Дихання мікроорганізмів (біологічне окислення). Основні типи біологічного окиснення — аеробний та анаеробний. Проміжні типи дихання

Питательные вещества, используемые микробными клетками, служат двум целям: с одной стороны, они являются материалом для синтеза частей тела микроба, отложения резервного пищевого материала, синтеза ферментов, пигментов, витаминов, токсинов и пр., а с другой стороны, питательные вещества подвергаются разрушению в результате чего выделяется свободная энергия, за счет которой и существует микробная клетка. Поэтому в процессе обмена веществ необходимо различать две противоположные стороны обмена по своему характеру, но неразрывно связанные друг с другом: обмен пластический (ассимиляция) и обмен энергетический (диссимиляция). Ассимиляция протекает с поглощением свободной энергии. На эти процессы идет сравнительно небольшая часть питательного субстрата потребляемого клеткой. На процессы диссимиляции расходуется огромная часть употребляемых клеткой питательных веществ. Совершающиеся в клетке синтетические процессы построения микробной цитоплазмы, все физиологические функции движения, роста, размножения, образования спор и капсул, выработка токсинов могут осуществляться только при постоянном притоке энергии. Микроорганизмы добывают энергию за счет биологического окисления различных химических соединений углеводов (чаще глюкозы), спирта, органических кислот, жиров и пр. Сущность биологического окисления (дыхания) состоит в том, что окисляемое вещества отдает электроны, а восстанавливаемое – получает их и при этом происходит освобождение энергии необходимой для клетки. Иными словами сущность дыхания заключается в совокупности биохимических реакций, служащих источником энергии для жизнедеятельности клеток.

Ферменти мікроорганізмів, їх роль в обміні речовин. Класифікація (екзо- та ендоферменти, конститутивні та адаптивні, ферменти агресії). Значення ферментативної активності для ідентифікації мікроорганізмівФерменты — сложные белковые вещества, которые образуются живыми клетками. Они ускоряют, катализируют, химические реакции как внутри клетки, так и вне ее. Ферменты абсолютно необходимы живым организмам, так как без них невозможен обмен веществ и энергии. Даже минимальное количество фермента может вызывать быстрое химическое превращение огромного количества вещества. После того как вещества (субстраты) изменились или прореагировали между собой, фермент возвращается к своему исходному состоянию.Молекула большинства ферментов состоит из двух частей, не имеющих самостоятельной активности. Белковая часть фермента называется апоферментом. Она очень чувствительна к действию температуры. Небелковая, устойчивая к температурному фактору часть — кофермент, или простетическая группа, обладает специфической активностью. Обе части вместе составляют полный фермент, или голофермент.Многие ферменты голопротеиновые, например пепсин, трипсин, папаин, уреаза, являются чистыми белками. В других ферментах белковая часть соединена с каким- либо металлом (металлопротеиновые ферменты), производными гемовой группы (гетеропротеиновые ферменты) или витаминами, например группы В. Именно поэтому наличие в пище некоторых металлов и витаминов жизненно необходимо. Характерным свойством ферментов является их специфичность, часто очень строгая. Каждый фермент реагирует лишь с определенным химическим соединением и участвует только в определенной реакции. Такая специфичность действия ферментов обусловлена структурными взаимоотношениями между молекулами субстрата и молекулой фермента по типу ключ-замок. Ферменты очень чувствительны к изменениям температуры, повышению осмотического давления, действию ультрафиолетовых лучей.Название ферменты получают путем добавления суффикса «аза» к термину, который определяет тип катализируемой реакции. В основу классификации ферментов положен тип химической реакции, которую они ускоряют, в сочетании с названием субстрата, на который они действуют.Различают шесть групп ферментов. Оксиредуктазы катализируют окислительно-восстановительные реакции, перенося атом водорода и обеспечивая связывание его молекулярным кислородом. Трансферазы катализируют перенос определенных атомов или их групп от одной молекулы к другой. Гидролазы разрушают связи между атомами углерода и атомом кислорода, азота, серы и пр. и одновременно связывают молекулы воды. Лиазы отщепляют от субстрата или присоединяют к нему различные группы. Изомеразы катализируют внутримолекулярный перенос различных групп. Лигазы катализируют присоединение двух молекул друг кдругу.Каждая живая клетка имеет набор ферментов, который характерен для данного вида или типа микроорганизма. Такие ферменты называют конститутивными. В отличие от них адаптивные, или индуцированные, ферменты появляются в клетке при наличии в питательной среде определенного субстрата; при отсутствии его клетка перестает вырабатывать адаптивный фермент. Адаптивные ферменты позволяют ей приспособиться к изменяющимся условиям существования.Различные виды микроорганизмов весьма четко различаются между собой по набору ферментов, деятельность которых можно выявить при культивировании микробов на искусственных питательных средах, содержащих сахара (лактоза, глюкоза, мальтоза, сахароза и др.), протеины, желатин, глицерин. Наличие сахаролитических и протеолитических ферментов у различных микроорганизмов используют для их идентификации и определения вида бактерий.

Ріст і розмноження мікроорганізмів. Стадії розмноження бактерій на рідкому живильному середовищі Термин «рост» в применении к микроорганизмам означает увеличение размеров отдельной особи, а «размножение» — повышение числа особей в популяции. При росте микробной клетки объем ее возрастает значительно быстрее, чем поверхность, поэтому распределение питательных веществ в цитоплазме клетки становится менее эффективным и клетка делится. Перед делением ее происходит удвоение молекул ДНК. Каждая дочерняя клетка получает копию материнской ДНК. Быстрота размножения разных микробов, выращиваемых в одинаковых условиях, различна. Для большинства бактерий период генерации (время, прошедшее роорганизмы могут использовать большой набор окисляемых органических соединений, чаще всего глюкозу. Энергия получается из этих соединений в результате их окисления или, точнее, отдачи ими электронов.Совокупность биохимических процессов, в результате которых освобождается энергия, необходимая для жизнедеятельности клетки, называется дыханием, или биологическим окислением. Применительно к микроорганизмам говорят об анаэробном и аэробном типах дыхания.между двумя последовательными делениями клетки) в среднем равен 15—30 мин; например, для кишечной палочки —15—17 мин, возбудителей брюшного тифа — 23 мин, коринебактерий дифтерии — 34 мин. Микобактерии туберкулеза делятся медленнее — один раз за 18 ч, спирохеты — за 10 ч. Способы размножения у различных групп микроорганизмов неодинаковы: бактерии, риккетсии, спирохеты размножаются путем поперечного деления на две равноценные особи. Грамположительные бактерии делятся путем образования перегородки, врастающей от периферии к центру. У микобактерий туберкулеза поперечная перегородка образуется внутри клетки, затем она расщепляется на два слоя и клетка делится на две части, В образовании перегородки принимает участие как цитоплазматическая мембрана, так и клеточная стенка. По-видимому, в процессе деления бактерий активное участие принимает мезосома, тесно связанная с цитоплазматической мембраной. Грамотрицательные бактерии и риккетсии истончаются в центре и делятся перетяжкой на две особи. Размножение клубеньковых бактерий и фраициселл происходит путем образования почки, которая, по величине меньше исходной клетки. У бактерий существует также процесс конъюгации — временного соединения двух особей. Рост бактерий и спирохет не всегда сопровождается их делением. Соли желчных кислот, мыла, пенициллин, ультрафиолетовые лучи задерживают деление клетки, в результате чего образуются длинные нити значительно большего размера, чем исходные клетки.При внесении бактерий в питательную среду различают фазы их роста и размножения, которые определяются наличием доступных источников питания и накоплением токсических продуктов обмена

Поиск по сайту: