Differenza tra batteri aerobi e anaerobici
Share
Differenza principale - Batteri aerobici vs anaerobici
I batteri rappresentano un vasto dominio di organismi procarioti. Sono di pochi micrometri di lunghezza e possiedono diverse forme come sfere, barre e spirali. I batteri vivono in una grande varietà di habitat come suolo, acqua, sorgenti calde acide, scorie radioattive, porzioni profonde della crosta terrestre e parassiti dentro o su animali e piante. Sono vitali per riciclare i nutrienti mediante la decomposizione di materiali organici e la fissazione dell'azoto dall'atmosfera nei cicli di nutrienti. I batteri esibiscono anche una varietà di tipi metabolici. I batteri aerobi e anaerobici sono i due gruppi di batteri classificati in base al tipo di respirazione. Il differenza principale tra i batteri aerobici e anaerobici è quello i batteri anaerobici usano l'ossigeno molecolare come accettore finale di elettroni nella catena di trasporto degli elettroni mentre i batteri anaerobici usano altre molecole o composti come accettatore finale di elettroni.
Aree chiave coperte
1. Cosa sono i batteri aerobi
- Definizione, fatti, meccanismo di respirazione
2. Quali sono i batteri anaerobici
- Definizione, fatti, meccanismo di respirazione
3. Quali sono le somiglianze tra batteri aerobi e anaerobici
- Profilo delle caratteristiche comuni
4. Qual è la differenza tra batteri aerobi e anaerobici
- Confronto tra le principali differenze
Termini chiave: batteri aerobici, batteri anaerobici, catena di trasporto dell'elettro, accettatore di elettroni finali, ossigeno molecolare
Cosa sono i batteri aerobi
I batteri aerobici si riferiscono ai microrganismi che crescono in presenza di ossigeno. I quattro tipi di batteri che possono utilizzare l'ossigeno sono obbligatori di aerobi, anaerobi facoltativi, microaerofili e anaerobi aerotolleranti. Aerobes obbligatori utilizzare l'ossigeno per ossidare zuccheri e grassi per generare energia in un processo chiamato respirazione cellulare. Se l'ossigeno è disponibile, anaerobi facoltativi usare l'ossigeno per la loro respirazione. Microaerophils richiedono ossigeno per sopravvivere, ma richiedono ambienti con livelli di ossigeno inferiori a quelli presenti nell'atmosfera. Aerosoleranti anaerobi non richiedono ossigeno ma non sono danneggiati dall'ossigeno come batteri anaerobici. Viene mostrato il comportamento di diversi tipi di batteri in una coltura liquida Figura 1.
Figura 1: comportamento di diversi tipi di batteri in una coltura liquida
1 - Obbligo Aerobes, 2 - Obbligatorio Anaerobes, 3 - Batteri facoltativi, 4 - Microaerofili, 5 - Aerotolleranti
I batteri aerobici ossidano i monosaccaridi come il glucosio in presenza di ossigeno attraverso la respirazione cellulare. I tre passaggi della respirazione aerobica sono ciclo di Krebs, glicolisi e fosforilazione ossidativa. Durante la glicolisi, il glucosio (C6) viene scomposto in due molecole di piruvato (C3) nel citoplasma. In presenza di ossigeno, il piruvato si combina con ossaloacetato (C4) per formare il citrato (C6), eliminando l'acetil-CoA durante il ciclo dell'acido citrico. Il ciclo dell'acido citrico è il secondo stadio della respirazione cellulare, che è anche chiamato il ciclo di Krebs. Durante il ciclo di Krebs, l'anidride carbonica viene eliminata come rifiuto, mentre riduce il NAD in NADH. Sei NADH, due FADH2 e due ATP per una molecola di glucosio sono prodotti dal ciclo di Krebs. La fosforilazione ossidativa, che è la terza fase della respirazione cellulare in cui la catena di trasporto degli elettroni è impiegata per produrre 30 ATP dall'enzima ATP sintetasi, usa il suddetto NADH e FADH2 molecole. Di seguito viene mostrata la reazione chimica bilanciata dell'ossidazione del glucosio.
C6H12O6 + 6 O2 + 38 ADP + 38 fosfato → 6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP
Lactobacillus, Mycobacterium tubercolosi, e Nocardia sono alcuni degli esempi di batteri aerobici.
Quali sono i batteri anaerobici
I batteri anaerobici sono microrganismi che crescono in assenza di ossigeno. I batteri che sono incapaci di tollerare l'ossigeno sono chiamati obbligare gli anaerobi. Anaerobi facoltativi può crescere senza ossigeno. Ma sono in grado di utilizzare l'ossigeno, se è disponibile nel mezzo per generare più energia rispetto alla normale respirazione anaerobica. Anche se batteri aerotolleranti non usare l'ossigeno, possono sopravvivere in presenza di ossigeno. I batteri anaerobici svolgono un ruolo importante nei cicli dei nutrienti come il ciclo dell'azoto. I batteri anaerobici nel ciclo dell'azoto e il loro ruolo sono mostrati in figura 2.
Figura 2: ciclo di azoto
Alcuni degli anaerobi obbligati usano la fermentazione mentre gli altri usano la respirazione anaerobica. I batteri aerotolleranti sono rigorosamente fermentativi mentre gli anaerobi facoltativi utilizzano la fermentazione, la respirazione anaerobica o la respirazione aerobica.
Fermentazione
I due tipi di fermentazione sono la fermentazione dell'acido lattico e la fermentazione con etanolo. Entrambe le statistiche dei metodi con la glicolisi. Il secondo passo è la fermentazione. La catena di trasporto degli elettroni non è impiegata nella fermentazione. Di seguito sono riportate le reazioni chimiche per ciascun tipo di fermentazione.
Fermentazione dell'acido lattico
C6H12O6 + 2 ADP + 2 fosfato → 2 acido lattico + 2 ATP
Fermentazione di etanolo
C6H12O6 + 2 ADP + 2 fosfato → 2 C2H5OH + 2 CO2↑ + 2 ATP
Respirazione anaerobica
L'accettore di elettroni finale della respirazione anaerobica non è l'ossigeno molecolare come nella respirazione aerobica. Diversi tipi di organismi utilizzano diversi tipi di accettori di elettroni finali. Questi possono essere ioni come lo zolfo, il ferrico, il manganese (IV), il cobalto (III) e l'uranio (VI) e composti come fumarato, solfato, nitrato o anidride carbonica. I batteri metanogeni sono uno di questi tipi di organismi che usano l'anidride carbonica come accettatore finale di elettroni in assenza di ossigeno. Producono gas metano come sottoprodotto. Bacteroides, Clostridium, e E. coli sono alcuni degli esempi di batteri anaerobici.
Somiglianze tra batteri aerobi e anaerobici
- Sia i batteri aerobici che quelli anaerobici sono procarioti.
- Sia i batteri aerobi che quelli anaerobici subiscono le tre fasi della respirazione cellulare; glicolisi, ciclo di Krebs e catena di trasporto degli elettroni.
- Tutti i passaggi della respirazione cellulare in entrambi i batteri aerobi e anaerobici si verificano nel citosol.
- I batteri facoltativi possono vivere sia come batteri aerobi che come batteri anaerobici.
Differenza tra batteri aerobi e anaerobici
Definizione
Batteri aerobici: I batteri aerobici si riferiscono ai microrganismi che crescono in presenza di ossigeno.
Batteri anaerobici: I batteri anaerobici si riferiscono ai microrganismi che crescono in assenza di ossigeno.
Significato
Batteri aerobici: L'accettore di elettroni finale dei batteri aerobici è l'ossigeno molecolare.
Batteri anaerobici: L'accettore di elettroni finale dei batteri anaerobici può essere ferrico, zolfo, nitrato, fumarato o anidride carbonica.
Capacità di disintossicare l'ossigeno
Batteri aerobici: I batteri aerobici possiedono enzimi per disintossicare l'ossigeno dalla catalasi o dal superossido.
Batteri anaerobici: I batteri anaerobici non possiedono enzimi per disintossicare l'ossigeno.
Presenza di ossigeno
Batteri aerobici: I batteri aerobici possono sopravvivere solo in presenza di ossigeno.
Batteri anaerobici: I batteri anaerobici non possono sopravvivere in presenza di ossigeno.
Accettatore di elettroni finale
Batteri aerobici: L'acqua viene prodotta dall'ossigeno molecolare dai batteri aerobici.
Batteri anaerobici: Nitrato, metano, solfuro e sostanze simili ad acetato sono prodotti da batteri anaerobici.
Habitat
Batteri aerobici: I batteri aerobici vivono nel terreno, nell'acqua e su superfici diverse.
Batteri anaerobici: I batteri anaerobici vivono in aree povere di ossigeno come il sistema digestivo (stomaco al retto) degli animali.
Efficienza della produzione di energia
Batteri aerobici: I batteri aerobici producono più energia.
Batteri anaerobici: I batteri anaerobici producono meno energia.
In un mezzo liquido
Batteri aerobici: I batteri aerobici arrivano alla superficie del mezzo in un mezzo liquido.
Batteri anaerobici: I batteri anaerobici si depositano sul fondo del terreno.
Esempi
Batteri aerobici: Lactobacillus, Mycobacterium tubercolosi, e Nocardia sono alcuni degli esempi di batteri aerobici.
Batteri anaerobici: Bacteroides, Clostridium, e E. coli sono alcuni degli esempi di batteri anaerobici.
Conclusione
I batteri aerobici e anaerobici sono due tipi di batteri che differiscono nell'accettore di elettroni finale della catena di trasporto degli elettroni. I batteri aerobici usano l'ossigeno molecolare come accettatore finale di elettroni mentre i batteri anaerobici usano altre sostanze come accettatore finale di elettroni. La principale differenza tra i batteri aerobici e anaerobici è il tipo di accettore finale di elettroni durante la respirazione cellulare.
Riferimento:
1. Eglefino, B A e C W Jones. "Respirazione batterica". Recensioni batteriologiche, U.S. National Library of Medicine, marzo 1977, disponibile qui.
Cortesia dell'immagine:
1. "Anaerobico" di Pixie - Opera propria (di dominio pubblico) tramite Commons Wikimedia
2. "Ciclo di azoto" di Cicle_del_nitrogen_de.svg: * Cicle_del_nitrogen_ca.svg: Johann Dréo (Utente: Nojhan), traduzione di Joanjoc d'après Immagine: Ciclo azote fr.svg.lavoro di lavoro: Burkhard (talk) Nitrogen_Cycle.jpg: Environmental Agenzia di protezione: lavoro anticipato: Raeky (conversazione) - Cicle_del_nitrogen_de.svgNitrogen_Cycle.jpg (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
