe Bakterien

Bakterien repräsentieren eine große Domäne prokaryotischer Organismen. Sie sind wenige Mikrometer lang und besitzen verschiedene Formen wie Kugeln, Stäbe und Spiralen. Bakterien leben in einer Vielzahl von Lebensräumen wie Böden, Wasser, sauren heißen Quellen, radioaktiven Abfällen, tiefen Teilen der Erdkruste und als Parasiten in oder an Tieren und Pflanzen. Sie sind für das Recycling von Nährstoffen von entscheidender Bedeutung, indem sie organische Materialien zersetzen und Stickstoff aus der Atmosphäre in Nährstoffkreisläufen fixieren. Bakterien weisen auch eine Vielzahl von Stoffwechseltypen auf. Aerobe und anaerobe Bakterien sind die zwei Gruppen von Bakterien, die nach der Art der Atmung klassifiziert werden. Das Hauptunterschied zwischen aeroben und anaeroben Bakterien ist das Anaerobe Bakterien verwenden molekularen Sauerstoff als letzten Elektronenakzeptor in der Elektronentransportkette, während anaerobe Bakterien andere Moleküle oder Verbindungen als endgültigen Elektronenakzeptor verwenden.

Wichtige Bereiche

1. Was sind aerobe Bakterien?
- Definition, Fakten, Mechanismus der Atmung
2. Was sind anaerobe Bakterien?
- Definition, Fakten, Mechanismus der Atmung
3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen aeroben und anaeroben Bakterien?
- Überblick über allgemeine Funktionen
4. Was ist der Unterschied zwischen aeroben und anaeroben Bakterien?
- Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Aerobe Bakterien, anaerobe Bakterien, Elektrotransportkette, letzter Elektronenakzeptor, molekularer Sauerstoff

Was sind aerobe Bakterien?

Aerobe Bakterien beziehen sich auf die Mikroorganismen, die in Gegenwart von Sauerstoff wachsen. Die vier Arten von Bakterien, die Sauerstoff verwenden können, sind obligatorische Aerobes, fakultative Anaerobier, Mikroaerophile und aerotolerante Anaerobier. Aerobes Pflicht Verwenden Sie Sauerstoff, um Zucker und Fette zu oxidieren, um Energie in einem Prozess zu erzeugen, der als Zellatmung bezeichnet wird. Wenn Sauerstoff verfügbar ist, fakultative Anaerobier benutze Sauerstoff zur Atmung. Mikroaerophile Sie benötigen Sauerstoff, um zu überleben, erfordern jedoch Umgebungen, in denen weniger Sauerstoff als in der Atmosphäre vorhanden ist. Aerotolerante Anaerobier benötigen keinen Sauerstoff, aber sie werden durch anaerobe Bakterien nicht geschädigt. Das Verhalten verschiedener Bakterienarten in einer Flüssigkultur ist in dargestellt Abbildung 1.

Abbildung 1: Verhalten verschiedener Bakterienarten in einer Flüssigkultur
1 - Obligate Aerobes, 2 - Obligate Anaerobes, 3 - Fakultative Bakterien, 4 - Mikroaerophile, 5 - Aerotolerante Bakterien

Aerobe Bakterien oxidieren Monosaccharide wie Glucose in Gegenwart von Sauerstoff durch Zellatmung. Die drei Schritte der aeroben Atmung sind Krebszyklus, Glykolyse und oxidative Phosphorylierung. Während der Glykolyse wird Glukose (C6) im Cytoplasma in zwei Pyruvatmoleküle (C3) zerlegt. In Gegenwart von Sauerstoff verbindet sich Pyruvat mit Oxaloacetat (C4), um Citrat (C6) zu bilden, wobei Acetyl-CoA während des Zitronensäurezyklus eliminiert wird. Der Zitronensäurezyklus ist die zweite Stufe der Zellatmung, die auch Krebszyklus genannt wird. Während des Krebszyklus wird Kohlendioxid als Abfall eliminiert, während NAD zu NADH reduziert wird. Durch den Krebs-Zyklus werden sechs NADH, zwei FADH2 und zwei ATPs pro Glucosemolekül hergestellt. Bei der oxidativen Phosphorylierung, der dritten Stufe der Zellatmung, in der die Elektronentransportkette zur Herstellung von 30 ATPs durch das Enzym ATP-Synthase eingesetzt wird, werden die oben genannten NADH und FADH verwendet₂ Moleküle. Die ausgewogene chemische Reaktion der Oxidation von Glukose ist unten gezeigt.

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ + 38 ADP + 38 Phosphat → 6 CO₂+ 6 h₂O + 38 ATP

Lactobacillus, Mycobacterium Tuberkulose, und Nocardia sind einige Beispiele für aerobe Bakterien.

Was sind anaerobe Bakterien?

Anaerobe Bakterien sind Mikroorganismen, die in Abwesenheit von Sauerstoff wachsen. Es werden die Bakterien bezeichnet, die Sauerstoff nicht vertragen können obligatorische Anaerobier. Fakultative Anaerobier kann ohne Sauerstoff wachsen. Sie sind jedoch in der Lage, Sauerstoff zu verwenden, wenn es im Medium zur Verfügung steht, um mehr Energie zu erzeugen als bei der üblichen anaeroben Atmung. Obwohl aerotolerante Bakterien Verwenden Sie keinen Sauerstoff, sie können in Gegenwart von Sauerstoff überleben. Anaerobe Bakterien spielen eine wichtige Rolle in Nährstoffkreisläufen wie dem Stickstoffkreislauf. Die anaeroben Bakterien im Stickstoffkreislauf und ihre Rolle sind in dargestellt Figur 2.

Abbildung 2: Stickstoffkreislauf

Einige der obligatorischen Anaeroben verwenden die Fermentation, während die anderen anaerobe Atmung verwenden. Aerotolerante Bakterien sind streng fermentativ, während fakultative Anaeroben entweder Fermentation, anaerobe Atmung oder aerobe Atmung verwenden.

Fermentation

Die zwei Arten der Fermentation sind Milchsäuregärung und Ethanolfermentation. Beide Methoden stehen bei der Glykolyse. Der zweite Schritt ist die Gärung. Die Elektronentransportkette wird bei der Fermentation nicht eingesetzt. Die chemischen Reaktionen für jede Art der Fermentation sind unten aufgeführt.

Milchsäure-Fermentation

C₆H₁₂O₆ + 2 ADP + 2 Phosphat → 2 Milchsäure + 2 ATP

Ethanol Fermentation

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

Anaerobe Atmung

Der letzte Elektronenakzeptor der anaeroben Atmung ist nicht der molekulare Sauerstoff wie bei der aeroben Atmung. Verschiedene Arten von Organismen verwenden verschiedene Arten von Elektronenendakzeptoren. Dies können Ionen wie Schwefel, Eisen (III), Mangan (IV), Cobalt (III) und Uran (VI) und Verbindungen wie Fumarat, Sulfat, Nitrat oder Kohlendioxid sein. Methanogene Bakterien sind eine solche Art von Organismen, die Kohlendioxid als letzten Elektronenakzeptor in Abwesenheit von Sauerstoff verwenden. Sie produzieren Methangas als Nebenprodukt. Bacteroides, Clostridium, und E coli sind einige Beispiele für anaerobe Bakterien.

Ähnlichkeiten zwischen aeroben und anaeroben Bakterien

Sowohl aerobe als auch anaerobe Bakterien sind Prokaryoten.
Sowohl aerobe als auch anaerobe Bakterien durchlaufen die drei Schritte der Zellatmung. Glykolyse, Krebszyklus und Elektronentransportkette.
Alle Schritte der zellulären Atmung in aeroben und anaeroben Bakterien finden im Zytosol statt.
Fakultative Bakterien können sowohl als aerobe als auch als anaerobe Bakterien leben.

Unterschied zwischen aeroben und anaeroben Bakterien

Definition

Aerobe Bakterien: Aerobe Bakterien beziehen sich auf die Mikroorganismen, die in Gegenwart von Sauerstoff wachsen.

Anaerobe Bakterien: Anaerobe Bakterien beziehen sich auf die Mikroorganismen, die in Abwesenheit von Sauerstoff wachsen.

Bedeutung

Aerobe Bakterien: Der letzte Elektronenakzeptor der aeroben Bakterien ist molekularer Sauerstoff.

Anaerobe Bakterien: Der endgültige Elektronenakzeptor der anaeroben Bakterien kann Eisen, Schwefel, Nitrat, Fumarat oder Kohlendioxid sein.

Fähigkeit, Sauerstoff zu entgiften

Aerobe Bakterien: Aerobe Bakterien besitzen Enzyme, um Sauerstoff durch Katalase oder Superoxid zu entgiften.

Anaerobe Bakterien: Anaerobe Bakterien besitzen keine Enzyme, um Sauerstoff zu entgiften.

Anwesenheit von Sauerstoff

Aerobe Bakterien: Aerobe Bakterien können nur in Gegenwart von Sauerstoff überleben.

Anaerobe Bakterien: Anaerobe Bakterien können in Gegenwart von Sauerstoff nicht überleben.

Final Electron Acceptor

Aerobe Bakterien: Wasser wird aus dem molekularen Sauerstoff von aeroben Bakterien produziert.

Anaerobe Bakterien: Nitrat-, Methan-, Sulfid- und Acetat-ähnliche Substanzen werden von anaeroben Bakterien produziert.

Lebensraum

Aerobe Bakterien: Aerobe Bakterien leben im Boden, im Wasser und auf verschiedenen Oberflächen.

Anaerobe Bakterien: Anaerobe Bakterien leben in sauerstoffarmen Bereichen wie dem Verdauungssystem (Magen bis zum Rektum) von Tieren.

Effizienz der Energieerzeugung

Aerobe Bakterien: Aerobe Bakterien produzieren mehr Energie.

Anaerobe Bakterien: Anaerobe Bakterien produzieren weniger Energie.

In einem flüssigen Medium

Aerobe Bakterien: Aerobe Bakterien gelangen in flüssigem Medium an die Oberfläche des Mediums.

Anaerobe Bakterien: Anaerobe Bakterien setzen sich am Boden des Mediums ab.

Beispiele

Aerobe Bakterien: Lactobacillus, Mycobacterium Tuberkulose, und Nocardia sind einige Beispiele für aerobe Bakterien.

Anaerobe Bakterien: Bacteroides, Clostridium, und E coli sind einige Beispiele für anaerobe Bakterien.

Fazit

Aerobe und anaerobe Bakterien sind zwei Arten von Bakterien, die sich im endgültigen Elektronenakzeptor der Elektronentransportkette unterscheiden. Aerobe Bakterien verwenden molekularen Sauerstoff als endgültigen Elektronenakzeptor, während anaerobe Bakterien andere Substanzen als endgültigen Elektronenakzeptor verwenden. Der Hauptunterschied zwischen aeroben und anaeroben Bakterien ist die Art des endgültigen Elektronenakzeptors während der Zellatmung.

Referenz:

1. Haddock, B A und C W Jones. "Bakterienatmung." Bakteriologische Bewertungen, US National Library of Medicine, März 1977, hier erhältlich.

Bildhöflichkeit:

1. "Anaerobic" von Pixie - Eigene Arbeit (Public Domain) über Commons Wikimedia
2. "Stickstoffkreislauf" Von Cicle_del_nitrogen_de.svg: * Cicle_del_nitrogen_ca.svg: Johann Dréo (Benutzer: Nojhan), Übersetzung von Joanjoc d'après Bild: Zyklus azote fr.svg.derivative Arbeit: Burkhard (talk) Nitrogen_Cycle.jpg: Environmental Protection Agencyderivative Arbeit: Raeky (Diskussion) - Cicle_del_nitrogen_de.svgNitrogen_Cycle.jpg (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia

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