Глава 3 - Физиология Микроорганизмов.
Для понимания процессов обмена веществ в клетке необходимо знать её химический состав.
Бактериальная клетка состоит из органогенные - азота ( 8 - 15% сухого остатка ), углерода ( 45 - 55% ), кислорода ( 30%), водорода ( 6 - 8%). Из них и других элементов и соединений микроорганизмы синтезируют белки, нуклеопротеиды, углеводы, липиды, нуклеиновые кислоты, ферменты и витамины и прочее.
75 - 85% приходится на долю воды. В спорах бацилл и клостридий концентрация воды 40 - 50 %, она главная составная часть клетки, находится в связном состоянии, то есть структурный элемент цитоплазмы - свободная вода, которая является растворителем для кристаллических веществ, источников водородных ионов и участником химических реакций.
Минеральные вещества бактерии - это неорганические компоненты ( фосфор входит в состав нуклеиновых кислот, сера, натрий участвует в поддержании осмотического давления в клетке, магний, калий, кальций, железо ферментов АТФ - аккумулятор энергии в клетке, хлор и другие ), микроэлементы в дыхательных ферментах ( молибден, кобальт, бор ),которые участвуют в синтезе, активизируют их, марганец, цинк, медь и другие.
50 - 80% сухого вещества в бактериальной клетки приходится на долю белка.Он распределен в цитоплазме, нуклеоиде цитоплазматической мембраны и других клеточных структурах. К белкам принадлежат ферменты, многие токсины.
Большое значение в жизнедеятельности клетки имеют нуклеопротеиды - соединение белка с нуклеиновыми кислотами ДНК и РНК. Кроме нуклеопротеидов в клетке находятся липопротеиды, гликопротеины, хромопротеины.
ДНК - аденин, гуанин, цитозин,тимин, фосфорная кислота и дезоксирибоза.
РНК - аденин, гуанин, цитозин, урацил, фосфорная кислота, рибоза.
Количественное и качественное разнообразие белковых веществ, и их комплексов и аминокислот наделяет мембраной видовой специфичностью.
Нуклеиновые кислоты ДНК содержатся в нуклеоиде обусловливают генетические свойства,РНК - биосинтез белка.
Углеводы - 12 - 18% сухого вещества. Это основной источник энергии и углерода.
Многие структурные компоненты клетки состоят из углеводов ( оболочка, капсула, слизистый слой). У ряда бактерии в цитоплазме имеются включения по своему составу напоминающие гликоген, крахмал; играют роль запасных веществ в клетке.
Липиды - составляют примерно 10% сухого остатка. У бактерии, откладывающих жир в виде особых включений, количество липидов доходит до 40% ( микобактерии туберкулеза).
Липиды - это запасные вещества, повышающие устойчивость бактерий во внешней среде. Связываясь с белками и углеводами, липиды состовляют сложный комплекс, определяющий токсические свойства микроорганизмов.
Жизненные функции микроорганизмов : питание, дыхание, рост и размножение - изучает физиология. В основе физиологических функции лежит непрерывный обмен веществ ( метаболизм). Сущность обмена веществ составляют два противоположных, но взаимосвязанных процесса : ассимиляция (анаболизм) и диссимиляция (катаболизм).
Ассимиляция - это усвоение питательных веществ и использование их для синтеза клеточных структур.
При процессах диссимиляции питательные вещества разлагаются и окисляются, при этом выделяется энергия, необходимая для жизни микробной клетки. Все процессы синтеза и распада питательных веществ совершаются с участием ферментов. В микроорганизмах происходит интенсивный обмен веществ, за сутки 1 микробная клетка может переработать питательных веществ, которые в 30 - 40 раз больше её массы.
Микробная клетка использует питательные субстраты для синтеза составных частей своего тела, ферментов, пигментов роста.