Глава 2. Физиология микроорганизмов

Физиология микроорганизмов изучает процессы их рос­та, развития, питания, способы получения энергии для осу­ществления этих процессов, а также происходящие при этом превращения веществ в клетке.

Эти знания позволяют управлять жизнедеятельностью микроорганизмов, эффективно использовать их в практичес­ких целях — в сельском хозяйстве и промышленности, а так­же находить средства борьбы с ними, когда это необходимо.

Понятие об обмене веществ

Основу жизнедеятельности микроорганизмов, как и всех живых существ, составляет обмен веществ (метаболизм) с окружающей средой.

Обмен веществ представляет собой сложный комплекс разнообразных химических превращений веществ пищи, поступающей в организм из внешней среды (из субстрата). Поступившие в клетку питательные вещества подвергают­ся "переработке", и из образующихся простых соединений синтезируются сложные клеточные вещества. Этот процесс называют анаболизмом¹ или строительным (конструктив­ным) обменом. Для осуществления его и других жизненных функций необходима энергия. Организм получает ее в ре­зультате окислительно-восстановительных превращений поступивших в него с пищей органических и неорганичес­ких веществ. Этот процесс называют катаболизмом² или энер­гетическим обменом.

Ранее применялся термин ассимиляция. ² Ранее применялся термин диссимиляция.

Оба эти процесса (анаболизм и катаболизм) в совокупно­сти составляют обмен веществ организма в целом. Они нахо­дятся в тесном взаимодействии и взаимозависимости, неот­делимы один от другого, обусловливают рост, развитие и размножение организма.

Многочисленные химические реакции обмена веществ, управляемые ферментами, протекают в определенной пос­ледовательности; они согласованы между собой и гармонич­но сочетаются. Многие промежуточные продукты процес­сов энергетического обмена участвуют в реакциях процес­сов строительного обмена. Одно и то же вещество может служить и источником энергии, и материалом для синтеза компонентов тела, но нередко для этих целей используют разные вещества. Конечные продукты обмена веществ вы­деляются во внешнюю среду.

Особенностью микроорганизмов является большое раз­нообразие обменных процессов: различны потребности в пи­тательных веществах для синтеза веществ тела, различны способы добывания энергии и, кроме того, у микробов нео­бычайно интенсивный обмен веществ. У многих микроорга­низмов, имеющих малые размеры (бактерии, дрожжи), ве­лико соотношение между поверхностью и объемом тела, что и обусловливает интенсивное взаимодействие с внешней средой. За сутки при благоприятных условиях одна клетка потребляет пищу, масса которой в 30—40 раз превышает массу тела. Соответственно высока и скорость прироста био­массы микроорганизмов. Основная часть пищи расходуется микроорганизмами в энергетическом обмене, при котором в среду выделяется большое количество продуктов обмена: кислот, спиртов, СО₂, Н^- и др. Эта особенность микроорга­низмов широко используется в практике переработки рас­тительного и животного пищевого и непищевого сырья; она же обусловливает быструю порчу пищевых продуктов.