Лекция №4 Физиология микроорганизмов

Физиология исследует жизненные функции организма - пи­тание, дыхание, рост, развитие, а также взаимодействие орга­низма с внешней средой.

Изучение физиологических процессов, присущих микроорга­низмам, имеет важное значение, так как микроорганизмы оказывают активное воздействие на окружающую среду, на неживой и живой мир.

Знание физиологии микроорганизмов позволяет целенаправ­ленно использовать их в практической деятельности человека, успешнее вести борьбу с вредными микроорганизмами.

Изменяющее воздействие микроорганизмов на окружающую среду связано с обменом веществ, в процессе которого из внеш­ней среды поступают необходимые организму вещества, а из микроорганизма во внешнюю среду выделяются продукты его жизнедеятельности. В результате обмена веществ обеспечи­вается рост и развитие микроорганизмов. Основными процес­сами обмена веществ организма являются питание и дыхание.

Во время питания организм получает и усваивает из пищи необходимые ему вещества. Эти вещества используются им для построения и обновления собственных веществ, из кото­рых состоит организм, а также для обеспечения энергией про­исходящих в нем жизненных процессов.

При дыхании сложные органические вещества окисляются до более простых (иногда до минеральных веществ), в резуль­тате чего освобождается нужная организму энергия.

Питание и дыхание происходят одновременно, они взаимо­связаны и осуществляются в организме как единый процесс. Образующиеся в результате питания и дыхания ненужные ор­ганизму продукты обмена веществ выделяются им в окружаю­щую среду.

Клетка микроорганизма состоит из многих химических элементов, важнейшими из которых являются углерод, кислорода, водород, азот, а также сера, фосфор, калий, кальций, магний и железо. Кроме того, в состав клеточных веществ вхо­дят медь, цинк, никель, марганец, йод и другие. Количество их в клетке столь незначительно, что они получили общее назва­ние - микроэлементы, однако играют очень важную роль в жизнедеятельности организма.

Все указанные элементы образуют органические и неорга­нические вещества, входящие в состав микробной клетки.

Как и другие организмы, микробы состоят из воды, белков, жиров, углеводов и минеральных веществ.

Вода составляет до 85% веса тела микроорганизмов. Она служит средой, в которой протекают все химические превра­щения, происходящие в клетке. Недостаток воды приводит к на­рушению обмена веществ в клетке, а затем к ее гибели.

Белки являются важнейшей составной частью органических веществ, входящих в микробную клетку. На долю белков па­дает 50% и более сухого веса микробов. Белкам принадлежит решающая роль в жизнедеятельности организма, ибо без белков немыслима сама жизнь.

Некоторые из белков клетки способны катализировать раз­личные биохимические процессы. Такие белки называются ферментами.

Жиры составляют у большинства микроорганизмов лишь незначительную часть, примерно 5%, сухого веса. Некоторые микроорганизмы содержат жира значительно больше - до 40%.

Жировые вещества находятся в клетке в связанном и сво­бодном состоянии. Связанные жиры являются составной частью протоплазмы и оболочки, свободные жировые вещества - энер­гетическим и запасным питательным материалом.

Углеводы находятся в теле микроорганизмов главным обра­зом в виде гликогена, крахмала и клетчатки. Содержание угле­водов в микроорганизмах колеблется в больших пределах.

Бактерии содержат углеводов до 30% от сухого вещества, значительно больше их в теле грибов - до 60% от сухого ве­щества.

Углеводы используются для построения клеточных оболочек и являются энергетическим материалом клетки. Кроме того, они участвуют в синтезе жиров и белков.

Минеральные вещества играют важную роль в жизнедея­тельности микробной клетки; от них зависит величина осмоти­ческого давления внутри клетки, состояние протоплазмы и те­чение многих биохимических реакций. Недостаток в питательной среде какого-либо минерального элемента приводит к наруше­нию обмена веществ у микробной клетки, она прекращает раз­виваться и погибает.