27. Питание микроорганизмов: физиологические группы питания; химические вещества как питательные субстраты; ферменты микроорганизмов, обеспечивающие утилизацию питательных веществ.

Питание клеток микроорганизмов– включение в метаболические реакции любого характера тех или иных соединений внешней среды. Питательным веществом следует считать любое химическое вещество, которое способно удовлетворять энергетические потребности клетки либо

анаболические функции, либо те и другие. Прежде всего, все химические элементы, необходимые для жизнедеятельности микроорганизмов, подразделяют на макро- и микроэлементы. К макроэлементам относятся десять элементов, содержащихся в основных биополимерах всех организмов: С, O, H, N, S, P, K, Ca, Mg, Fe. Микроэлементы включают в себя Mn, Mo, Zn, Cu, Co, Ni, Ba, B,Cr, Na, Se, Si, W и другие, однако в них нуждаются не все организмы. Из макро- и микроэлементов бактерии синтезируют все вещества, необходимые для построения клетки: белки, аминокислоты, нуклеиновые кислоты, витамины, липиды и т. д. Выделяют следующие физиологические группы питания: 1)по способу поступления питательных веществ в клетки:♦ осмотрофное - поглощают растворенные в воде вещества.♦ фаготрофное питание у большинства микроорганизмов невозможно, так как их клетки имеют ригидные клеточные стенки, и поэтому они не способны захватывать твер-ые частицы. 2)В зависимости от использования источников углерода:

♦ Автотрофы – это микроорганизмы, способные усваивать или фиксировать углекислый газ воздуха в качестве единственного источника углерода и синтезировать из нее органические вещества своих клеток. ♦ Гетеротрофы – организмы, нуждающиеся в готовых органических веществах. Как автотрофы, так и гетеротрофы подразделяют на две группы в зависимости от того, какой источник энергии они используют: фототрофы используют энергию света и трансформируют ее в химическую, хемотрофы используют энергию, освобождаемую при реакциях окисления-восстановления. 3) В зависимости от того, какие питательные вещества– органические или неорганические– являются донорами электронов: ♦ Органотрофными являются организмы, использующие в качестве доноров электронов органические соединения, ♦ к литотрофным относятся организмы, способные использовать в качестве доноров электронов неорганические вещества.

28. Метаболизм микроорганизмов, виды и основные назначения метаболических реакций, их общая характеристика и особенности.

Метаболизм – это совокупность биохимических процессов, протекающих в клетке и обеспечивающих ее жизнедеятельность. Клеточный метаболизм складывается из двух противоположно направленных процессов: энергетического метаболизма и конструктивного метаболизма. Промежуточные или конечные продукты, образующиеся в соответствующей последовательности ферментативных реакций, в результате которой разрушается или синтезируется ковалентно связанный скелет конкретной биомолекулы, называют метаболитами. Энергетический метаболизм (катаболизм) – это совокупность реакций окисления различных восстановленных органических и неорганических соединений, сопровождающихся выделением энергии, аккумулируемой клеткой в форме фосфатных связей.Конструктивный метаболизм (анаболизм) – это совокупность реакций биосинтеза, в результате которых за счет веществ, поступающих извне, и промежуточных продуктов (амфиболитов), образующихся при катаболизме, синтезируется вещество клеток. Этот процесс связан с потреблением свободной энергии, запасенной в молекулах АТФ или других богатых энергией соединениях.Конструктивный и энергетический метаболизм состоит из ряда последовательных ферментативных реакций, протекание которых условно можно представить следующим образом. На начальном этапе воздействию подвергаются молекулы химических веществ, которые служат исходными субстратами для метаболизма обоих типов. Иногда эту часть метаболического пути называют периферическим метаболизмом, а ферменты, катализирующие первые этапы превращения субстрата, – периферическими. Последующие превращения включают ряд ферментативных реакций и приводят к синтезу промежуточных продуктов (промежуточный метаболизм). Образующиеся на последних этапах конечные продукты конструктивных путей используются для построения вещества клеток, а энергетических путей – выделяются в окружающую среду.Назначение метаболизма состоит в следующем: 1)генерация энергии в молекулах АТФ или других богатых энергией соединениях; 2)образование субъединиц, из которых синтезируются макромолекулы основных биополимеров клетки;3)активация образованных субъединиц за счет переноса фосфатной группы с АТФ, происходящая с затратой энергии. 4)синтез специфических макромолекул из активированных субъединиц, т. е. их полимеризация. Полимеризация активированных субъединиц может происходить: а) в реакциях матричного синтеза; б) за счет простой конденсации одинаковых активированных субъединиц.