Глава 4. Физиология микроорганизмов
Физиология изучает жизненные функции микроорганизмов: питание,
дыхание, рост и размножение. В
основе физиологических функций лежит
непрерывный обмен веществ (метаболизм).
Сущность обмена веществ составляют два противоположных и вместе с тем
взаимосвязанных процесса: ассимиляция (анаболизм) и диссимиляция
(катаболизм).
В процессе ассимиляции происходит усвоение питательных веществ и
использование их для синтеза клеточных структур. При процессах
диссимиляции питательные вещества разлагаются и окисляются, при этом
выделяется энергия, необходимая для жизни микробной клетки. В результате
распада питательных веществ происходит расщепление сложных
органических соединений на более простые, низкомолекулярные. Часть из них
выводится из клетки, а другие снова используются клеткой для
биосинтетических реакций и включаются в процессы ассимиляции. Все
процессы синтеза и распада питательных веществ совершаются с
участием
ферментов.
Особенностью микроорганизмов является интенсивный обмен веществ. За
сутки при благоприятных условиях одна микробная клетка может
переработать такое количество питательных веществ, которое в 30-40 раз
больше ее массы.
Химический состав бактерий
Для понимания процессов обмена веществ необходимо знать химический
состав микроорганизмов. Микроорганизмы содержат те же химические
вещества, что и клетки всех живых организмов.
Важнейшими элементами являются органогены (углерод, водород,
кислород, азот), которые используются для построения сложных органических
веществ: белков, углеводов и липидов. Микроорганизмы содержат также
зольные или минеральные элементы. Большая часть их химически связана с
органическими веществами, остальные присутствуют в клетке в виде солей.
В количественном отношении самым значительным компонентом клетки
является вода, которая составляет 75-85%; на долю сухого вещества, которое
состоит из органических (белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, липиды) и
минеральных соединений, приходится 15-25%.
Вода. Значение воды в жизнедеятельности клетки велико. Все вещества
поступают в
клетку с водой, с ней же удаляются продукты обмена. Вода в
микробной клетке находится в свободном состоянии как самостоятельное
соединение, но большая часть ее связана с
различными химическими
компонентами клетки (белками, углеводами, липидами) и входит в
состав
клеточных структур.
Свободная вода принимает участие в химических реакциях, протекающих в
клетке, является растворителем различных химических соединений, а также
служит дисперсной средой для коллоидов. Содержание свободной воды в
клетке может изменяться в зависимости от условий внешней среды,
физиологического состояния клетки, ее возраста. Так, у
споровых форм
бактерий значительно меньше воды, чем у вегетативных клеток. Наибольшее
количество воды отмечается у капсульных бактерий.
Белки (50-80% сухого вещества) определяют важнейшие биологические
свойства микроорганизмов. Это простые белки - протеины и сложные -
протеиды. Большое значение в жизнедеятельности клетки имеют
нуклеопротеиды - соединение белка с нуклеиновыми кислотами (ДНК и РНК).
Кроме
нуклеопротеидов, в микробной клетке содержатся в незначительных
количествах липопротеиды, гликопротеиды, хромопротеиды.
Белки распределены в цитоплазме, нуклеоиде, они входят в состав
структуры клеточной стенки. К белкам принадлежат ферменты, многие
токсины (яды микроорганизмов).
Видовая специфичность микроорганизмов зависит от количественного и
качественного состава белковых веществ.
Достарыңызбен бөлісу: