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.

Знания физиологии позволяют управлять жизнедеятельностью микроорганизмов, эффективно использовать их в практических целях – в сельском хозяйстве и в промышленности, а также найти 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.

«Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка»¹.

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 анаболизмом² или строительным· (конструктивным) обменом. Для осуществления его и других жизненных функций (движения, размножения и др.) необходима энергия. Организм получает ее в результате окислительно-восстановительных превращений поступивших в него с пищей органических и неорганических веществ. Этот процесс называют катаболизмом³ или энергетическим обменом.

¹ Энгельс Ф. Диалектика природы.– Маркс К., Энгельс Ф. Соч., т. 20, с. 616.

² Ранее применялся термин «ассимиляция».

³ Ранее применялся термин «диссимиляция».

Оба этих 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. В этом проявляется один из законов диалектики – закон развития как борьбы противоположностей.

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 используют для этих целей 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. За сутки при благоприятных условиях одна клетка потребляет пищу, масса которой в 30–40 раз больше массы тела микроба. Основная часть пищи расходуется в энергетическом обмене, при котором выделяется в среду большое количество продуктов обмена: кислот, спиртов, углекислого газа, водорода и др. Эта особенность микроорганизмов широко используется в практике переработки растительного и животного пищевого и непищевого сырья; она же обусловливает явление быстрой порчи пищевых продуктов.