ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Энергетический обмен у микроорганизмов (дыхание)Процессы конструктивного обмена в клетках микроорганизмов протекают с затратами энергии, источники которой разнообразны. У фотоавтотрофов источником энергии служит видимый свет. Световая энергия улавливается световыми пигментами клетки и трансформируется в химическую энергию, обеспечивающую энергетические потребности клетки. Хемоавтотрофы для биосинтеза клеточных веществ из CO2 используют химическую энергию, получаемую при окислении неорганических соединений (NH3, H2S и др.). Хемогетеротрофы получают энергию в процессе окисления органических веществ. Ими являются все м/о – возбудители порчи пищевых продуктов и культурные м/о, используемые при переработке сырья в пищевые продукты. Биологическое окисление органических веществ в клетке при энергетическом обмене происходит путём гидрогенирования – отнятия атомов водорода. Вещество, отдающее водород – донор, а присоединяющее – акцептор. АН +В → А + ВН + Е донор акцептор В зависимости от природы акцептора водорода м/о делятся на аэробы и анаэробы. Аэробы – окисляют органические вещества с использованием молекулярного кислорода на акцептор водорода. Анаэробы – в энергетических процессах не используют кислород, акцептором выступают органические вещества и неорганические соединения. Аэробами являются грибы, некоторые дрожжи, актиномицеты, многие бактерии. Они окисляют органические вещества полностью до CO2 и H2O. В качестве энергетического материала служат чаще всего углеводы. Сложные ди-, три- и полисахариды в присутствии ферментов гидролизуются до моносахаридов, которые затем окисляются. Процесс окисления многоэтапный, протекающий при участии многих ферментов с образованием промежуточных продуктов. Обязательным среди них является пировиноградная кислота (ПВК). Один из путей распада глюкозы до ПВК является гликолиз. Он свойственен и аэробам, и анаэробам. ПВК занимает центральное положение в промежуточном метаболизме, служит исходным веществом в процессах расщепления, преобразования и синтеза. У аэробов ПВК подвергается полному окислению до CO2 и H2O по циклу Кребса. Окисление одной молекулы ПВК сопровождается выделением 3-х молекул CO2 и 5 пар атомов водорода, который подаётся по дыхательной цепи к конечному акцептору – молекулярному кислороду. Важные компоненты дыхательной (электротранспортной) цепи – флавиновые ферменты, хиноны, цитохромы. Энергия, освобождающаяся при переносе электров, в отдельных участках дыхательной цепи, частично затрачивается на синтез АТФ из АДФ и неорганического фосфата, т.е. запасается в форме богатой энергией фосфатной связи АТФ. Этот процесс называют окислительным фосфорилированием. Компоненты дыхательной цепи у прокариот локализованы в ЦПМ и лизосомах, у эукариот – в мембране митохондрий. Некоторые аэробные гетеротрофные организмы м/о получают энергию за счёт неполного окисления органических веществ, при недоокисленные продукты, преимущественно органические кислоты и энергии освобождается меньше. Некоторые мицелиальные грибы окисляют сахар до орг. кислот - глюконовой, молочной, лимонной, яблочной, щавелевой, янтарной. Уксусно-кислые бактерии окисляют этиловый спирт до уксусной кислоты и воды: C2H5OH+O2 → CH3COOH+H2O+480 кДж В спирте содержится 1370 кДж, большая часть остаётся в уксусной кислоте. Анаэробными организмами являются многие бактерии и некоторые дрожжи, получающие необходимую для жизнедеятельности энергию брожением. Процесс происходит путём сопряжённого окисления – восстановления без участия кислорода. Конечным акцептором водорода, отнятого от окисляемого органического вещества, служат промежуточные продукты распада используемого субстрата. Анаэробные м/о подразделяются на облигатные или безусловные анаэробы, для которых кислород вреден, и факультативные или условные анаэробы двух типов. Одни развиваются в анаэробных условиях, но могут жить в присутствии кислорода и не способны его использовать (МКБ). Другие - способны, в зависимости от условий, переключаются с анаэробного на аэробный тип получения энергии (дрожжи). Энергетический материал при брожении – углеводы, в наибольшей степени используется глюкоза. Превращение Гл до ПВК происходит по гликолизному пути, это энергодающий этап. Дальнейшие превращения ПВК и промежуточного переносчика водорода - НАД∙Н2 отличается от аэробного. У одних анаэробных м/о ПВК служит конечным акцептором водорода и восстанавливается в молочную кислоту. У других из ПВК образуются промежуточные продукты, которые служат акцепторами водорода и, восстанавливаясь, выделяются в окружающую среду клетками как продукты брожения (спиртовое, молочнокислое, маслянокислое). В анаэробных условиях некоторые м/о при окислении органических веществ в качестве конечного акцептора водорода могут использовать окисленные неорганические соединения («носители кислорода»). Роль окислителя играет не свободный, а связанный кислород. Принцип получения энергии сходен с дыханием у аэробов и процесс называют анаэробным дыханием. Этот тип получения энергии характерен для денитрифицирующих бактерий; конечный акцептор – нитраты, восстанавливающиеся до N2 (нитратное дыхание). Десульфатирующие бактерии восстанавливают сульфаты до H2S (сульфатное дыхание). Процессы дыхания и брожения обеспечивают клетки м/о не только энергией, многие промежуточные продукты распада углеводов служат исходным материалом для синтеза соединений клетки – белков, НК, липидов и др.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|