Məlumat

Prokayotik hüceyrələrin istifadə etdiyi hüceyrə tənəffüsünün adı nədir?

Prokayotik hüceyrələrin istifadə etdiyi hüceyrə tənəffüsünün adı nədir?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Eukaryotik hüceyrələr anaerob və ya aerob tənəffüsdən istifadə edərək mitoxondriyadan istifadə edirlər. Prokayotik hüceyrələrdə mitoxondriya yoxdur, lakin bakteriyadır. Mitoxondriya bakteriyalardan yaranıb və eyni şəkildə istifadə edilə bilər. Bakteriyalar, Mitoxondriya ilə eyni şəkildə ATP istehsal edirlər.

Beləliklə, bu cür hüceyrə tənəffüsü nə adlanır?


Prokayotik hüceyrələr anaerob tənəffüsdən istifadə edirlər.

Glikoliz hüceyrə tənəffüsünün mitoxondriyada baş verməyən yeganə mərhələsidir.

Qlikoliz prosesi oksigenə ehtiyac duymur və anaerob tənəffüsdən istifadə edir. Digər mərhələlər oksigen tələb edir və aerob tənəffüsdən istifadə edir.


Fotosintez zamanı qlükozada yığılan enerji ilə nə baş verir? Canlılar bu enerjidən necə istifadə edirlər? Cavab budur hüceyrə tənəffüsü. Bu proses etmək üçün qlükoza enerjisini buraxır ATP (adenozin trifosfat), hüceyrələrin bütün işini təmin edən molekul.

Hüceyrə tənəffüsünə girişə http://www.youtube.com/watch?v=2f7YwCtHcgk (14:19) saytında baxmaq olar.

Hüceyrə tənəffüsünün mərhələləri

Hüceyrə tənəffüsü bir çox kimyəvi reaksiyaları əhatə edir. Reaksiyaları bu tənlikdə ümumiləşdirmək olar:

Hüceyrə tənəffüsünün reaksiyalarını üç mərhələdə qruplaşdırmaq olar: qlikoliz (mərhələ 1), the Krebs dövrü, həmçinin deyilir limon turşusu dövrü (mərhələ 2) və elektron nəqli (mərhələ 3).Şəkil aşağıda bu üç mərhələnin icmalı verilmişdir, bunlar sonrakı konsepsiyalarda daha ətraflı müzakirə olunur. Qlikoliz hüceyrənin sitozolunda baş verir və oksigen tələb etmir, halbuki Krebs dövrü və elektron nəqli mitoxondriyada baş verir və oksigen tələb edir.

Hüceyrə tənəffüsü burada göstərilən mərhələlərdə baş verir. Proses altı karbon atomu olan qlükoza molekulu ilə başlayır. Bu karbon atomlarının hər biri ilə nə baş verir?

Mitoxondrinin quruluşu: Aerob tənəffüsün açarı

Mitoxondrinin quruluşu prosesin açarıdır aerobik (oksigen varlığında) hüceyrə tənəffüsü, xüsusilə Krebs dövrü və elektron nəqli. Bir mitoxondrinin diaqramı göstərilmişdir Şəkil aşağıda.

Mitoxondrinin strukturu daxili və xarici membranla müəyyən edilir. Bu quruluş aerob tənəffüsdə mühüm rol oynayır.

Gördüyünüz kimi Şəkil yuxarıda, bir mitoxondri daxili və xarici membrana malikdir. Daxili və xarici membran arasındakı boşluğa membranlararası boşluq deyilir. Daxili membranla əhatə olunan boşluğa matris deyilir. Hüceyrə tənəffüsünün ikinci mərhələsi, Krebs dövrü matrisdə baş verir. Üçüncü mərhələ, elektron daşınması daxili membranda baş verir.


Prokaryotlarda anaerob hüceyrə tənəffüsü

Bəzi prokaryotlar, o cümlədən bəzi bakteriyalar və arxeya növləri anaerob tənəffüsdən istifadə edirlər. Məsələn, metanogenlər adlanan Arxeya qrupu NADH-ni oksidləşdirmək üçün karbon qazını metana qədər azaldır. Bu mikroorqanizmlər torpaqda və inək və qoyun kimi gövşəyən heyvanların həzm sistemlərində olur. Eynilə, əksəriyyəti anaerob olan sulfat reduksiya edən bakteriyalar və arxeylər (Şəkil 8), NADH-dən NAD+-nı bərpa etmək üçün sulfatı hidrogen sulfidə qədər azaldın.

Şəkil 8 Bu sahil sularında görülən yaşıl rəng hidrogen sulfid püskürməsindən qaynaqlanır. Anaerob, sulfat azaldıcı bakteriyalar suda yosunları parçalayarkən hidrogen sulfid qazı buraxırlar. (Kredit: NASA şəkli nəzakətlə Jeff Schmaltz, NASA GSFC-də MODIS Torpaq Sürətli Müdaxilə Qrupu)

Digər fermentasiya üsulları bakteriyalarda baş verir. Bir çox prokaryotlar fakultativ anaerobdur. Bu o deməkdir ki, onlar oksigenin mövcudluğundan asılı olaraq aerob tənəffüs və fermentasiya arasında keçid edə bilərlər. Bəzi prokaryotlar, məsələn Clostridia bakteriyalar məcburi anaeroblardır. Məcburi anaeroblar molekulyar oksigen olmadıqda yaşayır və böyüyürlər. Oksigen bu mikroorqanizmlər üçün zəhərdir və məruz qaldıqda onları öldürür. Qeyd etmək lazımdır ki, laktik turşu fermentasiyasından başqa bütün fermentasiya formaları qaz əmələ gətirir. Müəyyən qaz növlərinin istehsalı, bakteriyaların laboratoriya identifikasiyasında rol oynayan xüsusi karbohidratların fermentasiya göstəricisi kimi istifadə olunur. Qlikolizdə altıncı addım üçün adekvat NAD+ tədarükünü təmin etmək üçün müxtəlif orqanizmlər tərəfindən fermentasiyanın müxtəlif üsullarından istifadə edilir. Bu yollar olmasaydı, bu addım baş verməz və qlükozanın parçalanmasından heç bir ATP yığılmazdı.


Hüceyrə tənəffüsünün üç əsas məhsulu hansılardır?

Hüceyrə tənəffüsü bu prosesdir oksigenqlükoza yaratmaq üçün istifadə olunur ATP, karbon qazı, və su. ATP, karbon qazı, və su hamısı bu prosesin məhsuludur, çünki onlar yaradılmışdır.

Bir də soruşa bilərsiniz, hüceyrə tənəffüsü üçün ümumi reaksiya nədir? The ümumi reaksiya bu şəkildə ifadə edilə bilər: Qlükoza + 2 NAD + + 2 Pi + 2 ADP &rarr 2 piruvat + 2 NADH + 2 ATP + 2 H + + 2 H2O + istilik. Qlükozadan başlayaraq, qlükoza 6-fosfat istehsal etmək üçün qlükoza bir fosfat bağışlamaq üçün 1 ATP istifadə olunur.

Həmçinin bilin, hüceyrə tənəffüsünün 3 mərhələsi hansılardır və onlar harada baş verir?

Hüceyrə tənəffüsü baş verir in üç mərhələ: qlikoliz, Krebs dövrü və elektron nəqli. Glikoliz anaerob bir prosesdir. Digər ikisi mərhələləri aerob proseslərdir. -nin məhsulları hüceyrə tənəffüsü fotosintez üçün lazımdır və əksinə.

Hüceyrə tənəffüsü üçün hansı xammal lazımdır?

oksigenqlükoza hüceyrə tənəffüsü üçün lazım olan iki əsas xammaldır.


Mitoxondrilərin sayı

Hüceyrə tənəffüsü üçün lazım olan fermentlər və digər komponentlər membranlarda lövbərlənmiş və mitoxondrial matrisdə sərbəst şəkildə tapılır.

Buna görə də, daha çox enerji tələb edən hüceyrələr, enerji tələbatı daha az olan hüceyrələrdən fərqli olaraq, çox sayda mitoxondriyaya malik olması ilə xarakterizə olunur.

Məsələn, qaraciyər hüceyrələrində orta hesabla 2500 mitoxondriya var, əzələ hüceyrəsi (çox metabolik aktiv) isə daha çox sayda ehtiva edir və bu hüceyrə tipinin mitoxondriləri daha böyükdür.

Bundan əlavə, bunlar enerji tələb olunan xüsusi bölgələrdə, məsələn, sperma flagellumunu əhatə edir.


Prokayotik hüceyrələrin istifadə etdiyi hüceyrə tənəffüsünün adı nədir? - Biologiya

Bu məzmuna baxmaq üçün J o VE-yə abunə olmaq lazımdır. Siz yalnız ilk 20 saniyəni görə biləcəksiniz.

JoVE video pleyeri HTML5 və Adobe Flash ilə uyğun gəlir. HTML5 və H.264 video kodekini dəstəkləməyən köhnə brauzerlər hələ də Flash əsaslı video pleyerdən istifadə edəcəklər. Flash-ın ən yeni versiyasını buradan endirməyi tövsiyə edirik, lakin biz bütün 10 və yuxarı versiyaları dəstəkləyirik.

Bu kömək etmirsə, lütfən, bizə bildirin.

Arxeya və bakteriyalar prokaryotlardır, kiçik birhüceyrəli orqanizmlərdir.

Bütün prokaryotik hüceyrələr peptidoqlikan divarı ilə örtülə bilən seçici keçirici plazma membranı ilə əhatə olunmuşdur. Amin turşularının və şəkərlərin polimerləri, əlavə qorunma səviyyəsi üçün, əsasən həm osmotik təzyiqi, həm də ümumi formanı qorumaq üçün. Bu zərfin xaricində başqa bir müdafiə təbəqəsi var. Hidrofilik kapsul, yapışmanı təşviq edən polisaxarid sərhədidir. İçəridə, genetik material da daxil olmaqla, bir neçə komponent sadəcə viscus sitoplazmasında dayandırılır.

Nüvə əvəzinə, DNT sərbəst üzən zülallarla qarşılıqlı əlaqədə ola biləcəyi nukleoid adlanan mərkəzi hissədə toplanmış tək, ikiqat zəncir kimi təşkil edilmişdir. Daha kiçik dairəvi parçalar, plazmidlər bu xromosom DNT-dən psixi olaraq ayrılır və antibiotiklərə qarşı müqavimət kimi sağ qalma üstünlüyü təmin edərək müstəqil şəkildə çoxalda bilirlər. Bu universal struktur oxşarlıqlardan əlavə, müxtəlif növlər unikal zülal və lipidlə əlaqəli orqanoidləri ehtiva edir.

Məsələn, siyanobakteriyalar çox aşağı intensivliklərdə işığı toplamaq üçün karbon fiksasiya edən karboksisomlar və fotosintetik tilakoidlər kimi mikro şöbələrə malikdirlər. Maqnit-taktik bakteriyalarda hərəkətlərini maqnit sahəsi xətləri boyunca istiqamətləndirən maqnitosomlar var. Digər rejimlərə spora əmələ gəlməsi və artıq qida maddələrinin saxlanması üçün daxilolmalar daxildir.

Hüceyrə bölgüsünün aşağı dərəcəsi ilə sadə olması ilə bağlı şöhrətlərinə baxmayaraq, prokaryotik hüceyrələr mürəkkəb mühitdə sağ qalmaq üçün təkamül keçirmişlər.

4.4: Prokaryotik hüceyrələr

Prokaryotlar Arxeya və Bakteriya sahələrində kiçik birhüceyrəli orqanizmlərdir. Bakteriyalara Salmonella və kimi bir çox ümumi orqanizm daxildir Escherichia coli, Arxeyaya isə vulkanik bulaqlar kimi sərt mühitlərdə yaşayan ekstremofillər daxildir.

Eukaryotik hüceyrələr kimi, bütün prokaryotik hüceyrələr də plazma membranı ilə əhatə olunmuşdur və genetik təlimatları ehtiva edən DNT-yə, hüceyrənin içini dolduran sitoplazmaya və zülalları sintez edən ribosomlara malikdir. Bununla birlikdə, eukaryotik hüceyrələrdən fərqli olaraq, prokaryotlarda nüvə və ya digər membranla əlaqəli hüceyrədaxili orqanoidlər yoxdur. Onların hüceyrə komponentləri ümumiyyətlə sitoplazmada sərbəst şəkildə üzürlər, baxmayaraq ki, onların DNT-si və adətən tək, dairəvi xromosomdan və nukleoid adlanan bölgədə toplanmış mdashilərdən ibarətdir.

Sitoplazmanın içərisində bir çox prokariotda plazmid adlanan kiçik dairəvi DNT parçaları var. Bunlar nukleoiddəki xromosom DNT-dən fərqlidir və antibiotiklərə qarşı müqavimət genləri kimi yalnız bir neçə genə və mdashlara malikdir. Plazmidlər özünü çoxaldır və prokaryotlar arasında ötürülə bilər.

Əksər prokaryotların plazma membranından kənarda yerləşən peptidoqlikandan ibarət hüceyrə divarı var, bu hüceyrəni fiziki olaraq qoruyur və müxtəlif mühitlərdə osmotik təzyiqi saxlamağa kömək edir. Bir çox prokariotların hüceyrə divarını örtən yapışqan kapsul təbəqəsi də var ki, bu da orqanizmlərin bir substrata və ya bir-birinə yapışmasına imkan verir və əlavə qoruma təmin edir.

Prokariotların membrana bağlı orqanoidləri olmasa da, bəzilərində siyanobakteriyalarda fotosintez kimi xüsusi funksiyaları yerinə yetirən plazma membranının qatlanması var. Buna görə də, prokaryotlar eukariotlarla müqayisədə sadə olsalar da, mürəkkəb funksiyaları yerinə yetirməyə kömək edən və müxtəlif mühitlərdə yaşamağa imkan verən bəzi unikal strukturlara malikdirlər.

Oikonomou, Catherine M. və Grant J. Jensen. &ldquoElektron Kriotomoqrafiyadan Prokaryotik Hüceyrə Biologiyasına Yeni Baxış.&rdquo Təbiət rəyləri. Mikrobiologiya 14, yox. 4 (Aprel 2016): 205&ndash20. [Mənbə]

Murat, Dorothee, Meghan Byrne və Arash Komeili. &ldquoProkaryotik Orqanoidlərin Hüceyrə Biologiyası.&rdquo Biologiyada Soyuq Bahar Limanı Perspektivləri 2, yox. 10 (oktyabr 2010). [Mənbə]


Prokaryotik hüceyrələrin quruluşu

The prokaryotik hüceyrələr struktur olaraq ən sadə və kiçikdir . Bütün hüceyrələr kimi, onlar da daxili qıvrımları olan plazma membranı ilə ayrılır ( invaginasiyalar ), bəziləri lamellər adlanır, və digəri deyilir mezozom və hüceyrə bölünməsi ilə əlaqədardır.

The prokaryotik hüceyrə membrandan kənarda hüceyrə divarı ilə əhatə olunmuşdur qorunmasını təmin edən.

İçəridə necədirlər? sitoplazma

Hüceyrənin daxili hissəsi adlanır sitoplazma . Mərkəzdə, adlanan daha sıx bir bölgə tapmaq mümkündür nukleoid , burada genetik material və ya DNT tapılır . Başqa sözlə, DNT sitoplazmanın qalan hissəsindən ayrılmır və ilə əlaqələndirilir mezozom.

Sitoplazmada da var ribosomlar , zülal yaratmaq funksiyasına malik olan strukturlardır. Onlar azad ola bilər və ya qruplar yarada bilər poliribosomlar .


Araşdırma – Hüceyrə Tənəffüsü Virtual Laboratoriyası

AP Biologiyası tələbələri noxud və ya digər canlı orqanizmləri respirometrlərə yerləşdirməklə hüceyrə tənəffüsünü araşdırırlar. Cihazları suya batırdıqdan sonra tələbələr pipetlərdə suyun hərəkəti haqqında məlumat toplayaraq sürəti və ya tənəffüsü ölçürlər.

Mən bu laboratoriyanı uzun illərdir qurmuşam və bu, bahalı və vaxt apara bilər. Dərs müddətim cəmi 50 dəqiqədir, ona görə də mən AP Biologiya Tənəffüs Laboratoriyasına keçib birinci gün onu qurur, sonra ikinci gün məlumat toplayırdım. Bu, əslində ideal deyil, çünki bir gecədə respirometrdə dəyişikliklər baş verə bilər.

Bu virtual versiya daha az vaxt və pul tələb edir. Tələbələr simulyatorda toxumların sayı və kameranın temperaturu kimi dəyişənləri dəyişə bilərlər. İki dəqiqədən sonra respirometri oxuyurlar və borudakı suyun nə qədər artdığını qeyd edirlər. Tənəffüs sürəti nə qədər sürətli olarsa, borudakı suyun yerdəyişməsi bir o qədər çox olar. Bu, proses zamanı istehlak edilən oksigen səbəbindən baş verir.

İş vərəqi CER (iddia, sübut, əsaslandırma) kimi qurulub və eksperimental sualları necə həll etmək üçün minimal təlimatları təqdim edir. Mən texniki olaraq onu “sorğu laboratoriyası” adlandırmazdım, lakin bu, tələbələrə dəyişənləri araşdırmaq imkanı verir.

Tələbələr iş vərəqini həm paylama materialı, həm də onlayn olaraq doldura bilərlər. Siz hətta tələbələrə məlumatların qrafiki üçün Google vərəqlərindən istifadə edə bilərsiniz, baxmayaraq ki, bu lazım deyil. Qrafik olmadan verilənlərdəki tendensiyaları kifayət qədər asanlıqla qeyd edə bilərlər. Mən adətən tənəffüsü birbaşa bölmədən sonra tələbələrin orqanoidlər və onların işləri haqqında öyrəndiyi hüceyrələrə yerləşdirirəm. Siz həmçinin bu fəaliyyəti fotosintez vahidi ilə birləşdirə bilərsiniz, çünki onlar toxumların oksigendən necə istifadə etdiyini araşdırırlar.


Mümkünsə, sitoplazma prokaryotlarda eukaryotlarda olduğundan daha mühüm rol oynayır. Bu prokaryotik hüceyrədə baş verən bütün kimyəvi reaksiyaların və proseslərin yeridir.

Eukaryotik hüceyrədən başqa bir sapma plazmid kimi tanınan kiçik, dairəvi, ekstraxromosomal DNT-nin olmasıdır. Bunlar hüceyrədən asılı olmayaraq çoxalır və digər bakteriya hüceyrələrinə ötürülə bilər. Bu iki şəkildə baş verir. Birincisi göz qabağındadır - bakteriya hüceyrəsi ikili parçalanma deyilən bir proses vasitəsilə bölündükdə - plazmidlər tez-tez qız hüceyrəsinə keçir, çünki sitoplazma hüceyrələr arasında bərabər bölünür.

İkinci ötürülmə üsulu bakterial konjuqasiya (bakterial cins) vasitəsilə həyata keçirilir, burada dəyişdirilmiş pilus iki bakterial hüceyrə arasında genetik materialın ötürülməsi üçün istifadə olunacaq. Bu, bir mutasiyanın bütün bakteriya populyasiyasına yayılması ilə nəticələnə bilər. Buna görə təyin edilmiş hər hansı bir antibiotik kursunu bitirmək çox vacibdir. Tək bir sağ qalan öz faydalı genlərini bədəninizdəki mövcud bakteriyalara yaya bilər və hüceyrənin hər hansı bir nəsli onun antibiotik müqavimətini bölüşəcək.

Plazmidlər virulentlik, antibiotik müqaviməti, ağır metallara qarşı müqavimət üçün genləri kodlaya bilir. Bunlar gen mühəndisliyi üçün bəşəriyyət tərəfindən qaçırılıb

DNT sitoplazmanın Nukleoid adlanan xüsusi sahəsində saxlanılan bir uzun zəncirdədir. Mikroqrafiyada qaranlıq görünə bilər, lakin onu Nüvə adlandırmaq kimi səhvə yol verməyin!


112 Prokaryotik maddələr mübadiləsi

Bu bölmənin sonunda siz aşağıdakıları edə biləcəksiniz:

  • Prokariotların ehtiyac duyduğu makronutrientləri müəyyənləşdirin və onların əhəmiyyətini izah edin
  • Prokariotların həyat prosesləri üçün enerji və karbon əldə etmə yollarını təsvir edin
  • Karbon və azot dövrlərində prokariotların rollarını təsvir edin

Prokaryotlar metabolik cəhətdən müxtəlif orqanizmlərdir. Bir çox hallarda, bir prokaryot müəyyən metabolik xüsusiyyətlərinə görə bir növ sinfinə yerləşdirilə bilər: O, laktoza metabolizə edə bilərmi? Sitrat üzərində böyüyə bilərmi? H istehsal edirmi?2S? Turşu və qaz çıxarmaq üçün karbohidratları fermentləşdirirmi? Anaerob şəraitdə böyüyə bilərmi? Metabolizm və metabolitlər ferment yollarının məhsulu olduğundan və fermentlər genlərdə kodlandığından, prokariotun metabolik imkanları onun genomunun əksidir. Yer kürəsində müxtəlif enerji və karbon mənbələri və prokariotların uyğunlaşa bildiyi dəyişən şərtlərlə çoxlu müxtəlif mühitlər var. Prokaryotlar mövcud olan enerji və karbon mənbələrindən istifadə edərək dərin su vulkanik çuxurlarından Antarktika buzuna qədər hər mühitdə yaşaya bilmişlər. Prokaryotlar azot və karbon dövrlərində iştirak, oksigenin fotosintetik istehsalı, ölü orqanizmlərin parçalanması və çoxhüceyrəli orqanizmlərdə, o cümlədən insanlarda parazitar, komensal və ya qarşılıqlı canlı orqanizmlər kimi inkişaf etmək də daxil olmaqla, yer üzündə bir çox yuvaları doldurur. Prokariotların əhatə etdiyi mühitlərin çox geniş diapazonu mümkündür, çünki onlar müxtəlif metabolik proseslərə malikdirlər.

Prokaryotların ehtiyacları

Yerdəki müxtəlif mühitlər və ekosistemlər temperatur, mövcud qida maddələri, turşuluq, duzluluq, oksigenin mövcudluğu və enerji mənbələri baxımından geniş şəraitə malikdir. Prokaryotlar çoxlu qida maddələri və ətraf mühit şəraiti hesabına öz yaşayışlarını təmin etmək üçün çox yaxşı təchiz olunmuşdur. Yaşamaq üçün prokaryotlar enerji mənbəyinə, karbon mənbəyinə və bəzi əlavə qidalara ehtiyac duyurlar.

Makronutrientlər

Hüceyrələr mahiyyətcə makromolekulların və suyun yaxşı təşkil olunmuş məcmusudur. Xatırladaq ki, makromolekullar monomer adlanan daha kiçik vahidlərin polimerləşməsi nəticəsində əmələ gəlir. Hüceyrələrin həyatı təmin etmək üçün lazım olan bütün molekulları yaratmaq üçün onlara müəyyən maddələr lazımdır ki, bunlara toplu olaraq qida maddələri deyilir. Prokaryotlar təbiətdə böyüdükdə qida maddələrini ətraf mühitdən almalıdırlar. Böyük miqdarda tələb olunan qidalar deyilir makronutrientlər, halbuki daha kiçik və ya iz miqdarda tələb olunanlar deyilir mikronutrientlər. Yalnız bir neçə element makronutrientlər hesab olunur - karbon, hidrogen, oksigen, azot, fosfor və kükürd. (Bu elementləri yadda saxlamaq üçün mnemonik qısaldılmış sözdür CHONPS.)

Niyə bu makronutrientlərə böyük miqdarda ehtiyac var? Onlar hüceyrələrdə, o cümlədən suda üzvi birləşmələrin komponentləridir. Karbon bütün makromolekullarda əsas elementdir: karbohidratlar, zülallar, nuklein turşuları, lipidlər və bir çox başqa birləşmələr. Karbon hüceyrənin tərkibinin təxminən 50 faizini təşkil edir. Bunun əksinə olaraq, azot tipik bir hüceyrənin ümumi quru çəkisinin yalnız 12 faizini təşkil edir. Azot zülalların, nuklein turşularının və digər hüceyrə komponentlərinin tərkib hissəsidir. Təbiətdə mövcud olan azotun əksəriyyəti ya atmosfer azotudur (N2) və ya başqa qeyri-üzvi forma. Diatomik (N2) azot isə yalnız azot fiksasiya edən orqanizmlər adlanan müəyyən mikroorqanizmlər tərəfindən üzvi forma çevrilə bilər. Həm hidrogen, həm də oksigen bir çox üzvi birləşmələrin və suyun bir hissəsidir. Fosfor nukleotidlərin və fosfolipidlərin sintezi üçün bütün orqanizmlər tərəfindən tələb olunur. Kükürd sistein və metionin kimi bəzi amin turşularının strukturunun bir hissəsidir və bir sıra vitamin və koenzimlərdə də mövcuddur. Digər vacib makronutrientlər kalium (K), maqnezium (Mg), kalsium (Ca) və natriumdur (Na). Bu elementlər daha az miqdarda tələb olunsa da, prokaryotik hüceyrənin quruluşu və funksiyası üçün çox vacibdir.

Mikroelementlər

Bu makronutrientlərə əlavə olaraq, prokaryotlar kiçik miqdarda müxtəlif metal elementlərə ehtiyac duyurlar. Bunlara mikroelementlər və ya iz elementləri deyilir. Məsələn, dəmir elektron daşıma reaksiyalarında iştirak edən sitoxromların funksiyası üçün lazımdır. Bəzi prokaryotlar digər elementlərə, məsələn, bor (B), xrom (Cr) və manqan (Mn) - ferment kofaktorları kimi tələb edir.

Prokariotların enerji əldə etmə yolları

Prokariotlar həm enerji əldə etmə üsullarına, həm də üzvi molekullar istehsal etmək üçün istifadə etdikləri karbon mənbəyinə görə təsnif edilirlər. Bu kateqoriyalar ümumiləşdirilmişdir (Şəkil). Prokaryotlar biosintez və digər hüceyrə fəaliyyəti üçün lazım olan ATP yaratmaq üçün müxtəlif enerji mənbələrindən istifadə edə bilərlər. Fototroflar (və ya fototrof orqanizmlər) enerjilərini günəş işığından alırlar. Fototroflar işıq enerjisini xlorofillərdən və ya bəzi hallarda bakterial rodopsindən istifadə edərək tuturlar. (Rodopsin istifadə edən fototroflar, qəribə də olsa, fototrofdurlar, lakin fotosintetik deyillər, çünki karbonu fiksasiya etmirlər.) Xemotroflar (yaxud kimosintetik orqanizmlər) enerjilərini kimyəvi birləşmələrdən alırlar. Enerji mənbəyi kimi üzvi birləşmələrdən istifadə edə bilən kemotroflara kimorqanotroflar deyilir. Enerji mənbəyi kimi kükürd və ya dəmir birləşmələri kimi qeyri-üzvi birləşmələrdən istifadə edə bilənlərə kemolitotroflar deyilir.

Enerji istehsal edən yollar ya elektron qəbuledicisi kimi oksigendən istifadə edən aerob, ya da sadə qeyri-üzvi birləşmələrdən və ya üzvi molekullardan istifadə edərək anaerob ola bilər. terminal elektron qəbuledicisi. Fotosintez aerob tənəffüs üçün əhəmiyyətli miqdarda oksigen istehsal etməzdən əvvəl prokaryotlar Yer üzündə təxminən bir milyard il yaşadıqları üçün, həm Bakteriyaların, həm də Arxeyanın bir çox növləri anaerobdur və onların metabolik fəaliyyətləri aşağıda müzakirə olunan karbon və azot dövrlərində vacibdir.

Prokariotların Karbon Alma Yolları

Prokaryotlar təkcə müxtəlif enerji mənbələrindən deyil, həm də müxtəlif karbon birləşmələri mənbələrindən istifadə edə bilirlər. Avtotrof prokaryotlar karbon qazından üzvi molekulları sintez edir. Bunun əksinə olaraq, heterotrof prokaryotlar karbonu üzvi birləşmələrdən alırlar. Şəkili daha mürəkkəb etmək üçün prokariotların enerji və karbonu necə əldə etdiyini təsvir edən terminlər birləşdirilə bilər. Beləliklə, fotoavtotroflar günəş işığından enerji, karbon dioksid və sudan istifadə edir, kimoheterotroflar isə həm enerji, həm də karbonu üzvi kimyəvi mənbədən alırlar. Xemolitoautotroflar enerjilərini qeyri-üzvi birləşmələrdən alırlar və kompleks molekullarını karbon qazından qururlar. Nəhayət, enerjisini işıqdan, karbonunu isə üzvi birləşmələrdən alan prokaryotlar fotoheterotroflardır. Aşağıdakı cədvəl ((Şəkil)) prokaryotlarda karbon və enerji mənbələrini ümumiləşdirir.

Prokaryotlarda Karbon və Enerji Mənbələri
Enerji mənbələri Karbon mənbələri
İşıq Kimyəvi maddələr Karbon qazı Üzvi birləşmələr
Fototroflar Kemotroflar Avtotroflar Heterotroflar
Üzvi kimyəvi maddələr Qeyri-üzvi kimyəvi maddələr
Kimya-orqanotroflar Xemolitotroflar

Ekosistemlərdə prokaryotların rolu

Prokaryotlar hər yerdə mövcuddur: Onların olmadığı yer və ya ekosistem yoxdur. Prokaryotlar tutduqları mühitdə bir çox rol oynayırlar. Onların karbon və azot dövrlərində oynadıqları rollar Yerdəki həyat üçün çox vacibdir. Bundan əlavə, mövcud elmi konsensus, metabolik interaktiv prokaryotik icmaların eukaryotik hüceyrələrin yaranması üçün əsas ola biləcəyini göstərir.

Prokaryotlar və Karbon Dövrü

Karbon ən vacib makronutrientlərdən biridir və prokaryotlar karbon dövranında mühüm rol oynayır ((Şəkil)). Karbon dövrü karbonun qeyri-üzvi birləşmələrdən üzvi birləşmələrə və yenidən geriyə hərəkətini izləyir. Karbon Yerin əsas su anbarları vasitəsilə dövr edir: torpaq, atmosfer, su mühiti, çöküntülər və qayalar və biokütlə. Bir növ, karbon dövrü qədim yunan filosofu Empedokl tərəfindən ilk dəfə irəli sürülmüş “dörd elementin” rolunu əks etdirir: od, su, torpaq və hava. Karbon qazı quru bitkiləri və dəniz prokaryotları tərəfindən atmosferdən çıxarılır və prokariotlar, göbələklər və heyvanlar da daxil olmaqla, kimyəvi orqanotrof orqanizmlərin tənəffüsü ilə atmosferə qaytarılır. Yer ekosistemlərində ən böyük karbon anbarı süxurlarda və çöküntülərdə olsa da, bu karbon asanlıqla əldə olunmur.

Karbon dövrünün iştirakçıları təxminən olaraq üzvi karbon birləşmələrinin istehsalçıları, istehlakçıları və parçalayıcıları arasında bölünür. The əsas istehsalçılar CO-dan üzvi karbon birləşmələri2 quru bitkiləri və fotosintetik bakteriyalardır. Böyük miqdarda mövcud karbon canlı quru bitkilərində olur. Karbon birləşmələrinin əlaqəli mənbəyidir humus, çürüməyə müqavimət göstərən ölü bitkilərin və prokaryotların üzvi materiallarının qarışığıdır. (Yeri gəlmişkən, “humus” termini “insan” sözünün köküdür. Heyvanlar və digər heterotroflar kimi istehlakçılar istehsalçılar tərəfindən əmələ gələn üzvi birləşmələrdən istifadə edir və atmosferə karbon qazı buraxırlar. Birlikdə adlandırılan digər bakteriya və göbələklər parçalayıcılar , bitki və heyvanların və onların üzvi birləşmələrinin parçalanmasını (parçalanmasını) həyata keçirir. Atmosferdəki karbon qazının böyük hissəsi ölü heyvanları, bitkiləri və humusu parçalayan mikroorqanizmlərin tənəffüsündən əmələ gəlir.

Sulu mühitlərdə və onların anoksik çöküntülərində başqa bir karbon dövrü baş verir. Bu vəziyyətdə dövr bir karbonlu birləşmələrə əsaslanır. Anoksik çöküntülərdə prokaryotlar, əsasən arxeylər metan (CH4). Bu metan oksigenlə zəngin olan və bakteriyaları dəstəkləyən çöküntünün üstündəki zonaya doğru hərəkət edir. metan oksidləşdiriciləri metanı karbon qazına oksidləşdirir, sonra atmosferə qayıdır.


Prokaryotlar və azot dövrü

Azot həyat üçün çox vacib elementdir, çünki zülalların və nuklein turşularının əsas tərkib hissəsidir. O, makronutrientdir və təbiətdə bir çox proseslərlə üzvi birləşmələrdən ammonyak, ammonium ionları, nitrat, nitrit və azot qazına çevrilir, bir çoxu yalnız prokaryotlar tərəfindən həyata keçirilir. Şəkildə göstərildiyi kimi, prokaryotlar azot dövriyyəsinin açarıdır. Yer ekosistemində mövcud olan ən böyük azot hovuzudur qazlı azot (N2) havadan, lakin bu azot əsas istehsalçı olan bitkilər tərəfindən istifadə edilə bilməz. Qaz halında olan azot ammonyak (NH) kimi daha asan əldə edilə bilən formalara çevrilir və ya “sabitlənir”.3), azot fiksasiyası prosesi vasitəsilə. Azot fiksasiya edən bakteriyalar daxildir Azotobakter torpaqda və hər yerdə fotosintetik siyanobakteriyalarda. Bəzi azot təyin edən bakteriyalar, məsələn Rhizobium, paxlalı bitkilərin köklərində simbiotik əlaqədə yaşayırlar. Ammonyakın başqa bir mənbəyi azot tərkibli üzvi birləşmələrin parçalanması zamanı ammonyakın sərbəst buraxılması prosesi olan ammonifikasiyadır. Ammonium ionu nitrifikasiya adlanan prosesdə müxtəlif növ bakteriyalar tərəfindən tədricən oksidləşir. Nitrifikasiya prosesi ammoniumun nitritə çevrilməsi ilə başlayır (NO2 – ) və nitritin nitrata çevrilməsi ilə davam edir. Torpaqlarda nitrifikasiya cinsə aid bakteriyalar tərəfindən həyata keçirilir Nitrosomalar, Nitrobakter, və
Nitrospira
. Torpaqdakı azotun çoxu ammonium (NH4 +) və ya nitrat (NO3 – ). Ammonyak və nitrat bitkilər tərəfindən istifadə edilə bilər və ya başqa formalara çevrilə bilər.

Atmosferə buraxılan ammonyak ümumi azotun yalnız 15 faizini təşkil edir, qalan hissəsi isə N kimidir.2 və N2O (azot oksidi). Ammonyak bəzi prokaryotlar tərəfindən anaerob katabolizmə uğrayaraq N2 son məhsul kimi. Denitrifikasiya edən bakteriyalar nitrifikasiya prosesini tərsinə çevirir, nitratı torpaqdan qazlı birləşmələrə, məsələn, N.2O, NO və N2.


Azot dövranı ilə bağlı aşağıdakı mülahizələrdən hansı yanlışdır?

  1. Paxlalı bitkilərin kök düyünlərində və torpaqda azot fiksasiya edən bakteriyalar mövcuddur.
  2. Denitrifikasiya edən bakteriyalar nitratları çevirir (NO3 – ) azot qazına (N2).
  3. Ammoniumlaşma ammonium ionunun (NH4 + ) parçalanan üzvi birləşmələrdən ayrılır.
  4. Nitrifikasiya nitritlərin (NO2 – ) ammonium ionuna (NH4 + ).

Bölmənin xülasəsi

Yer kürəsinin ən qədim yaşayan sakinləri olan prokaryotlar həm də metabolik cəhətdən ən müxtəlifdirlər, onlar müxtəlif enerji və karbon mənbələri, dəyişən temperatur, pH, təzyiq, oksigen və suyun mövcudluğu ilə bir çox fərqli mühitlərdə inkişaf edirlər. Böyük miqdarda tələb olunan qida maddələrinə makronutrientlər, az miqdarda tələb olunanlara isə mikroelementlər və ya iz elementləri deyilir. Makronutrientlərə C, H, O, N, P, S, K, Mg, Ca və Na daxildir. Bu makronutrientlərə əlavə olaraq, prokaryotlar böyümə və ferment funksiyası üçün müxtəlif metal elementlərə ehtiyac duyurlar. Prokaryotlar kiçik molekullardan makromolekullar yığmaq üçün müxtəlif enerji mənbələrindən istifadə edirlər. Fototroflar enerjini günəş işığından, kimyotroflar isə kimyəvi birləşmələrdən alırlar. Enerji istehsal edən yollar aerob və ya anaerob ola bilər.

Prokaryotlar karbon və azot dövrlərində rol oynayırlar. İstehsalçılar atmosferdən karbon qazını tutur və onu üzvi birləşmələrə çevirir. İstehlakçılar (heyvanlar və digər kimyəvi orqanotrof orqanizmlər) istehsalçılar tərəfindən əmələ gələn üzvi birləşmələrdən istifadə edir və tənəffüs yolu ilə atmosferə karbon qazı buraxırlar. Karbon qazı həmçinin ölü orqanizmlərin mikrob parçalayıcıları tərəfindən atmosferə qaytarılır. Azot, həmçinin üzvi birləşmələrdən ammonyak, ammonium ionları, nitrit, nitrat və azot qazına qədər canlı orqanizmlərə daxil olur və çıxır. Prokaryotlar bu çevrilmələrin əksəriyyəti üçün vacibdir. Qaz halında olan azot azot fiksasiyası yolu ilə ammonyaka çevrilir. Ammonyak bəzi prokaryotlar tərəfindən anaerob katabolizmə uğrayaraq N2 son məhsul kimi. Nitrifikasiya ammoniumun nitritə çevrilməsidir. Torpaqlarda nitrifikasiya bakteriyalar tərəfindən həyata keçirilir. Denitrifikasiya həmçinin bakteriyalar tərəfindən həyata keçirilir və nitratı torpaqdan qaz halında olan azot birləşmələrinə, məsələn, N2O, NO və N2.

Vizual əlaqə sualları

(Şəkil) Azotun dövranı ilə bağlı aşağıdakı müddəalardan hansı yanlışdır?


Oksigen son elektron qəbuledicisi rolunu oynadığından, hüceyrə tənəffüsü prosesi üçün tamamilə vacibdir. Oksigen olmadan bu prosesi tamamlamaq mümkün deyil. Bundan əlavə, hüceyrələr üçün əsas enerji olan ATP-nin əsas hissəsi elektron daşıma zənciri tərəfindən yaradılır. Məhz bu mərhələdə yanacaqda və ya qidada yığılan bütün enerji hüceyrəyə təqdim olunur.

Hüceyrə tənəffüsünün tamamlanmasını gündəlik həyatda görmək olar. Qaçış və ya gəzintiyə çıxdığınız zaman bədəninizdəki əzələləri işlədirsiniz və daha çox tənəffüs tələb edirsiniz. Bu proses zamanı əzələləriniz daha yüksək sürətlə qlükoza və oksigen tələb edir ki, bu da ürək döyüntüsünün artması və nəfəsinizin sürətlənməsi və dərinləşməsi ilə baş verir. Bu baş verdikdə, əzələləriniz əzələlərinizdən yığılmış qlikogeni alır və onu qlükozaya çevirir. Üçüncü mərhələdə oksigen daxil olduğu üçün hüceyrə tənəffüsü tamamlanır.


Videoya baxın: Meyoz bölünməasan və ətraflı izah (Iyun 2022).