- •ФИЗИОЛОГИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ
- •Физиология микроорганизмов
- •Метаболизм
- •Обмен веществ
- •Белковый обмен у бактерий – это, с одной стороны, – процесс синтеза собственных
- •Наряду с реакциями
- •Углеводный обмен у бактерий также носит двоякий характер – это процесс синтеза и
- •Моносахариды затем ферментируются с разрывом цепи молекул углевода и освобождением значительного количества энергии.
- •Все пути катаболизма начинаются с того, что глюкоза, поступившая в клетку, сначала фосфорилируется
- •При этом глюкозо-6-
- •Далее происходит окисление каждой молекулы 3-ФГА до 1,3-дифосфоглицериновой кислоты (1,3- ФГК– высокоэнергетическое соединение,
- •Пентозофосфатный путь
- •Путь Энтнера – Дудорова присущ только микроорганизмам. От пентозофосфатного пути он отличается тем,
- •Важнейшим продуктом катаболизма глюкозы, является пировиноградная кислота, которая подвергается дальнейшим превращениям. Она занимает
- •Цикл трикарбоновых кислот
- •Синтез углеводов у микроорганизмов происходит фото- и хемосинтетически.
- •Главным пигментом фотосинтеза у бактерий является бактериохлорофилл, у зеленых растений - хлорофилл, находящийся
- •При фотосинтезе зеленые и пурпурные бактерии, содержащие пигменты типа хлорофилла, синтезируют глюкозу из
- •Процесс фотосинтеза у бактерий (прокариот) отличается от фотосинтеза у зеленых растений (эукариоты). У
- •Липидный обмен
- •Липиды встречаются в растительных и животных клетках в виде запасов питательных веществ.
- •По химическому составу липиды бактерий чаще всего глицериды – сложные эфиры глицерина и
- •Большинство видов бактерий усваивают липиды в виде глицерина, который служит источником энергии. Микроорганизмы
- •Глицерин фосфорилируется до фосфоглицериновой кислоты. Затем фосфоглицериновая кислота окисляется до
- •Через несколько этапов ФГА гликолитическим путем превращается в пировиноградную кислоту (ПВК).
- •Биосинтез липидов
- •Водно-солевой обмен включает поступление и выделение воды и минеральных солей, а также превращения,
- •Основные биогенные элементы
- •Эти элементы играют различную физиологическую роль.
- ••водород и кислород входят в состав воды;
- •Важную физиологическую функцию выполняют также фосфор и сера.
- •Микробная клетка состоит из воды и сухих веществ.
- •Вода находится в клетке в свободном и связанном состояниях, что имеет важное значение
- ••Содержание воды в клетке изменяется в зависимости от условий внешней среды, физиологического состояния
- •Сухое вещество
- ••Многие микроорганизмы могут накапливать большое количество белков в составе своих клеток и их
- ••Углеводы составляют 15- 20% сухого вещества и содержатся в микробных клетках в основном
- ••Нуклеиновые кислоты содержатся в клетках в виде рибонуклеиновой (РНК) и дезоксирибонуклеиновой (ДНК) кислот.
- ••Липиды составляют 3-10% сухого вещества, входят в состав клеточных оболочек и надежно защищают
- ••Пигменты и красящие вещества обуславливают окраску микроорганизмов.
- ••Минеральные вещества составляют 5-15% сухого вещества клетки и представлены сульфатами, фосфатами, карбонатами, хлоридами.
- ••калий,
- •Микроэлементы
- •Витамины –
- ••Пара-аминобензойная кислота (ПАБК) является предшественником фолиевой кислоты — кофактора реакций переноса метильных групп.
- ••Витамин К (хинон) является переносчиком электронов, активирует систему свертывания крови у животных.
- ••Пантотеновая кислота — предшественник кофермента А (КоА), участвующего в переносе ацетила.
- •• Тиамин (В1) участвует в переносе альдегидных групп.
- ••Соотношение отдельных химических элементов в микробной клетке может колебаться в зависимости от вида
- •Спасибо за внимание !
Липиды встречаются в растительных и животных клетках в виде запасов питательных веществ.
В почву и водоемы липиды попадают с остатками растений и животных.
Жиры рыб, морских животных и растительных масел характеризуются большим количеством ненасыщенных жирных кислот и поэтому подвергаются быстрому окислению.
По химическому составу липиды бактерий чаще всего глицериды – сложные эфиры глицерина и жирных кислот.
Существуют три вида глицеридов:
•моноглицериды — замещён один атом H;
•диглицериды — замещены два атома Н;
•триглицериды — замещены три атома Н.
Триглицери ды — самые распростра ненные в природе липиды.
Большинство видов бактерий усваивают липиды в виде глицерина, который служит источником энергии. Микроорганизмы используют его также для синтеза липидов, которые в виде включений являются резервным питательным материалом).
Липидный обмен осуществляется с помощью различных ферментов. Многие микроорганизмы имеют фермент липазу, катализирующую распад нейтральных жирных кислот, т. е. ответственны за отщепление этих кислот от глицерина. Большинство микроорганизмов легко осуществляют этот процесс.
Глицерин фосфорилируется до фосфоглицериновой кислоты. Затем фосфоглицериновая кислота окисляется до
фосфодиоксиацетона.
Фосфодиоксиацетон преобразуется в свой изомер – фосфоглицериновый альдегид.
Через несколько этапов ФГА гликолитическим путем превращается в пировиноградную кислоту (ПВК).
Пируват подвергается дальнейшим превращениям - в ацетил-КоА.
Затем ацетил-КоА, поступает
в цикл трикарбоновых кислот (ЦТК).
Конечными продуктами окисления глицерина являются Н2О и СО2.
Глицерин является достаточно энергоемким веществом. При полном (до СО2и Н2О) окислении одной молекулы глицерина освобождается
энергия, за счет которой может быть синтезировано 22 молекулы АТФ (с учетом затрат одной молекулы АТФ на начальном этапе превращений).
Биосинтез липидов
Исходными продуктами для биосинтеза липидов служат жирные кислоты, спирты, углеводы, фосфаты. Пути биосинтеза липидов сложны и протекают с затратой значительного количества энергии при участии многочисленных ферментов.
При образовании молекулы триглицерида каждая из трех гидроксильных (-ОН) групп глицерина вступает в реакцию конденсации с жирной кислотой. В ходе реакции возникают три сложноэфирные связи, поэтому образовавшееся соединение называют сложным эфиром.
Обычно в реакцию вступают все три гидроксильные группы глицерина, поэтому продукт реакции называется триглицеридом.
Водно-солевой обмен включает поступление и выделение воды и минеральных солей, а также превращения, происходящие с ними.
Для роста и развития микроорганизмов необходимо наличие питательных веществ для энергетических и конструктивных реакций. Для определения потребностей микроорганизмов в питательных веществах необходимо знать их химический состав.
Химический состав микроорганизмов
Состав клеток микроорганизмов довольно разнообразен и представлен в среднем, в % от сухого вещества клетки:
углерод-50, кислород-20, азот-14, водород-8, фосфор-3,
сера, калий , натрий- по 1, кальций, магний, хлор- по 0,5, железо-0,2, все остальные по 0,3.
Основные биогенные элементы
•углерод,
•азот,
•фосфор,
•кислород,
•водород,
•сера
Эти элементы играют различную физиологическую роль.
•Так, углерод, кислород, азот и водород входят в состав всех без исключения живых организмов. Эти элементы составляют основу органических веществ.
•водород и кислород входят в состав воды;
•кислород необходим для дыхания аэробным микроорганизмам.