- •Обмен веществ у микроорганизмов
- •Конструктивный обмен
- •1 2 3
- •Источники питательных веществ для микроорганизмов. Типы питания
- •Проницаемость клеток микроорганизмов и механизм поступления питательных веществ.
- •Переносчик
- •Цитоплазма
- •Энергетический обмен
- •Источники энергии и особенности энергетических процессов у микроорганизмов
- •Взаимосвязь конструктивного и энергетического обменов.
- •Типы метаболических процессов и способы существования у микроорганизмов
- •Способы получения энергии хемоорганогетеротрофами
- •Трансформация углеводов у хемоорганогетеротрофов.
Обмен веществ у микроорганизмов
Основу жизнедеятельности любой живой клетки, в том числе и микроорганизмов, составляет обмен веществ (метаболизм). Обмен веществ – это совокупность протекающих в клетке химических превращений, осуществляемых во взаимодействии с окружающей средой. Метаболизм состоит из двух типов процессов: конструктивного и энергетического обмена. В результате ряда биохимических превращений из питательных веществ среды синтезируются сложные органические вещества клетки. Этот процесс получил название конструктивного (строительного) обмена. Для его осуществления, а также для поддержания других жизненных функций (роста, размножения, движения и др.) микроорганизмам необходим постоянный приток энергии, которую они получают в результате распада поступающих в клетку питательных веществ. Этот процесс называют энергетическим обменом. Конструктивный и энергетические обмены протекают одновременно и находятся в тесной взаимосвязи. По объему энергетические процессы обычно превосходят биосинтетические. Взаимосвязь этих процессов метаболизма проявляется, прежде всего, в том, что суммарный объем конструктивных процессов зависит от количества доступной энергии, выделенной в ходе энергетического обмена.
Обмен веществ микроорганизмов отличается чрезвычайным разнообразием. Это связано со способностью микроорганизмов использовать для обмена веществ широкий круг органических и минеральных соединений. Такая способность обусловливается наличием у микроорганизмов большого разнообразия ферментов. Ферменты синтезируются самой клеткой и выполняют функции катализаторов биохимических реакций, происходящих в ней. Одной из особенностей ферментов как катализаторов является строгая специфичность их действия. Многие ферменты образуют в клетке так называемые мультиферментные системы, различающиеся по сложности молекулярной организации.
На активность клеточных ферментов влияют температура, рН и другие факторы внешней среды - воздействие химических веществ среды, лучистая энергия и др. Физиологические процессы, протекающие в клетках микроорганизмов, почти полностью зависят от активности ферментов, поэтому любой фактор, действующий на фермент, будет воздействовать и на метаболизм микроорганизмов.
Каждому виду микроорганизмов свойственен определенный набор ферментов, постоянно присутствующих в клетке (т.н. конститутивные ферменты). В то же время некоторые ферменты синтезируются клеткой только тогда, когда в среде появляется соответствующий субстрат. Такие ферменты называют индуктивными.
По характеру действия ферменты подразделяются на экзоферменты, выделяемые клеткой в окружающую среду, и эндоферменты. прочно связанные с клеточными структурами (митохондриями, цитоплазматической мембраной и мезосомами) и действуют внутри клетки. И те, и другие играют важную роль в обмене веществ микроорганизмов. Экзоферменты (обычно гидролазы) катализируют реакции вне клетки. К эндоферментам относятся оксидоредуктазы (окислительно-восстановительные ферменты), трансферазы (ферменты переноса) и др., играющие важную роль в энергетическом обмене.