Sự khác biệt chính - Vi khuẩn hiếu khí và kỵ khí

Vi khuẩn đại diện cho một phạm vi rộng lớn của các sinh vật nhân sơ. Chúng có chiều dài vài micromet và có một số hình dạng như hình cầu, hình que và hình xoắn ốc. Vi khuẩn sống trong nhiều môi trường sống khác nhau như đất, nước, suối nước nóng có tính axit, chất thải phóng xạ, phần sâu của vỏ trái đất và ký sinh trong hoặc trên động vật và thực vật. Chúng rất quan trọng trong việc tái chế các chất dinh dưỡng bằng cách phân hủy các vật liệu hữu cơ và cố định nitơ từ khí quyển trong các chu trình dinh dưỡng. Vi khuẩn cũng thể hiện nhiều kiểu trao đổi chất khác nhau. Vi khuẩn hiếu khí và kỵ khí là hai nhóm vi khuẩn được phân loại dựa trên hình thức hô hấp. Các Sự khác biệt chính giữa vi khuẩn hiếu khí và kỵ khí là vi khuẩn kỵ khí sử dụng oxy phân tử làm chất nhận điện tử cuối cùng trong chuỗi vận chuyển điện tử trong khi vi khuẩn kỵ khí sử dụng các phân tử hoặc hợp chất khác làm chất nhận điện tử cuối cùng.

Các lĩnh vực chính được bao phủ

1. Vi khuẩn hiếu khí là gì - Định nghĩa, Sự kiện, Cơ chế Hô hấp 2. Vi khuẩn kỵ khí là gì - Định nghĩa, Sự kiện, Cơ chế Hô hấp 3. Điểm giống nhau giữa vi khuẩn hiếu khí và kỵ khí - Sơ lược các tính năng chung 4. Sự khác biệt giữa vi khuẩn hiếu khí và kỵ khí là gì - So sánh các điểm khác biệt chính

Thuật ngữ chính: Vi khuẩn hiếu khí, Vi khuẩn kỵ khí, Chuỗi vận chuyển điện, Chất nhận electron cuối cùng, Oxy phân tử

Vi khuẩn hiếu khí là gì

Vi khuẩn hiếu khí dùng để chỉ các vi sinh vật phát triển trong điều kiện có oxy. Bốn loại vi khuẩn có thể sử dụng oxy là vi khuẩn hiếu khí bắt buộc, vi khuẩn kỵ khí ưa thích, vi khuẩn hiếu khí và vi khuẩn kỵ khí ưa khí. Bắt buộc aerobes sử dụng oxy để oxy hóa đường và chất béo để tạo ra năng lượng trong một quá trình gọi là hô hấp tế bào. Nếu oxy có sẵn, vi khuẩn kỵ khí sử dụng oxy cho quá trình hô hấp của chúng. Microaerophils cần oxy để tồn tại, nhưng yêu cầu môi trường chứa lượng oxy thấp hơn mức hiện có trong khí quyển. Vi khuẩn kỵ khí không dung nạp không cần ôxy nhưng chúng không bị ôxy làm hại như vi khuẩn kỵ khí. Hành vi của các loại vi khuẩn khác nhau trong môi trường nuôi cấy lỏng được thể hiện trong hình 1.

Hình 1: Hành vi của các loại vi khuẩn khác nhau trong môi trường nuôi cấy lỏng 1 - Vi khuẩn hiếu khí bắt buộc, 2 - vi khuẩn kỵ khí bắt buộc, 3 - vi khuẩn sống, 4 - vi khuẩn, 5 - vi khuẩn ưa khí

Vi khuẩn hiếu khí oxy hóa các monosaccharide như glucose trong điều kiện có oxy thông qua quá trình hô hấp tế bào. Ba bước của hô hấp hiếu khí là chu trình Krebs, đường phân và quá trình phosphoryl hóa oxy hóa. Trong quá trình đường phân, glucose (C6) bị phân hủy thành hai phân tử pyruvat (C3) trong tế bào chất. Khi có oxy, pyruvate kết hợp với oxaloacetate (C4) để tạo thành citrate (C6), loại bỏ acetyl-CoA trong chu trình axit citric. Chu trình axit xitric là giai đoạn thứ hai của quá trình hô hấp tế bào, còn được gọi là chu trình Krebs. Trong chu trình Krebs, carbon dioxide được loại bỏ như một chất thải, đồng thời giảm NAD thành NADH. Sáu NADH, hai FADH2 và hai ATP trên một phân tử glucose được tạo ra bởi chu trình Krebs. Quá trình phosphoryl hóa oxy hóa, là giai đoạn thứ ba của quá trình hô hấp tế bào, trong đó chuỗi vận chuyển điện tử được sử dụng để tạo ra 30 ATP bởi enzyme ATP synthase, sử dụng NADH và FADH đã đề cập ở trên.₂ các phân tử. Phản ứng hóa học cân bằng của quá trình oxy hóa glucozơ được hiển thị dưới đây.

NS₆NS₁₂O₆ + 6 O₂ + 38 ADP + 38 photphat → 6 CO₂ + 6 giờ₂O + 38 ATP

Lactobacillus, Mycobacterium tuberculosis, và Nocardia là một số ví dụ về vi khuẩn hiếu khí.

Vi khuẩn kỵ khí là gì

Vi khuẩn kỵ khí là vi sinh vật phát triển trong điều kiện thiếu oxy. Các vi khuẩn không có khả năng dung nạp oxy được gọi là vi khuẩn kỵ khí bắt buộc. Vi khuẩn kỵ khí nuôi cấy có thể phát triển mà không cần oxy. Tuy nhiên, chúng có khả năng sử dụng oxy, nếu nó có sẵn trong môi trường để tạo ra nhiều năng lượng hơn so với hô hấp kỵ khí thông thường. Mặc dù vi khuẩn không dung nạp không sử dụng oxy, chúng có thể tồn tại trong điều kiện có oxy. Vi khuẩn kỵ khí đóng vai trò chính trong các chu trình dinh dưỡng như chu trình nitơ. Các vi khuẩn kỵ khí trong chu trình nitơ và vai trò của chúng được thể hiện trong hình 2.

Hình 2: Chu trình nitơ

Một số vi khuẩn kỵ khí bắt buộc sử dụng quá trình lên men trong khi những vi khuẩn khác sử dụng hô hấp kỵ khí. Vi khuẩn hiếu khí lên men nghiêm ngặt trong khi vi khuẩn kỵ khí ưa thích sử dụng hoặc lên men, hô hấp kỵ khí hoặc hô hấp hiếu khí.

Lên men

Hai kiểu lên men là lên men axit lactic và lên men etanol. Cả hai phương pháp đều thống kê với quá trình đường phân. Bước thứ hai là lên men. Chuỗi vận chuyển electron không được sử dụng trong quá trình lên men. Các phản ứng hóa học cho từng loại lên men được trình bày dưới đây.

Lên men axit lactic

NS₆NS₁₂O₆ + 2 ADP + 2 photphat → 2 axit lactic + 2 ATP

Lên men Ethanol

NS₆NS₁₂O₆ + 2 ADP + 2 photphat → 2 C₂NS₅OH + 2 CO₂↑ + 2 ATP

Hô hấp kỵ khí

Chất nhận electron cuối cùng của hô hấp kỵ khí không phải là oxy phân tử như trong hô hấp hiếu khí. Các loại sinh vật khác nhau sử dụng các loại chất nhận electron cuối cùng khác nhau. Chúng có thể là các ion như lưu huỳnh, sắt, mangan (IV), coban (III), và Uranium (VI) và các hợp chất như fumarate, sulfat, nitrat hoặc carbon dioxide. Vi khuẩn methanogenic là một trong những loại sinh vật sử dụng carbon dioxide làm chất nhận electron cuối cùng trong điều kiện không có oxy. Chúng tạo ra khí mêtan như một sản phẩm phụ. Bacteroides, Clostridium và E. coli là một số ví dụ về vi khuẩn kỵ khí.

Điểm giống nhau giữa vi khuẩn hiếu khí và kỵ khí

Sự khác biệt giữa vi khuẩn hiếu khí và kỵ khí

Sự định nghĩa

Vi khuẩn hiếu khí: Vi khuẩn hiếu khí dùng để chỉ các vi sinh vật phát triển trong điều kiện có oxy.

Vi khuẩn k an khí: Vi khuẩn kỵ khí dùng để chỉ các vi sinh vật phát triển trong điều kiện thiếu oxy.

Ý nghĩa

Vi khuẩn hiếu khí: Chất nhận electron cuối cùng của vi khuẩn hiếu khí là oxy phân tử.

Vi khuẩn k an khí: Chất nhận electron cuối cùng của vi khuẩn kỵ khí có thể là sắt, lưu huỳnh, nitrat, fumarate hoặc carbon dioxide.

Khả năng khử độc oxy

Vi khuẩn hiếu khí: Vi khuẩn hiếu khí sở hữu các enzym để giải độc oxy bằng catalase hoặc superoxide.

Vi khuẩn k an khí: Vi khuẩn kỵ khí không có enzym để giải độc oxy.

Sự hiện diện của oxy

Vi khuẩn hiếu khí: Vi khuẩn hiếu khí chỉ có thể tồn tại khi có oxy.

Vi khuẩn k an khí: Vi khuẩn kỵ khí không thể tồn tại trong điều kiện có oxy.

Người nhận điện tử cuối cùng

Vi khuẩn hiếu khí: Nước được tạo ra từ oxy phân tử bởi vi khuẩn hiếu khí.

Vi khuẩn k an khí: Các chất giống nitrat, metan, sunfua và axetat được tạo ra bởi vi khuẩn kỵ khí.

Môi trường sống

Vi khuẩn hiếu khí: Vi khuẩn hiếu khí sống trong đất, nước và trên các bề mặt khác nhau.

Vi khuẩn k an khí: Vi khuẩn kỵ khí sống ở những nơi thiếu oxy như hệ tiêu hóa (dạ dày đến trực tràng) của động vật.

Hiệu quả của việc sản xuất năng lượng

Vi khuẩn hiếu khí: Vi khuẩn hiếu khí tạo ra nhiều năng lượng hơn.

Vi khuẩn k an khí: Vi khuẩn kỵ khí tạo ra ít năng lượng hơn.

Trong môi trường lỏng

Vi khuẩn hiếu khí: Vi khuẩn hiếu khí lên bề mặt môi trường trong môi trường lỏng.

Vi khuẩn k an khí: Vi khuẩn kỵ khí lắng xuống đáy môi trường.

Các ví dụ

Vi khuẩn hiếu khí: Lactobacillus, Mycobacterium tuberculosis, và Nocardia là một số ví dụ về vi khuẩn hiếu khí.

Vi khuẩn k an khí: Bacteroides, Clostridium và E. coli là một số ví dụ về vi khuẩn kỵ khí.

Phần kết luận

Vi khuẩn hiếu khí và kỵ khí là hai loại vi khuẩn khác nhau về chất nhận điện tử cuối cùng của chuỗi vận chuyển điện tử. Vi khuẩn hiếu khí sử dụng oxy phân tử làm chất nhận điện tử cuối cùng trong khi vi khuẩn kỵ khí sử dụng các chất khác làm chất nhận điện tử cuối cùng. Sự khác biệt chính giữa vi khuẩn hiếu khí và kỵ khí là loại chất nhận electron cuối cùng trong quá trình hô hấp tế bào.

Thẩm quyền giải quyết:

1. Haddock, B A và C W Jones. "Hô hấp của vi khuẩn." Đánh giá về vi khuẩn học, Thư viện Y khoa Quốc gia Hoa Kỳ, tháng 3 năm 1977, Có sẵn tại đây.

Hình ảnh lịch sự:

1. “Anaerobic” của Pixie - Tác phẩm riêng (Miền công cộng) qua Commons Wikimedia2. “Chu trình nitơ” của Cicle_del_nitrogen_de.svg: * Cicle_del_nitrogen_ca.svg: Johann Dréo (Người dùng: Nojhan), traduction de Joanjoc d’après Hình ảnh: Chu trình azote fr.svg. Công việc phụ: Burkhard (nói chuyện) Nitrogen_Cycle.deripg: Cơ quan bảo vệ môi trường. work: Raeky (talk) - Cicle_del_nitrogen_de.svgNitrogen_Cycle.jpg (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia