dfbdbdgf / 4 вопр

4.Энергетический обмен у микроорганизмов (катаболизм). Способы получения энергии у гетеротрофов: полное и неполное окисление в аэробных условиях. Брожение. Анаэробное дыхание. Источники энергии у автотрофов. Фотосинтез. Хемосинтез.

Катаболизм – это энергетический обмен, система реакций, благодаря которым любое живое существо получает энергию для жизнедеятельности, для построения клеточного материала, для размножения.

Гетеротрофы - организмы, использующие для питания исключительно или преимущественно органические вещества, произведенные другими видами (автотрофами) , и неспособные синтезировать вещества своего тела из неорганических веществ. К числу аэробных микроорганизмов относятся грибы и мно­гие бактерии, например, уксуснокислые.

Аэробные микроорганизмы в процессе дыхания окисляют органические вещества обычно полностью до образования в качестве конечных продуктов углекислого газа и воды. Полное окисление сопровождается выделением всей энергии, содержащейся в окисляемом продукте. Такое окисление, например, сахара, может быть выражено следующим уравнением:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ = 6CO₂ + 6H₂O + 674 ккал.

При неполном окислении органических веществ выделяется меньше энергии. Невыделившаяся часть энергии остается в та­ком случае в продуктах неполного окисления. Так, окисление этилового спирта уксуснокислыми бактериями может идти до стадии образования уксусной кислоты и воды с неполным вы­делением энергии:

С₂Н₅ОН + О₂ = СН₃СООН + Н₂О + 116 ккал,

в то время как в случае полного окисления реакция идет по схеме:

С₂Н₅ОН + 3О₂ = 2СО₂ + 3Н₂О + 326 ккал

При этом выделяется вся содержащаяся в этиловом спирте энергия.

Автотро́фы (др.-греч. αὐτός — сам + τροφή — пища) —организмы,синтезирующие органические вещества из неорганических. 

Анаэробные микроорганизмы характеризуются бескислород­ным дыханием, которое называется брожением. При бес­кислородном дыхании окисление веществ всегда протекает неполно.

Примером бескислородного дыхания является спиртовое брожение, вызываемое дрожжами в анаэробных условиях. Это брожение протекает по схеме:

С₆Н₁₂О₆ = 2С₂Н₅ОН + 2СО₂ + 27 ккал

В результате спиртового брожения сахар превращается в этиловый спирт и углекислый газ с выделением 27 ккал энер­гии. Как видно, окисление сахара происходит неполно, так как один из конечных продуктов - этиловый спирт - обладает зна­чительным запасом энергии (326 ккал), которая в анаэробных условиях оказалась невыделенной.

Некоторые микроорганизмы в анаэробных условиях способны окислять органические вещества благодаря использованию кислорода, входящего в состав других соединений. Подобной способностью обладают, например, денитрифицирующие бактерии, использующие кислород, содержащийся в нитратах.

Выделяющаяся в результате окислительных процессов энергия используется микроорганизмами на жизненные процессы лишь в незначительной части (меньше четверти). Большая часть ее теряется, выделяясь в окружающую среду в виде тепла. За счет этого тепла происходит нагревание, например субстрата при спиртовом брожении, в результате чего его тем­пература становится на 2-3°С выше температуры окружающего воздуха.

Фотосинтез - это процесс образования органических соединений из неорганических веществ с использованием энергии солнечного света. Его биологическое значение заключается в обеспечении живых организмов Земли органическими веществами, обогащении атмосферы Земли кислородом.

Хемосинтез (от хемо... и синтез), правильнее – хемолитоавтотрофия, тип питания, свойственный некоторым бактериям, способным усваивать CO₂ как единственный источник углерода за счёт энергии окисления неорганических соединений. Открытие хемосинтез в 1887 (Виноградский С. Н.) существенно изменило представления об основных типах обмена веществ у живых организмов. В отличие от фотосинтеза, при хемосинтезе используется не энергия света, а энергия, получаемая при окислительно-восстановительных реакциях, которая должна быть достаточна для синтеза аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) и превышать 10 ккал/моль.