2015-05-26
3673
Источники углерода и типы питания. Все микроорганизмы по своей способности усваивать разнообразные источники углерода делятся на две группы - автотрофы и гетеротрофы. Автотрофы (лат. autos - сам, trophe - питание) синтезируют все углеродсодер-жащие компоненты клетки из С02 как единственного источника углерода. Гетеротрофы (лат. heteros - другой, «питающийся за счет других») не могут существовать только за счет ассимиляции С02. Они используют разнообразные органические углеродсодержащие соединения - гексозы (глюкоза), многоатомные спирты, реже углеводороды. Многие микроорганизмы в качестве источника углерода используют аминокислоты, органические кислоты и другие соединения.
Источники энергии и доноры электронов. В зависимости от источников энергии и природы доноров электронов микроорганизмы подразделяют на фототрофы (фотосинтезирующие), способные использовать солнечную энергию, и хемотрофы (хемосинте-зирующие), получающие энергию за счет окислительно-восстановительных реакций. К фототрофам относятся исключительно сапрофитные микроорганизмы. В патологии человека ведущую роль играют хемосинтезирующие микроорганизмы
|
|
|
32) Хемосинтез —
это синтез органических веществ с помощью энергии, генерируемой окислением неорганических соединений, например, аммиака, оксида железа, сероводорода. Хемосинтез был открыт С. Н. Виноградским в 1889-1890 гг. Его осуществляют бактерии разных видов. Рассмотрим некоторые из наиболее известных примеров, начав с нитрифицирующих бактерий, роль которых была показана С. Н. Виноградским. Нитрифицирующие бактерии являются обитателями почвы.
Они получают энергию окислением аммиака, образующегося в почве в результате
разложения белков (остатков животных и растений). Реакция окисления аммиака может
быть описана следующим уравнением:
В этой реакции выделяется энергия в количестве бй2 кДж. Образующаяся в ходе этой реакции азотистая кислота окисляется нитрифицирующими
бактериями другого вида до азотной кислоты с выделением энергии в количестве 101 кДж. Эта реакция описывается следующим
уравнением:
Энергия, освобождаемая в этих реакциях, используется
для синтеза органических веществ.
Серобактерии получают энергию, окисляя сероводород.
Этот процесс можно описать следующим уравнением:
энергия
Образующаяся в результате этой реакции свободная сера
накапливается в цитоплазме серобактерий. Если недостает далее сероводорода, то
происходит окисление свободной серы в
бактериальной цитоплазме с дальнейшим
освобождением энергии:
энергия
Эта энергия используется для синтеза органических
веществ из углекислого газа.
|
|
|
Хемосинтезирующие бактерии окисляют также соединения
железа и марганца. Считают, что образование залежей железных и марганцевых руд
является результатом деятельности микроорганизмов в прошлые геологические эпохи
(В. И. Вернадский)
Фотосинтез —
это синтез органических соединений в листьях зеленых растений из воды и
углекислого газа атмосферы с использованием солнечной (световой) энергии,
адсорбируемой хлорофиллом в хлоропластах. Благодаря фотосинтезу происходит
улавливание энергии видимого света и превращение ее в химическую энергию,
сохраняемую (запасаемую) в органических веществах, образуемых при фотосинтезе
Значение фотосинтеза
гигантское. Отметим лишь, что он поставляет топливо (энергию) и атмосферный
кислород, необходимые для существовария всего живого. Следовательно, роль
фотосинтеза является планетарной.
Планетарность фотосинтеза
определяется также тем, что
благодаря круговороту кислорода и углерода (в основном) поддерживается
современный состав атмосферы, что в свою очередь определяет дальнейшее
поддержание жизни на Земле. Можно сказать далее, что энергия, которая
запасается в продуктах фотосинтеза, есть по существу основной источник энергии,
которым сейчас располагает человечество.
Химию фотосинтеза описывают следующими уравнениями:
Как отмечено выше, фотосинтез происходит в хлоропластах
зеленых растений.
