71. Энергетические ресурсы, используемые микроорганизмами.

Организмы могут использовать не все виды энергии, существу­ющей в природе. Недоступными для них являются ядерная, меха­ническая, тепловая виды энергии. Доступными для живых систем внешними источниками энергии (энергетическими ресур­сами) являются электромагнитная (физическая) энергия (свет определенной длины волны) и химическая (восстановленные хи­мические соединения). Способностью использовать энергию света обладает большая группа фотосинтезирующих организмов, в том числе и прокариот, имеющих фоторецепторные молекулы несколь­ких типов (хлорофиллы, каротиноиды, фикобилипротеины). Для всех остальных организмов источниками энергии служат процес­сы окисления химических соединений.

Часто энергетическими ресурсами служат биополимеры, нахо­дящиеся в окружающей среде (полисахариды, белки, нуклеино­вые кислоты), а также липиды. Полимерные молекулы расщепляются до мономеров с помо­щью ферментов, синтезируемых и выделяемых прокариотами в окружающую среду (экзоферментов). Крахмал и гликоген гидро-лизуются амилазами, гликозидные связи целлюлозы расщепля­ются целлюлазой. Многие бактерии образуют пектиназу, хитиназу, агаразу и другие ферменты, гидролизующие соответствующие полисахариды и их производные. Белки расщепляются внеклеточ­ными протеазами, воздействующими на пептидные связи. Нукле­иновые кислоты гидролизуются рибо- и дезоксирибонуклеазами. Образующиеся небольшие молекулы легко транспортируются в клетку через мембрану.

72. Общая характеристика энергетических процессов. Основные способы получения энергии.

В самом общем виде процессы, способные служить источником энергии для прокариот, можно представить следующим образом:А=.В+е. Например,Fe²⁺=Fe³⁺ +e

-СН₂—СН₂ - = -СН=СН—+ 2Н⁺ +2е-

СН₄+1/20₂—СНзОН. В первой реакции окисление иона двухвалентного железа --это потеря электрона. Во втором примере окисление углеродного субстрата можно в равной мере рассматривать как отрыв от него водорода (дегидрирование) или независимое удаление двух про­тонов (Н^ и электронов (е). У прокариот известны три способа получения энергии: разные виды брожения, дыхания и фотосинтеза. В процессах брожения в определенных ОВР обра­зуются нестабильные молекулы, фосфатная группа которых содер­жит много свободной энергии. Эта группа с помощью соответству­ющего фермента переносится на молекулу АДФ, что приводит к образованию АТФ. Реакции, в которых энергия, освобождающая­ся на определенных окислительных этапах брожения запасается в молекулах АТФ, получили название субстратного фосфо-рилированияМногие прокариоты получают энергию в процессе дыхания. Они окисляют восстановленные вещества с относительно низким окис­лительно-восстановительным потенциалом, возникающие в реакциях промежуточного метаболизма или являющиеся исход­ными субстратами, например НАД*Н₂, сукцинат, лактат. Т.о, в процессе дыхания молекулы одних веществ окисляются, других — восстанавливаются, т.е. окислительно-вос­становительные процессы в этом случае всегда межмолекулярны. У прокариот известны три типа фотосинтеза: I — зависимый от бактериохлорофилла бескислородный фотосинтез, осуществ­ляемый группами зеленых, пурпурных бактерий и гелиобактерий; II — зависимый от хлорофилла кислородный фотосинтез, свой­ственный цианобактериям и прохлорофитам; III — зависимый от бактериородопсина бескнслородный фотосинтез.