Обмен веществ микроорганизмов

1. Понятие метаболизма, катаболизма, анаболизма и их взаимосвязь.

2. Роль ферментов в процессах метаболизма.

3. Катаболитные реакции общие для брожения и дыхания.

4. Аэробное дыхание.

5. Неполное окисление. Анаэробное дыхание.

6. Типы брожений, химизм, характеристика возбудителей.

Понятие метаболизма, катаболизма, анаболизма и их взаимосвязь

Через живые организмы, которые представляют собой открытые системы, проходят большие потоки веществ и энергии. Совокупность химических реакций, в результате которых из сравнительно простых веществ окружающей среды образуется новое клеточное вещество и энергия, а также все другие проявления жизни, называется метаболизм, или обмен веществ. Он включает два противоположных взаимоисключающих, но одновременно взаимодополняющих друг друга процесса (катаболизм и анаболизм).

Оба процесса протекают в клетке одновременно. Многие реакции и промежуточные продукты являются для них общими, разделить их практически невозможно, как невозможно разделить дыхание и питание у микроорганизмов.

Катаболизм (включает процессы диссимиляции)- это энергетический обмен. Связан с расщеплением пищевых веществ (углеводов, жиров, белков), которые происходят в основном за счет реакций окисления, в результате чего выделяется энергия. Установлено, что микробная клетка запасается энергией в форме соединений, обладающих макроэргической связью; это АТФ, УТФ, АДФ и т.д. При гидролизе, расщеплении этих связей от них отделяется остаток фосфорной кислоты, освобождается энергия, которая может быть использована в процессах синтеза.

У микроорганизмов известны две формы катаболизма: дыхание и брожение.

Дыхание- это сложный процесс биологического окисления, всегда с участием кислорода. Связан с образованием большого количества энергии, СО₂ и Н₂О.

Известно аэробное дыхание, которое протекает с участием молекулярного кислорода (кислорода воздуха); анаэробное дыхание – протекает с участием связанного кислорода; неполное окисление.

Брожение- это жизнь без кислорода. Это неполный распад органических веществ с образованием незначительного количества энергии и продуктов, богатых энергией. Отщепляемый при окислении от органического вещества ион водорода передается не на кислород, а на органическое соединение, которое образуется в ходе самого брожения.

Тип брожения называется по виду основного вещества. Пример: спирт - спиртовое брожение.

Ассимиляция связана с анаболизмом клетки.

Анаболизм- это конструктивный обмен, он включает процессы синтеза макромолекул клетки из более простых соединений, присутствующих в окружающей среде. При ассимиляции образуются вещества, которые участвуют в процессе диссимиляции (ферменты) и потребляется энергия. поставляемая в форме АТФ в процессе катаболизма.

2. Большая роль в процессах метаболизма принадлежит ферментам.

В зависимости от локализованности - расположения, места действия ферментов, различают экзоферменты и эндоферменты.

Экзоферменты связаны с процессами питания, подготавливают питательные вещества к усвоению микробной клеткой. Индуцибельные – вырабатываются клеткой в ответ на присутствие в среде индуктора (субстрата фермента или его аналога). Экзоферменты не связаны прочно со структурой цитоплазмы, легко выделяются в среду при жизни клетки.

Эндоферменты- прочно связаны с цитоплазмой и клеточными структурами. Действуют только внутри клетки, осуществляя превращение поступающих в нее питательных веществ. Пример: оксидоредуктазы, изомеразы, трансферазы.