Ключевое различие между аэробными и анаэробными микроорганизмами заключается в потребности в кислороде для выживания аэробных микроорганизмов, в отличие от анаэробных микроорганизмов. То есть аэробным микроорганизмам требуется кислород в качестве конечного акцептора электронов во время аэробного дыхания, в то время как анаэробным микроорганизмам не требуется кислород для их клеточного дыхания.
Реакция на кислород является основой для классификации микроорганизмов на аэробные и анаэробные. Из-за этого эти микроорганизмы обладают разными характеристиками для выполнения своих функций при клеточном дыхании. Следовательно, аэробные микробы подвергаются аэробному дыханию, тогда как анаэробные микробы подвергаются анаэробному дыханию.
Что такое аэробные микроорганизмы?
Аэробные микроорганизмы представляют собой группу микроорганизмов, в которых кислород действует как конечный акцептор электронов в клеточном дыхании. Следовательно, этим микробам для выживания необходим молекулярный кислород. Они окисляют моносахариды, такие как глюкоза, в присутствии кислорода. Основными процессами, генерирующими энергию у аэробов, являются гликолиз, за которым следуют цикл Кребса и электрон-транспортная цепь. Поскольку уровни кислорода не токсичны для этих микроорганизмов, они хорошо растут в насыщенной кислородом среде. Таким образом, они являются облигатными аэробами (Bacillus sp,)
Рисунок 01: Аэробные бактерии
Классификация
Микроаэрофильные микробы, аэротолерантные микроорганизмы и факультативные анаэробы - это три классификации аэробов. В основе этой классификации лежат уровни токсичности кислорода для этих микроорганизмов.
- Микроаэрофильные микроорганизмы – выживают при низких концентрациях (около 10%) кислорода (например, Helicobacter pylori).
- Аэротолерантные микроорганизмы – им не нужен кислород для выживания. Напротив, присутствие кислорода не вредит микробам (например, Lactobacillus sp.)
- Факультативные анаэробы. Эти микробы могут выживать как в присутствии, так и в отсутствие кислорода. (кишечная палочка является факультативным анаэробом)
Что такое анаэробные микроорганизмы?
Анаэробные микроорганизмы являются обязательными анаэробами. Они не используют кислород в качестве конечного акцептора электронов. Вместо этого они используют субстраты, такие как азот, метан, железо, марганец, кобальт или сера, в качестве конечных акцепторов электронов. К этой категории относятся такие организмы, как Clostridium sp. Кроме того, анаэробы подвергаются ферментации для получения энергии. Существует два основных типа процессов анаэробной ферментации; молочнокислое брожение и этаноловое брожение. Благодаря этим процессам анаэробы производят энергию (АТФ), необходимую для их выживания.
Рисунок 02: Анаэробные бактерии
Анаэробные микроорганизмы не выживают в среде, богатой кислородом, потому что кислород токсичен для облигатных анаэробов. Напротив, избыточный уровень кислорода не вредит факультативным анаэробам.
Каковы сходства между аэробными и анаэробными микроорганизмами?
- По своей природе как аэробные, так и анаэробные микроорганизмы являются прокариотическими.
- Оба этих микроба подвергаются гликолизу, который является первым этапом клеточного дыхания.
- Аэробы и анаэробы состоят из патогенных болезнетворных микроорганизмов.
- Оба типа состоят из промышленно важных микробов.
В чем разница между аэробными и анаэробными микроорганизмами?
Аэробные и анаэробные микроорганизмы |
|
| Аэробные микроорганизмы – это организмы, которым для выживания необходим кислород, поскольку он является конечным акцептором электронов их клеточного дыхания. | Анаэробные микроорганизмы – это микробы, которым не требуется кислород для клеточного дыхания. |
| Акцепторы конечных электронов | |
| Кислород является конечным акцептором электронов аэробных микроорганизмов. | Сера, Азот, Метан, Сера, Железо являются конечными акцепторами электронов анаэробных микроорганизмов. |
| Процессы, участвующие в клеточном дыхании | |
| Гликолиз, цикл Кребса и цепь переноса электронов - три стадии клеточного дыхания. | Гликолиз и брожение – стадии анаэробного дыхания. |
| Типы | |
| Облигатные, факультативные, аэротолерантные и микроаэрофильные | Облигатные и факультативные анаэробы |
| Среда, необходимая для микробного роста | |
| Облигатные аэробы нуждаются в среде, богатой кислородом. | Облигатные анаэробы требуют среды, лишенной кислорода. |
| Токсичность кислорода | |
| Аэробы нетоксичны для кислорода. | Анаэробные микроорганизмы очень токсичны для кислорода. |
| Присутствие кислородных детоксицирующих ферментов | |
| Присутствует у аэробов. | Отсутствует у анаэробов. |
| Эффективность производства энергии | |
| Выработка энергии высока у аэробов. | Производство энергии у анаэробов низкое. |
| Примеры | |
| Bacillus spp., Pseudomonas aeruginosa, Mycobacterium tuberculosis и др. | Actinomyces, Bacteroides, Propionibacterium, Veillonella, Peptostreptococcus, Porphyromonas, Clostridium spp и т.д. |
Резюме – Аэробные и анаэробные микроорганизмы
Аэробные и анаэробные микроорганизмы отличаются конечным акцептором электронов. Аэробы используют молекулярный кислород в качестве конечного акцептора электронов. Напротив, анаэробы используют такие вещества, как нитраты, сера и метан, в качестве конечного акцептора электронов. Следовательно, ключевое различие между аэробными и анаэробными микроорганизмами заключается в типе конечного акцептора электронов, который они используют во время клеточного дыхания.
