Источники энергии и особенности энергетических процессов у микроорганизмов

Микроорганизмы могут использовать энергию видимого света (фототрофы) и химическую энергию, высвобождающуюся при окислении различных восстановленных соединений (хемотрофы1)- В зависимости от способа получения энергии и используемого источника углерода все микроорганизмы можно подразделить на фото- и хемоавтотрофы, фото- и хемогетеротрофы. Жизнедеятельность последних имеет большое значение в технологии пищевых продуктов.

Окисление у микроорганизмов необязательно идет до конца, до образования С02 и Н20. Может проходить и неполное окисление органических веществ в присутствии кислорода воздуха с образованием промежуточных недоокисленных продуктов. Микроорганизмы могут окислять органические вещества с помощью кислорода, нитратов или сульфатов. Наконец, микроорганизмы могут получать энергию без участия кислорода путем процесса брожения.

Однако все приведенные способы получения энергии в основном сводятся к окислению молекул восстановленных веществ и восстановлению молекул окисленных веществ. Эти реакции объединены под названием биологическое окисление. Его особенностью является то, что в процессе биохимических превращений веществ разрываются химические связи, что сопровождается выделением свободной (потенциальной) энергии. Однако микроорганизмы могут использовать не всю свободную энергию, а лишь ту, которая трансформируется в энергию высокоэнергетических связей АТФ. АТФ — универсальный аккумулятор энергии для всех живых организмов. Малые размеры молекул АТФ позволяют ей легко проникать в различные участки клетки, снабжая их энергией, т.е. АТФ является универсальным переносчиком энергии. Другая часть образовавшейся свободной энергии рассеивается в виде тепловой, реже — световой и электрической энергии (свечение морской воды, рыбы, сгнившего дерева).

Энергетические процессы по своему объему значительно превосходят конструктивные. Вещества питательной среды используются, в первую очередь, для осуществления энергетического обмена.

Явление хемосинтеза установлено в 1887 г. русским микробиологом С.Н. Виноградским.

Полученная энергия прежде всего необходима для биосинтеза клеточных компонентов. Более половины ее расходуется на биосинтез белков, часть идет на синтез ДНК и РНК, полисахаридов и других компонентов клетки, т.е. на биосинтетические процессы, связанные с ростом. Часть энергии тратится на поддержание жизнедеятельности клетки — на осуществление активного транспорта веществ питательной среды через ЦПМ внутрь клетки, размножение, движение.

Часть промежуточных низкомолекулярных продуктов, образующихся при энергетическом обмене, превращается в уксусную, молочную, масляную кислоты, этиловый спирт и др. Эта сторона энергетического обмена используется в пищевых производствах.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >