ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -  

                                  აერობები

აერობული და ანაერობული ბაქტერიების იდენტიფიცირება შესაძლებელია თიოგლიკოლატის ბულიონის ტესტის მილებში გაზრდით:

1: სავალდებულო აერობებს სჭირდებათ ჟანგბადი, რადგან მათ არ შეუძლიათ დუღილის ან ანაერობული სუნთქვა. ისინი იკრიბებიან მილის ზედა ნაწილში, სადაც ჟანგბადის კონცენტრაცია ყველაზე მაღალია.

2: სავალდებულო ანაერობები მოწამლულია ჟანგბადით, ამიტომ ისინი იკრიბებიან მილის ქვედა ნაწილში, სადაც ჟანგბადის კონცენტრაცია ყველაზე დაბალია.

3: ფაკულტატური ანაერობები შეიძლება გაიზარდოს ჟანგბადით ან მის გარეშე, რადგან მათ შეუძლიათ ენერგიის მეტაბოლიზმი აერობული ან ანაერობული გზით. ისინი იკრიბებიან ძირითადად ზედა ნაწილში, რადგან აერობული სუნთქვა წარმოქმნის მეტ ATP-ს, ვიდრე ფერმენტაცია ან ანაერობული სუნთქვა.

4: მიკროაეროფილებს სჭირდებათ ჟანგბადი, რადგან მათ არ შეუძლიათ დუღილის ან ანაერობული სუნთქვა. თუმცა, ისინი მოწამლული არიან ჟანგბადის მაღალი კონცენტრაციით. ისინი იკრიბებიან ტესტის მილის ზედა ნაწილში, მაგრამ არა ზედა ნაწილში.

5: აეროტოლერანტ ორგანიზმებს არ ესაჭიროებათ ჟანგბადი, რადგან ისინი ანაერობულად ცვლის ენერგიას. თუმცა, სავალდებულო ანაერობებისგან განსხვავებით, ისინი არ მოწამლულნი არიან ჟანგბადით. ისინი შეიძლება თანაბრად გავრცელდეს მთელ სინჯარაში.

აერობული ორგანიზმი ან აერობი არის ორგანიზმი, რომელსაც შეუძლია გადარჩეს და გაიზარდოს ჟანგბადით გაჯერებულ გარემოში. აერობული სუნთქვის გამოვლენის უნარმა შეიძლება სარგებელი მოუტანოს აერობულ ორგანიზმს, რადგან აერობული სუნთქვა უფრო მეტ ენერგიას იძლევა, ვიდრე ანაერობული სუნთქვა. უჯრედის ენერგიის გამომუშავება გულისხმობს ATP-ის სინთეზს ფერმენტის მიერ, რომელსაც ეწოდება ATP სინთაზა. აერობული სუნთქვისას ატფ სინთაზა შეერთებულია ელექტრონის სატრანსპორტო ჯაჭვთან, რომელშიც ჟანგბადი მოქმედებს როგორც ტერმინალური ელექტრონების მიმღები. 2020 წლის ივლისში, საზღვაო ბიოლოგებმა განაცხადეს, რომ აერობული მიკროორგანიზმები (ძირითადად), "კვაზი-შეჩერებულ ანიმაციაში" აღმოჩენილი იქნა ორგანულად ღარიბ ნალექებში, 101,5 მილიონ წლამდე, ზღვის ფსკერზე 250 ფუტის ქვემოთ სამხრეთ წყნარი ოკეანის ჟიროში (SPG) "ყველაზე მკვდარი ადგილი ოკეანეში") და შეიძლება იყოს ყველაზე ხანგრძლივი სიცოცხლის ფორმები ოდესმე აღმოჩენილი

ტიპები

სავალდებულო აერობებს ზრდისთვის ჟანგბადი სჭირდებათ. პროცესში, რომელიც ცნობილია როგორც უჯრედული სუნთქვა, ეს ორგანიზმები იყენებენ ჟანგბადს სუბსტრატების (მაგალითად, შაქრისა და ცხიმების) დასაჟანგად და ენერგიის გამომუშავებისთვის.

ფაკულტატური ანაერობები იყენებენ ჟანგბადს, თუ ის ხელმისაწვდომია, მაგრამ ასევე აქვთ ენერგიის წარმოების ანაერობული მეთოდები.

მიკროაეროფილებს ესაჭიროებათ ჟანგბადი ენერგიის წარმოებისთვის, მაგრამ აზიანებენ ჟანგბადის ატმოსფერულ კონცენტრაციას (21% O2).

აეროტოლერანტული ანაერობები არ იყენებენ ჟანგბადს, მაგრამ არ ზიანდებიან მისგან.

როდესაც ორგანიზმს შეუძლია გადარჩეს როგორც ჟანგბადში, ასევე ანაერობულ გარემოში, პასტერის ეფექტის გამოყენებით შესაძლებელია განასხვავოთ ფაკულტატური ანაერობები და აეროტოლერანტული ორგანიზმები. თუ ორგანიზმი იყენებს ფერმენტაციას ანაერობულ გარემოში, ჟანგბადის დამატება გამოიწვევს ფაკულტატურ ანაერობებს შეაჩეროს დუღილი და დაიწყებს ჟანგბადის გამოყენებას სუნთქვისთვის. აეროტოლერანტმა ორგანიზმებმა უნდა გააგრძელონ დუღილი ჟანგბადის თანდასწრებით. ფაკულტატური ორგანიზმები იზრდებიან როგორც ჟანგბადით მდიდარ გარემოში, ასევე ჟანგბადისგან თავისუფალ გარემოში.

იხ.ვიდეო - Анаэробное и аэробное дыхание. 9 класс.

ერობული ორგანიზმები იყენებენ პროცესს, რომელსაც ეწოდება აერობული სუნთქვა, რათა შექმნან ATP ADP-დან და ფოსფატიდან. გლუკოზა (მონოსაქარიდი) იჟანგება ელექტრონის ტრანსპორტირების ჯაჭვის გასაძლიერებლად:

ეს განტოლება არის შეჯამება იმისა, რაც ხდება ბიოქიმიური რეაქციების სამ სერიაში: გლიკოლიზი, კრებსის ციკლი და ოქსიდაციური ფოსფორილირება.

C6H12O6 + 6 O2 + 38 ADP + 38 ფოსფატი → 6 CO2 + 44 H2O + 38 ATP

ოქსიდაციური ფოსფორილირებისას ATP სინთეზირდება ADP-დან და ფოსფატიდან ATP სინთაზას გამოყენებით. ATP სინთაზა იკვებება პროტონ-მოძრავი ძალით, რომელიც შექმნილია ელექტრონის ტრანსპორტირების ჯაჭვიდან წარმოქმნილი ენერგიის გამოყენებით. წყალბადის იონს (H+) აქვს დადებითი მუხტი და თუ გამოყოფილია უჯრედული მემბრანით, ის ქმნის განსხვავებას მუხტში მემბრანის შიგნითა და გარედან. ოქსიდაციური ფოსფორილირება ხდება ევკარიოტების მიტოქონდრიებში.

აერობულ სუნთქვას სჭირდება O2, რადგან ის მოქმედებს როგორც ტერმინალური ელექტრონის მიმღები პროკარიოტების ელექტრონების ტრანსპორტირების ჯაჭვში. ამ პროცესში მოლეკულური ჟანგბადი მცირდება წყალში

იხ. ვიდეო - Aerobic Vs Anaerobic Respiration- 

Aerobic and Anaerobic Respiration

Every Human Being needs Energy to Survive. For humans food is the source of energy and oxygen is required by food to release this energy. Respiration is the process by which body obtains and utilizes oxygen and eliminates carbon dioxide. There are three processes of respiration in humans, these are, breathing, internal respiration and cellular respiration.

Breathing is the process of moving air into and out of the lungs to facilitate gas exchange with the internal environment, mostly by bringing in oxygen and flushing out carbon dioxide. Internal respiration is the exchange of substances between capillaries and cells, whereas, cellular respiration is the release of energy from food substances in living cells. Today we will discuss cellular respiration only.

Cellular Respiration

The release of energy from food substances in all living cells is called cellular respiration. There are two kinds of cellular respiration aerobic and anaerobic.

Aerobic respiration is the process by which oxygen-breathing creatures turn fuel, such as fats or sugars, into energy. The key organelle of aerobic respiration is the mitochondria where the glucose molecule goes through a multistep process, mainly Glycolysis, Kreb’s cycle and electron transport chain. At the end of this multistep process, 36 molecules of Adenosine triphosphate or ATP are generated from only one molecule of glucose. This makes aerobic respiration a very efficient process. All organisms can carry this type of respiration and some yeast.

A simplified equation of aerobic respiration is:

C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O + energy

Where C6H12O6 is glucose, O2 is oxygen, CO2 carbon dioxide and H2O water.

Muscle contraction, protein synthesis, cell division, active transport, growth, transmission of nerve impulse and regulation of body temperature are some of the uses of aerobic respiration in humans. Muscle contraction, contraction and relaxation in cardiac muscles and peristalsis are all carried out through aerobic respiration. Peptide bonds are formed for protein synthesis by aerobic respiration, growth, synthesis of chromosomes, synthesis of cell membranes are all carried out by aerobic respiration. The same process also carries out transmission of nerve impulse, along the axon by transporting sodium ions in and out of the membrane.

Anaerobic respiration is used in alcoholic fermentation, lactic acid fermentation and during rigorous muscular activity. Alcoholic fermentation is carried out in plants, where sugar is broken down to release energy.

Glucose ethanol + CO2 + energy of 2 ATP is released An economically important process that is used in bread making and brewing of beer and wine.

Some bacteria causes milk to turn sour and form yogurt. The bacteria feeds on sugar, which is then converted into lactic acid and energy. This energy is also equivalent to 2 ATP.

Glucose  lactic acid + energy 

During strenuous activity, breathing is not enough to provide sufficient oxygen for respiration. Muscles experience a shortage of oxygen, causing formation of lactic acid. Accumulation of lactic acid causes muscular cramps and fatigue. In turn, muscle experiences oxygen debt during periods of anaerobic respiration, rapid breathing helps to repay debt by increasing oxygen in the muscles. Thus, converting lactic acid back to glucose.