Bilgi

Prokayotik hücrelerin kullandığı hücresel solunumun adı nedir?

Prokayotik hücrelerin kullandığı hücresel solunumun adı nedir?



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.

Ökaryotik hücreler, anaerobik veya aerobik solunum kullanarak mitokondri kullanır. Prokayotik hücreler mitokondriden yoksundur ancak bakteridir. Mitokondri, bakterilerden kaynaklanır ve aynı şekilde kullanılabilir. Bakteriler, Mitokondrilerin yaptığı gibi ATP üretir.

Peki, bu tür hücresel solunuma ne denir?


Prokayotik hücreler anaerobik solunum kullanır.

Glikoliz, mitokondride meydana gelmeyen hücresel solunumun tek aşamasıdır.

Glikoliz işlemi oksijene ihtiyaç duymaz ve anaerobik solunum kullanır. Diğer aşamalar oksijen gerektirir ve aerobik solunum kullanır.


Fotosentez sırasında glikozda depolanan enerjiye ne olur? Canlılar bu depolanan enerjiyi nasıl kullanır? Cevap hücresel solunum. Bu süreç, glikozdaki enerjiyi yapmak için serbest bırakır. ATP (adenosin trifosfat), hücrelerin tüm çalışmalarına güç veren molekül.

Hücresel solunuma giriş http://www.youtube.com/watch?v=2f7YwCtHcgk (14:19) adresinde görüntülenebilir.

Hücresel Solunumun Aşamaları

Hücresel solunum birçok kimyasal reaksiyonu içerir. Reaksiyonlar bu denklemde özetlenebilir:

Hücresel solunum reaksiyonları üç aşamada gruplandırılabilir: glikoliz (1. aşama), Krebler Çevrim, ayrıca denir sitrik asit döngüsü (aşama 2) ve elektron taşıma (sahne 3).Figür aşağıda, aşağıdaki kavramlarda daha ayrıntılı tartışılacak olan bu üç aşamaya genel bir bakış verilmektedir. Glikoliz hücrenin sitozolünde meydana gelir ve oksijen gerektirmez, oysa Krebs döngüsü ve elektron taşınması mitokondride meydana gelir ve oksijen gerektirir.

Hücresel solunum burada gösterilen aşamalarda gerçekleşir. İşlem, altı karbon atomuna sahip bir glikoz molekülü ile başlar. Bu karbon atomlarının her birine ne olur?

Mitokondrinin Yapısı: Aerobik Solunumun Anahtarı

Mitokondrinin yapısı, sürecin anahtarıdır. aerobik (oksijen varlığında) hücresel solunum, özellikle Krebs döngüsü ve elektron taşınması. Bir mitokondri diyagramı şekilde gösterilmiştir. Figür aşağıda.

Bir mitokondrinin yapısı, bir iç ve dış zar tarafından tanımlanır. Bu yapı aerobik solunumda önemli bir rol oynar.

Gördüğünüz gibi Figür yukarıda, bir mitokondrinin bir iç ve bir dış zarı vardır. İç ve dış zar arasındaki boşluğa zarlar arası boşluk denir. İç zarın çevrelediği boşluğa matris denir. Hücresel solunumun ikinci aşaması olan Krebs döngüsü matriste gerçekleşir. Üçüncü aşama olan elektron taşınması iç zarda gerçekleşir.


Prokaryotlarda Anaerobik Hücresel Solunum

Bazı bakteri türleri ve Archaea dahil olmak üzere bazı prokaryotlar anaerobik solunum kullanır. Örneğin, metanojenler olarak adlandırılan Archaea grubu, NADH'yi oksitlemek için karbondioksiti metana indirger. Bu mikroorganizmalar toprakta ve inek ve koyun gibi geviş getirenlerin sindirim sistemlerinde bulunur. Benzer şekilde, çoğu anaerobik olan sülfat indirgeyen bakteriler ve Archaea (Şekil 8), NADH'den NAD+'yı yeniden oluşturmak için sülfatı hidrojen sülfüre indirgeyin.

Şekil 8 Bu kıyı sularında görülen yeşil renk, hidrojen sülfür patlamasından kaynaklanmaktadır. Anaerobik, sülfat indirgeyen bakteriler, sudaki algleri ayrıştırırken hidrojen sülfür gazı salmaktadır. (kredi: NASA resmi nezaketi Jeff Schmaltz, NASA GSFC'deki MODIS Kara Hızlı Müdahale Ekibi)

Diğer fermantasyon yöntemleri bakterilerde meydana gelir. Birçok prokaryot fakültatif olarak anaerobiktir. Bu, oksijenin mevcudiyetine bağlı olarak aerobik solunum ve fermantasyon arasında geçiş yapabilecekleri anlamına gelir. Bazı prokaryotlar, örneğin Clostridia bakteriler, zorunlu anaeroblardır. Zorunlu anaeroblar, moleküler oksijenin yokluğunda yaşar ve büyür. Oksijen bu mikroorganizmalar için bir zehirdir ve maruz kaldıklarında onları öldürür. Laktik asit fermantasyonu hariç tüm fermantasyon biçimlerinin gaz ürettiğine dikkat edilmelidir. Belirli gaz türlerinin üretimi, bakterilerin laboratuvarda tanımlanmasında rol oynayan spesifik karbonhidratların fermantasyonunun bir göstergesi olarak kullanılır. Glikolizde altıncı adım için yeterli bir NAD+ tedarikini sağlamak için farklı organizmalar tarafından çeşitli fermantasyon yöntemleri kullanılır. Bu yollar olmadan, bu adım gerçekleşmeyecek ve glikozun parçalanmasından hiçbir ATP hasat edilmeyecektir.


Hücresel solunumun üç ana ürünü nedir?

Hücresel solunum bu süreçtir oksijen ve glikoz oluşturmak için kullanılır ATP, karbon dioksit, ve Su. ATP, karbon dioksit, ve Su hepsi bu sürecin ürünleridir çünkü yaratılmışlardır.

Bir de şu sorulabilir, hücresel solunum için genel tepki nedir? NS genel tepki şu şekilde ifade edilebilir: Glikoz + 2 NAD + + 2 Pben + 2 ADP &rarr 2 piruvat + 2 NADH + 2 ATP + 2 H + + 2 H2O + ısı. Glikoz ile başlayarak, glikoz 6-fosfat üretmek için glikoza bir fosfat bağışlamak için 1 ATP kullanılır.

Ayrıca bilin, hücresel solunumun 3 aşaması nedir ve nerede oluşur?

Hücresel solunum gerçekleşir içinde üç aşama: glikoliz, Krebs döngüsü ve elektron taşınması. Glikoliz anaerobik bir süreçtir. Diğer ikisi aşamalar aerobik süreçlerdir. ürünleri hücresel solunum fotosentez için gereklidir ve bunun tersi de geçerlidir.

Hücresel solunum için hangi hammaddelere ihtiyaç vardır?

Oksijen ve glikoz hücresel solunumda ihtiyaç duyulan iki ana hammaddedir.


Mitokondri sayısı

Hücresel solunum için gerekli enzimler ve diğer bileşenler, zarlara sabitlenmiş ve mitokondriyal matriste serbest halde bulunur.

Bu nedenle, daha fazla miktarda enerji gerektiren hücreler, enerji gereksinimi daha düşük olan hücrelerin aksine, yüksek sayıda mitokondriye sahip olmaları ile karakterize edilir.

Örneğin, karaciğer hücrelerinde ortalama 2.500 mitokondri bulunurken, bir kas hücresi (metabolik olarak çok aktif) çok daha fazla sayıda içerir ve bu hücre tipinin mitokondrileri daha büyüktür.

Ayrıca bunlar, örneğin sperm kamçısını çevreleyen, enerjinin gerekli olduğu belirli bölgelerde bulunur.


Prokayotik hücrelerin kullandığı hücresel solunumun adı nedir? - Biyoloji

Bu içeriği görüntülemek için J o VE aboneliği gereklidir. Sadece ilk 20 saniyeyi görebileceksiniz.

JoVE video oynatıcı, HTML5 ve Adobe Flash ile uyumludur. HTML5 ve H.264 video codec bileşenini desteklemeyen daha eski tarayıcılar, Flash tabanlı bir video oynatıcı kullanmaya devam edecektir. Flash'ın en yeni sürümünü buradan indirmenizi öneririz, ancak 10 ve sonraki tüm sürümleri destekliyoruz.

Bu yardımcı olmazsa, lütfen bize bildirin.

Arkeler ve bakteriler prokaryotlar, küçük tek hücreli organizmalardır.

Tüm prokaryotik hücreler, bir peptidoglikan duvarı ile kaplanabilen seçici geçirgen bir plazma zarı ile çevrilidir. Amino asitlerin ve şekerlerin polimerleri, ekstra koruma seviyesi için, çoğunlukla hem ozmotik basıncı hem de genel şekli korumak için. Bu zarfın dışında başka bir savunma katmanı var. Hidrofilik kapsül, adhezyonu destekleyen bir polisakkarit sınırdır. İçeride, genetik materyal de dahil olmak üzere çeşitli bileşenler viskus sitoplazmasında basitçe askıya alınır.

Bir çekirdek yerine DNA, serbestçe yüzen proteinlerle etkileşime girebildiği nükleoid adı verilen merkezi kısımda kümelenmiş tek, çift iplikli bir şekilde düzenlenir. Daha küçük dairesel parçalar, plazmitler bu kromozomal DNA'dan psişik olarak ayrılır ve bağımsız olarak çoğalabilir ve antibiyotik direnci gibi hayatta kalma avantajı sağlar. Bu evrensel yapısal benzerliklerin ötesinde, farklı türler benzersiz protein ve lipide bağlı organeller içerir.

Örneğin, siyanobakteriler, çok düşük yoğunluklarda ışık toplamak için karbon sabitleyici karboksizomlar ve fotosentetik tilakoidler gibi mikro bölümlere sahiptir. Manyeto taktik bakterileri, hareketlerini manyetik alan çizgileri boyunca yönlendiren manyetozomlara sahiptir. Diğer modlar, aşırı besinleri depolamak için spor oluşumunu ve kapanımları içerir.

Düşük derecede hücresel bölümlendirme ile basit olma ünlerine rağmen, prokaryotik hücreler karmaşık ortamlarda hayatta kalmak için evrimleşmişlerdir.

4.4: Prokaryotik Hücreler

Prokaryotlar, Archaea ve Bacteria alanlarındaki küçük tek hücreli organizmalardır. Bakteriler, Salmonella gibi birçok yaygın organizmayı içerir ve Escherichia koliArkea, volkanik kaynaklar gibi zorlu ortamlarda yaşayan ekstremofilleri içerir.

Ökaryotik hücreler gibi, tüm prokaryotik hücreler bir plazma zarı ile çevrilidir ve genetik talimatları içeren DNA'ya, hücrenin içini dolduran sitoplazmaya ve proteinleri sentezleyen ribozomlara sahiptir. Bununla birlikte, ökaryotik hücrelerden farklı olarak, prokaryotlar bir çekirdekten veya diğer zara bağlı hücre içi organellerden yoksundur. Hücresel bileşenleri genellikle sitoplazma içinde serbestçe yüzer, ancak DNA'ları genellikle tek, dairesel bir kromozomdan oluşur ve nükleoid adı verilen bir bölgede kümelenir.

Sitoplazmanın içinde, birçok prokaryot, plazmit adı verilen küçük dairesel DNA parçalarına sahiptir. Bunlar, nükleoiddeki kromozomal DNA'dan farklıdır ve antibiyotik direnci için genler gibi sadece birkaç gene sahip olma eğilimindedir. Plazmitler kendi kendini kopyalar ve prokaryotlar arasında iletilebilir.

Çoğu prokaryot, hücreyi fiziksel olarak koruyan ve farklı ortamlarda ozmotik basıncın korunmasına yardımcı olan, plazma membranlarının dışında uzanan peptidoglikandan yapılmış bir hücre duvarına sahiptir. Birçok prokaryotta ayrıca hücre duvarlarını kaplayan ve organizmaların bir substrata veya birbirlerine yapışmasına izin veren ve ek koruma sağlayan yapışkan bir kapsül tabakası bulunur.

Prokaryotlarda zara bağlı organeller bulunmazken, bazılarında siyanobakterilerde fotosentez gibi özel işlevleri yerine getiren plazma zarının kıvrımları vardır. Bu nedenle, prokaryotlar ökaryotlara kıyasla basit olsalar da, karmaşık işlevleri yerine getirmelerine yardımcı olan ve çok çeşitli ortamlarda yaşamalarına izin veren bazı benzersiz yapılara sahiptirler.

Oikonomou, Catherine M. ve Grant J. Jensen. &ldquoElektron Kriyotomografisinden Prokaryotik Hücre Biyolojisine Yeni Bir Bakış.&rdquo Doğa İncelemeleri. Mikrobiyoloji 14, hayır. 4 (Nisan 2016): 205&ndash20. [Kaynak]

Murat, Dorothee, Meghan Byrne ve Arash Komeili. &ldquoProkaryotik Organellerin Hücre Biyolojisi.&rdquo Biyolojide Cold Spring Harbor Perspektifleri 2, hayır. 10 (Ekim 2010). [Kaynak]


Prokaryotik hücrelerin yapısı

NS Prokaryotik hücreler yapısal olarak en basit ve küçük . Tüm hücreler gibi, içe doğru kıvrımlar içeren bir plazma zarı ile sınırlandırılırlar ( istilalar ), bazıları lamel denir, ve bir başkası denir mezozom ve hücre bölünmesi ile ilgilidir.

NS prokaryotik hücre zarın dışında bir hücre duvarı ile çevrilidir yani koruma sağlar.

İçeride nasıllar? sitoplazma

Hücrenin iç kısmına denir sitoplazma . Merkezde, daha yoğun bir bölge bulmak mümkündür. nükleoid , burada genetik materyal veya DNA bulunur . Diğer bir deyişle, DNA sitoplazmanın geri kalanından ayrılmaz ve mezozom.

Sitoplazmada da vardır ribozomlar protein yapma işlevine sahip yapılardır. Özgür olabilirler veya adı verilen gruplar oluşturabilirler. poliribozomlar .


Araştırma – Hücresel Solunum Sanal Laboratuvarı

AP Biyoloji'deki öğrenciler, solunum ölçerlere bezelye veya diğer canlı organizmaları yerleştirerek hücresel solunumu araştırırlar. Cihazları suya daldırdıktan sonra, öğrenciler pipetlerdeki su hareketi hakkında veri toplayarak hızı veya solunumu ölçerler.

Bu laboratuvarı yıllardır kurdum ve pahalı ve zaman alıcı olabilir. Ders sürelerim sadece 50 dakikadır, bu yüzden AP Biyoloji Solunum Laboratuvarı'na gidip ilk gün kurardım, ardından ikinci gün veri toplardım. Bu aslında ideal değildir çünkü solunum ölçerde bir gecede değişiklikler meydana gelebilir.

Bu sanal sürüm daha az zaman ve para alır. Öğrenciler, tohum sayısı ve odanın sıcaklığı gibi simülatördeki değişkenleri değiştirebilir. İki dakika sonra solunum ölçeri okurlar ve tüpteki suyun ne kadar arttığını kaydederler. Solunum hızı ne kadar hızlı olursa, tüpteki suyun yer değiştirmesi o kadar fazla olur. Bu işlem sırasında tüketilen oksijen nedeniyle oluşur.

Çalışma sayfası bir CER (iddia, kanıt, akıl yürütme) olarak düzenlenmiştir ve deneysel soruların nasıl çözüleceğine dair asgari talimatlar sağlar. Teknik olarak buna “sorgu laboratuarı” demezdim ama öğrencilere değişkenleri keşfetme fırsatı veriyor.

Öğrenciler çalışma sayfasını bir çalışma kağıdı olarak veya çevrimiçi olarak tamamlayabilirler. Hatta öğrencilerin verilerin grafiğini çıkarmak için Google sayfalarını kullanmalarını sağlayabilirsiniz, ancak bu gerekli değildir. Grafik olmadan verilerdeki eğilimleri oldukça kolay bir şekilde not edebilirler. Genellikle ünitenin hemen sonrasına, öğrencilerin organelleri ve görevlerini öğrendikleri hücrelere solunum yerleştiririm. Bu aktiviteyi, tohumların oksijeni nasıl kullandığını inceledikleri için fotosentez birimiyle de eşleştirebilirsiniz.


Sitoplazma, mümkünse prokaryotlarda ökaryotlarda olduğundan daha önemli bir rol oynar. Prokaryotik hücrede meydana gelen tüm kimyasal reaksiyonların ve süreçlerin yeridir.

Ökaryotik hücreden bir başka sapma, plazmit olarak bilinen küçük, dairesel, kromozom dışı DNA'nın varlığıdır. Bunlar hücreden bağımsız olarak çoğalır ve diğer bakteri hücrelerine aktarılabilir. Bu iki şekilde gerçekleşir. Birincisi açıktır - bakteri hücresi ikili fisyon adı verilen bir süreçle bölündüğünde - sitoplazma hücreler arasında eşit olarak bölündüğü için plazmitler genellikle yavru hücreye aktarılır.

İkinci bulaşma yöntemi, iki bakteri hücresi arasında genetik materyalin transferi için değiştirilmiş bir pilusun kullanılacağı bakteri konjugasyonu (bakteri cinsiyeti) yoluyladır. Bu, tüm bakteri popülasyonu boyunca yayılan tek bir mutasyonla sonuçlanabilir. Bu nedenle, reçete edilen herhangi bir antibiyotik kürünü bitirmek çok önemlidir. Tek bir kurtulan, avantajlı genlerini vücudunuzdaki mevcut bakterilere yayabilir ve hücrenin herhangi bir soyu antibiyotik direncini paylaşacaktır.

Plazmitler, genleri virülans, antibiyotik direnci, ağır metal direnci için kodlayabilir. Bunlar insanlık tarafından genetik mühendisliği için kaçırıldı

DNA, sitoplazmanın Nükleoid adı verilen özel bir alanında tutulan uzun bir ipliktedir. Bir mikrografta karanlık görünebilir, ancak onu Çekirdek olarak adlandırma hatasına düşmeyin!


112 Prokaryotik Metabolizma

Bu bölümün sonunda aşağıdakileri yapabileceksiniz:

  • Prokaryotların ihtiyaç duyduğu makro besinleri tanımlayın ve önemlerini açıklayın
  • Prokaryotların yaşam süreçleri için enerji ve karbon elde etme yollarını tanımlayın
  • Prokaryotların karbon ve azot döngülerindeki rollerini açıklayın

Prokaryotlar metabolik olarak çeşitli organizmalardır. Çoğu durumda, bir prokaryot, tanımlayıcı metabolik özellikleriyle bir tür kladına yerleştirilebilir: Laktozu metabolize edebilir mi? Sitratta büyüyebilir mi? H üretiyor mu2S? Asit ve gaz üretmek için karbonhidratları fermente eder mi? Anaerobik koşullarda büyüyebilir mi? Metabolizma ve metabolitler, enzim yollarının ürünü olduğundan ve enzimler genlerde kodlandığından, bir prokaryotun metabolik yetenekleri, genomunun bir yansımasıdır. Yeryüzünde çeşitli enerji ve karbon kaynaklarına ve prokaryotların uyum sağlayabileceği değişken koşullara sahip birçok farklı ortam vardır. Prokaryotlar, mevcut enerji ve karbon kaynaklarını kullanarak derin su volkanik bacalarından Antarktika buzlarına kadar her ortamda yaşayabilmiştir. Prokaryotlar, nitrojen ve karbon döngülerine dahil olma, oksijenin fotosentetik üretimi, ölü organizmaların ayrışması ve insanlar dahil çok hücreli organizmalar içinde parazitik, ortak veya karşılıklı organizmalar olarak gelişme dahil olmak üzere Dünya'daki birçok boşluğu doldurur. Prokaryotların kapladığı çok geniş ortam yelpazesi, çeşitli metabolik süreçlere sahip oldukları için mümkündür.

Prokaryotların İhtiyaçları

Dünyadaki çeşitli ortamlar ve ekosistemler, sıcaklık, mevcut besinler, asitlik, tuzluluk, oksijen mevcudiyeti ve enerji kaynakları açısından çok çeşitli koşullara sahiptir. Prokaryotlar, yaşamlarını çok çeşitli besinlerden ve çevresel koşullardan sağlamak için çok iyi donanımlıdır. Prokaryotların yaşamak için bir enerji kaynağına, bir karbon kaynağına ve bazı ek besinlere ihtiyacı vardır.

Makrobesinler

Hücreler esasen iyi organize edilmiş makromoleküller ve su topluluğudur. Makromoleküllerin monomer adı verilen daha küçük birimlerin polimerizasyonuyla üretildiğini hatırlayın. Hücrelerin yaşamı sürdürmek için gerekli tüm molekülleri oluşturması için topluca besinler olarak adlandırılan belirli maddelere ihtiyaçları vardır. Prokaryotlar doğada büyüdüklerinde besinlerini çevreden almaları gerekir. Çok miktarda ihtiyaç duyulan besinlere denir. makro besinler, daha küçük veya eser miktarlarda gerekli olanlara denir mikro besinler. Karbon, hidrojen, oksijen, azot, fosfor ve kükürt gibi sadece bir avuç element makro besin olarak kabul edilir. (Bu öğeleri hatırlamak için bir anımsatıcı, kısaltmadır. CHONPS.)

Bu makrobesinlere neden büyük miktarlarda ihtiyaç duyulur? Su da dahil olmak üzere hücrelerdeki organik bileşiklerin bileşenleridir. Karbon, tüm makromoleküllerdeki ana elementtir: karbonhidratlar, proteinler, nükleik asitler, lipitler ve diğer birçok bileşik. Karbon, hücre bileşiminin yaklaşık yüzde 50'sini oluşturur. Buna karşılık nitrojen, tipik bir hücrenin toplam kuru ağırlığının sadece yüzde 12'sini temsil eder. Azot, proteinlerin, nükleik asitlerin ve diğer hücre bileşenlerinin bir bileşenidir. Doğada bulunan nitrojenin çoğu ya atmosferik nitrojendir (N2) veya başka bir inorganik form. iki atomlu (N2) nitrojen, ancak nitrojen sabitleyici organizmalar olarak adlandırılan belirli mikroorganizmalar tarafından organik bir forma dönüştürülebilir. Hem hidrojen hem de oksijen, birçok organik bileşiğin ve suyun bir parçasıdır. Fosfor, tüm organizmalar tarafından nükleotidlerin ve fosfolipidlerin sentezi için gereklidir. Kükürt, sistein ve metionin gibi bazı amino asitlerin yapısının bir parçasıdır ve ayrıca birçok vitamin ve koenzimde bulunur. Diğer önemli makro besinler potasyum (K), magnezyum (Mg), kalsiyum (Ca) ve sodyumdur (Na). Bu elementler daha küçük miktarlarda gerekli olsa da prokaryotik hücrenin yapısı ve işlevi için çok önemlidir.

Mikrobesinler

Bu makro besinlere ek olarak, prokaryotlar küçük miktarlarda çeşitli metalik elementlere ihtiyaç duyar. Bunlara mikro besinler veya eser elementler denir. Örneğin, elektron taşıma reaksiyonlarında yer alan sitokromların işlevi için demir gereklidir. Bazı prokaryotlar, başta enzim kofaktörleri olarak bor (B), krom (Cr) ve manganez (Mn) gibi diğer elementleri gerektirir.

Prokaryotların Enerji Elde Etme Yolları

Prokaryotlar hem enerji elde etme biçimlerine hem de organik moleküller üretmek için kullandıkları karbon kaynağına göre sınıflandırılır. Bu kategoriler (Şekil)'de özetlenmiştir. Prokaryotlar, biyosentez ve diğer hücresel aktiviteler için gerekli olan ATP'yi üretmek için farklı enerji kaynaklarını kullanabilir. Fototroflar (veya fototrofik organizmalar) enerjilerini güneş ışığından alırlar. Fototroflar, klorofiller veya birkaç durumda bakteriyel rodopsin kullanarak ışığın enerjisini yakalar. (Rodopsin kullanan fototroflar, garip bir şekilde, fototrofiktir, ancak karbonu sabitlemedikleri için fotosentetik değildir.) Kemotroflar (veya kemosentetik organizmalar) enerjilerini kimyasal bileşiklerden alırlar. Organik bileşikleri enerji kaynağı olarak kullanabilen kemotroflara kemoorganotroflar denir. Kükürt veya demir bileşikleri gibi inorganik bileşikleri enerji kaynağı olarak kullanabilenlere kemolitotroflar denir.

Enerji üreten yollar, terminal elektron alıcısı olarak oksijen kullanan aerobik veya basit inorganik bileşikler veya organik moleküller kullanılarak anaerobik olabilir. terminal elektron alıcısı. Prokaryotlar, fotosentezin aerobik solunum için önemli miktarlarda oksijen üretmesinden önce yaklaşık bir milyar yıl boyunca Dünya'da yaşadığından, hem Bakterilerin hem de Arkelerin birçok türü anaerobiktir ve aşağıda tartışılan karbon ve azot döngülerinde metabolik aktiviteleri önemlidir.

Prokaryotların Karbon Elde Etme Yolları

Prokaryotlar sadece farklı enerji kaynaklarını değil, aynı zamanda farklı karbon bileşikleri kaynaklarını da kullanabilirler. Ototrofik prokaryotlar, organik molekülleri karbondioksitten sentezler. Buna karşılık, heterotrofik prokaryotlar, organik bileşiklerden karbon elde eder. Resmi daha karmaşık hale getirmek için prokaryotların nasıl enerji ve karbon elde ettiğini tanımlayan terimler birleştirilebilir. Böylece, fotoototroflar güneş ışığından gelen enerjiyi ve karbon dioksit ve sudan gelen karbonu kullanırken, kemoheterotroflar organik bir kimyasal kaynaktan hem enerji hem de karbon elde ederler. Kemolitoototroflar enerjilerini inorganik bileşiklerden alırlar ve karmaşık moleküllerini karbondioksitten oluştururlar. Son olarak, enerjilerini ışıktan, karbonlarını ise organik bileşiklerden alan prokaryotlar fotoheterotroflardır. Aşağıdaki tablo ((Şekil)) prokaryotlardaki karbon ve enerji kaynaklarını özetlemektedir.

Prokaryotlarda Karbon ve Enerji Kaynakları
Enerji kaynakları Karbon Kaynakları
Işık kimyasallar Karbon dioksit Organik bileşikler
fototroflar kemotroflar ototroflar heterotroflar
Organik kimyasallar inorganik kimyasallar
kemo-organotroflar kemolitotroflar

Prokaryotların Ekosistemlerdeki Rolü

Prokaryotlar her yerde bulunur: İçinde bulunmadıkları hiçbir niş veya ekosistem yoktur. Prokaryotlar işgal ettikleri ortamlarda birçok rol oynarlar. Karbon ve azot döngülerinde oynadıkları roller, Dünya'daki yaşam için hayati öneme sahiptir. Ek olarak, mevcut bilimsel fikir birliği, metabolik olarak etkileşimli prokaryotik toplulukların, ökaryotik hücrelerin ortaya çıkışının temeli olabileceğini düşündürmektedir.

Prokaryotlar ve Karbon Döngüsü

Karbon en önemli makro besinlerden biridir ve prokaryotlar karbon döngüsünde önemli bir rol oynar ((Şekil)). Karbon döngüsü, karbonun inorganik bileşiklerden organik bileşiklere ve tekrar geriye hareketini izler. Karbon, Dünya'nın başlıca rezervuarlarında döngüye girer: kara, atmosfer, su ortamları, tortullar ve kayalar ve biyokütle. Bir bakıma karbon döngüsü, ilk olarak antik Yunan filozofu Empedokles tarafından önerilen “dört elementin” rolünü yansıtır: ateş, su, toprak ve hava. Karbondioksit, kara bitkileri ve deniz prokaryotları tarafından atmosferden uzaklaştırılır ve prokaryotlar, mantarlar ve hayvanlar dahil olmak üzere kemoorganotrofik organizmaların solunumu yoluyla atmosfere geri döndürülür. Karasal ekosistemlerdeki en büyük karbon rezervuarı kayalarda ve tortularda olmasına rağmen, bu karbon kolayca mevcut değildir.

Karbon döngüsüne katılanlar kabaca organik karbon bileşiklerinin üreticileri, tüketicileri ve ayrıştırıcıları arasında bölünmüştür. NS birincil üreticiler CO'dan gelen organik karbon bileşiklerinin2 kara bitkileri ve fotosentetik bakterilerdir. Canlı kara bitkilerinde büyük miktarda kullanılabilir karbon bulunur. İlgili bir karbon bileşikleri kaynağı, humusÖlü bitkilerden ve ayrışmaya direnen prokaryotlardan gelen organik maddelerin bir karışımıdır. (Bu arada “humus,” kelimesi “insan” kelimesinin köküdür.) Hayvanlar ve diğer heterotroflar gibi tüketiciler, üreticilerin ürettiği organik bileşikleri kullanır ve atmosfere karbondioksit verir. Toplu olarak adlandırılan diğer bakteri ve mantarlar ayrıştırıcılar , bitki ve hayvanların ve bunların organik bileşiklerinin parçalanmasını (ayrışmasını) gerçekleştirir. Atmosferdeki çoğu karbondioksit, ölü hayvanları, bitkileri ve humusu parçalayan mikroorganizmaların solunumundan elde edilir.

Sulu ortamlarda ve bunların anoksik çökeltilerinde başka bir karbon döngüsü gerçekleşir. Bu durumda, döngü tek karbonlu bileşiklere dayanmaktadır. Anoksik çökeltilerde prokaryotlar, çoğunlukla arkeler metan üretir (CH4). Bu metan, oksijen açısından daha zengin olan ve bakteri denilen bakterileri destekleyen tortunun üzerindeki bölgeye hareket eder. metan oksitleyiciler metanı karbondioksite okside eder ve daha sonra atmosfere geri döner.


Prokaryotlar ve Azot Döngüsü

Azot, proteinlerin ve nükleik asitlerin ana bileşeni olduğu için yaşam için çok önemli bir elementtir. Bu bir makrobesindir ve doğada organik bileşiklerden amonyak, amonyum iyonları, nitrat, nitrit ve nitrojen gazına, çoğu sadece prokaryotlar tarafından gerçekleştirilen birçok işlemle geri dönüştürülür. (Şekil)'de gösterildiği gibi, prokaryotlar nitrojen döngüsünün anahtarıdır. Karasal ekosistemde bulunan en büyük azot havuzu, gaz halindeki nitrojen (N2) havadan gelir, ancak bu azot birincil üretici olan bitkiler tarafından kullanılamaz. Gaz halindeki nitrojen dönüştürülür veya amonyak (NH4) gibi daha hazır formlara "sabitlenir".3), nitrojen fiksasyonu süreci ile. Azot sabitleyen bakteriler şunları içerir: Azotobakter toprakta ve her yerde bulunan fotosentetik siyanobakterilerde. Bazı nitrojen sabitleyici bakteriler, örneğin rizobyum, baklagillerin köklerinde simbiyotik ilişkiler içinde yaşarlar. Bir başka amonyak kaynağı, azot içeren organik bileşiklerin ayrışması sırasında amonyağın serbest bırakıldığı süreç olan amonifikasyondur. Amonyum iyonu, nitrifikasyon adı verilen bir süreçte farklı bakteri türleri tarafından aşamalı olarak oksitlenir. Nitrifikasyon süreci, amonyumun nitrite (NO2 – ) ve nitritin nitrata dönüşümü ile devam eder. Topraklarda nitrifikasyon, cinse ait bakteriler tarafından gerçekleştirilir. nitrozomalar, nitrobakter, ve
nitrospira
. Topraktaki azotun çoğu amonyum (NH4 + ) veya nitrat (NO3 – ). Amonyak ve nitrat bitkiler tarafından kullanılabilir veya başka formlara dönüştürülebilir.

Atmosfere salınan amonyak, bununla birlikte, salınan toplam nitrojenin sadece yüzde 15'ini temsil eder, geri kalanı N şeklindedir.2 ve N2O (azot oksit). Amonyak, bazı prokaryotlar tarafından anaerobik olarak katabolize edilir ve N verir.2 nihai ürün olarak. Denitrifikasyon bakterileri, nitrifikasyon sürecini tersine çevirerek nitratı topraktan N gibi gazlı bileşiklere indirger.2O, HAYIR ve N2.


Azot döngüsü ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

  1. Baklagillerin kök nodüllerinde ve toprakta azot sabitleyici bakteriler bulunur.
  2. Denitrifikasyon bakterileri nitratları dönüştürür (NO3 – ) nitrojen gazına (N2).
  3. Amonifikasyon, amonyum iyonunun (NH4 + ) ayrışan organik bileşiklerden salınır.
  4. Nitrifikasyon, nitritlerin (NO2 – ) amonyum iyonuna (NH) dönüştürülür4 + ).

Bölüm Özeti

Dünyanın yaşayan en eski sakinleri olan prokaryotlar, çeşitli enerji ve karbon kaynakları, değişken sıcaklık, pH, basınç, oksijen ve su mevcudiyeti ile birçok farklı ortamda geliştikleri metabolik olarak en çeşitli olanlardır. Büyük miktarlarda ihtiyaç duyulan besinlere makro besinler, eser miktarlarda gerekli olanlara ise mikro besinler veya eser elementler denir. Makrobesinler arasında C, H, O, N, P, S, K, Mg, Ca ve Na bulunur. Bu makro besinlere ek olarak, prokaryotlar büyüme ve enzim fonksiyonu için çeşitli metalik elementlere ihtiyaç duyar. Prokaryotlar, daha küçük moleküllerden makromolekülleri birleştirmek için farklı enerji kaynakları kullanır. Fototroflar enerjilerini güneş ışığından alırken, kemotroflar kimyasal bileşiklerden enerji alırlar. Enerji üreten yollar aerobik veya anaerobik olabilir.

Prokaryotlar karbon ve azot döngülerinde rol oynar. Üreticiler atmosferdeki karbondioksiti yakalar ve organik bileşiklere dönüştürür. Tüketiciler (hayvanlar ve diğer kemoorganotrofik organizmalar) üreticiler tarafından üretilen organik bileşikleri kullanır ve solunum yoluyla atmosfere karbondioksit salmaktadır. Karbondioksit ayrıca ölü organizmaların mikrobiyal ayrıştırıcıları tarafından atmosfere geri döndürülür. Azot ayrıca organik bileşiklerden amonyak, amonyum iyonları, nitrit, nitrat ve azot gazına kadar canlı organizmaların içinde ve dışında döngü yapar. Prokaryotlar bu dönüşümlerin çoğu için gereklidir. Gaz halindeki nitrojen, nitrojen fiksasyonu yoluyla amonyağa dönüştürülür. Amonyak, bazı prokaryotlar tarafından anaerobik olarak katabolize edilir ve N2 nihai ürün olarak. Nitrifikasyon, amonyumun nitrite dönüştürülmesidir. Topraklarda nitrifikasyon bakteriler tarafından gerçekleştirilir. Denitrifikasyon ayrıca bakteriler tarafından gerçekleştirilir ve topraktaki nitratı N gibi gaz halindeki azot bileşiklerine dönüştürür.2O, HAYIR ve N2.

Görsel Bağlantı Soruları

(Şekil) Azot döngüsü ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?


Oksijen, son elektron alıcısı olarak hareket ettiğinden, hücresel solunum süreci için kesinlikle gereklidir. Oksijen olmadan bu işlem tamamlanamaz. Ayrıca, hücreler için temel enerji olan ATP'nin büyük kısmı elektron taşıma zinciri tarafından yaratılır. Bu aşamada, yakıtta veya gıdada depolanan tüm enerji, hücreye sunulur.

Hücresel solunumun tamamlanması günlük yaşamda görülebilir. Koşmaya ya da yürüyüşe çıktığınızda, vücudunuzdaki kasları çalıştırıyorsunuz ve daha fazla nefes almanız gerekiyor. Bu işlem sırasında kaslarınız daha yüksek oranda glikoz ve oksijen ister, bu da kalp atış hızınız arttıkça ve nefesiniz hızlanıp derinleştikçe gerçekleşir. Bu olduğunda, kaslarınız depolanmış glikojeni kaslarınızdan alır ve glikoza dönüştürür. Üçüncü aşamada oksijen verildiği için hücresel solunum tamamlanır.


Videoyu izle: BİYOLOJİ- HÜCRESEL SOLUNUM2- (Ağustos 2022).