В чем заключается разница метаболических путей расщепления углеводов инфузории туфельки и маслянокислой бактерии?

Разница связана прежде всего с условиями жизни и, как следствие, с тем, каким способом клетки получают энергию из углеводов: у инфузории-туфельки преобладает аэробное дыхание, а у маслянокислых бактерий — анаэробное брожение (маслянокислое).

1) Инфузория-туфелька: в основном аэробное расщепление углеводов

Инфузория — одноклеточный эукариот, обычно живёт в воде, где есть растворённый кислород. Поэтому углеводы у неё расщепляются так, как у большинства эукариот:

Основные этапы

1. Гликолиз (в цитоплазме)
   Глюкоза → 2 пирувата + немного АТФ + NADH.
   Это универсальная стадия, она есть почти у всех организмов.

2. Окислительное декарбоксилирование пирувата (в митохондриях)
   Пируват → ацетил-КоА + CO₂.

3. Цикл Кребса (в митохондриях)
   Ацетил-КоА полностью окисляется до CO₂, образуются восстановленные коферменты (NADH, FADH₂).

4. Дыхательная цепь и окислительное фосфорилирование (внутренняя мембрана митохондрий)
   Электроны с NADH/FADH₂ передаются по цепи переносчиков на кислород (он — конечный акцептор электронов), синтезируется основная часть АТФ.

Итог для инфузории

• Конечные продукты: в основном CO₂ и H₂O (полное окисление).

• Энергетический выход: высокий (значительно больше АТФ на молекулу глюкозы, чем при брожении).

• Ключевой признак: наличие митохондрий и использование кислорода как конечного акцептора электронов.

(При нехватке кислорода у некоторых простейших могут включаться анаэробные варианты обмена, но для «классического» сравнения в школьно-биологическом контексте инфузорию рассматривают как организм с преобладанием аэробного дыхания.)

2) Маслянокислая бактерия: анаэробное расщепление углеводов (маслянокислое брожение)

Маслянокислые бактерии (типично клостридии) — прокариоты, часто строгие анаэробы: кислород им не нужен и может быть вреден. Поэтому они получают энергию без кислорода, через брожение.

Основные этапы

1. Гликолиз (в цитоплазме)
   Глюкоза → 2 пирувата + немного АТФ + NADH.

2. Преобразование пирувата в ацетил-КоА и другие промежуточные продукты
   Дальше путь не идёт в цикл Кребса «как у эукариот» с полной минерализацией: задача — восстановить баланс NADH/NAD⁺ и получить энергию за счёт субстратного фосфорилирования.

3. Собственно маслянокислое брожение
   Часть углерода уходит в масляную кислоту (бутират), часто также образуются уксусная кислота, CO₂, H₂ (и иногда следовые продукты).

Итог для бактерии

• Конечные продукты: органические кислоты (масляная кислота — главная), часто CO₂ и H₂. Окисление неполное.

• Энергетический выход: низкий (АТФ получается мало, в основном на стадии гликолиза и отдельных реакциях субстратного фосфорилирования).

• Ключевой признак: кислород не используется, конечные акцепторы электронов — органические соединения (внутриклеточно), поэтому образуются восстановленные продукты (бутират и др.).

• Органелл (митохондрий) нет, всё идёт в цитоплазме и на бактериальных мембранах.

3) Главное сравнение «в одном блоке»

Что общего

• У обоих стартовая стадия расщепления глюкозы — гликолиз.

В чем принципиальная разница

1. Наличие кислорода и тип энергетики

   • Инфузория: аэробное дыхание, кислород — конечный акцептор электронов.

   • Маслянокислая бактерия: анаэробное брожение, кислород не нужен, электроны «сбрасываются» на органические промежуточные продукты.

2. Степень окисления углеводов

   • Инфузория: полное окисление до CO₂ и H₂O.

   • Бактерия: неполное окисление, остаются энергосодержащие органические кислоты (в т.ч. масляная).

3. Выход энергии (АТФ)

   • Инфузория: высокий (основная энергия — за счёт дыхательной цепи и окислительного фосфорилирования).

   • Бактерия: низкий (в основном субстратное фосфорилирование).

4. Клеточная организация и «место» процессов

   • Инфузория (эукариот): есть митохондрии (цикл Кребса и дыхательная цепь там).

   • Бактерия (прокариот): митохондрий нет, брожение идёт в цитоплазме/на мембранах.

Итак: инфузория-туфелька обычно расщепляет углеводы по пути аэробного дыхания с полным окислением и большим выходом АТФ, а маслянокислая бактерия — по пути маслянокислого анаэробного брожения с неполным окислением и образованием масляной кислоты (и других восстановленных продуктов) при меньшем выходе энергии.