Конструктивный и энергетический обмен. Физиология изучает процессы, протекающие в живом организме, и их закономерности. Современная материалистическая физиология основана на принципе единства организма с окружающей средой. Взаимодействие организма со средой проявляется в обмене веществ и энергии (метаболизм). Он включает в себя два процесса: конструктивный обмен (ассимиляция, или анаболизм) и энергетический (диссимиляция, или катаболизм). В основе конструктивного обмена лежат биохимические реакции, в процессе которых усваиваются вещества, поступающие из окружающей среды, и идет создание биомассы клетки. Сущность энергетического обмена заключается в разрушении веществ, содержащихся в организме, преимущественно в результате гидролитических и окислительных процессов, сопровождающихся выделением энергии, необходимой для биосинтеза. Оба процесса в клетке идут одновременно и сочетаются друг с другом. Энергия, полученная клеткой в процессе обмена веществ, аккумулируется в соединениях, содержащих химические связи, при разрыве которых выделяется большое количество энергии (макроэргические). Часто это соединения с фосфатными связями, например аденозинтрифос-фат (АТФ). По мере надобности эти вещества подвергаются гидролитическому распаду, сопровождающемуся выделением энергии.[ ...]
Активацию ферментов вызывают ионы Мп2+, 2п2+, Са2+, М.£2+ и некоторые органические вещества, например аскорбиновая кислота. Ингибиторы тормозят их действие.[ ...]
Химический состав клеток микроорганизмов. Соединением, определяющим жизнеспособность клетки, является вода. Количество воды составляет 75—90% от общей массы клетки. В ней растворены многие, необходимые для организма соединения, а биохимические реакции протекают в водных растворах. В спорах вода находится в связанном состоянии и содержание ее снижается до 40%. С помощью воды осуществляется транспорт питательных веществ в клетку и выведение из нее продуктов обмена. Она играет определенную роль и в теплорегуляции. Так, перестройка структуры воды, а именно экзотермический процесс образования водородных связей, позволяет в определенной мере снизить отрицательное воздействие низких температур.[ ...]
Углеводы являются постоянными компонентами, содержащимися в клетках микроорганизмов. Качественный состав их специфичен для каждого вида. В клетках бактерий количество углеводов в зависимости от условий изменяется от 10 до 30%. Углеводы (целлюлоза) могут входить в состав оболочек, капсул, слизистых образований. Они иногда выполняют роль запасного материала, образуя включения, например гликоген. Углеводы — один из основ-, ных источников энергии.[ ...]
Жиры служат запасным веществом, и количество их зависит от наличия питательных веществ в окружающей среде. У некоторых бактерий они выполняют защитную функцию, входя в состав капсулы, не проницаемой для растворов, содержащих токсичные для бактерий соединения. Наряду с углеводами они выполняют роль энергетического материала.[ ...]
Жироподобные соединения — липоиды, входят в состав цитоплазмы, образуя с белком цитоплазмы липоидо-протеиновый комплекс. В наружном слое цитоплазмы они образуют мембрану, которая служит для регулирования поступления соединений в клетку из внешней среды. Липоиды и жиры образуют группу липидов. От жиров липоиды отличаются наличием в их молекулах азота и фосфора.[ ...]
Состав минеральных соединений, содержащихся в клетках микроорганизмов, непостоянен и зависит от свойств и состава питательных веществ. Неорганические соединения составляют примерно 1/300 от массы клетки. Основными элементами являются сера, железо, хлор, кальций, натрий, калий, магний. Эти элементы участвуют в важнейших реакциях обмена веществ. Калий, например, играет существенную роль в углеводном обмене и синтезе органических веществ клетки. Магний активирует деятельность некоторых ферментов.[ ...]
В состав бактериальной клетки входят также микроэлементы, играющие чрезвычайно важную роль в регулировании обмена веществ. Это прежде всего литий, марганец, иод, кобальт, медь, цинк и др. Они входят в состав органических соединений клетки или содержатся в виде растворов. Многие из этих элементов содержатся в ферментах. Химический состав бактерий претерпевает изменения в процессе их жизнедеятельности.[ ...]
Транспортировка растворенных веществ через цитоплазматическую мембрану в клетку может происходить в результате разности концентраций растворов или электрических потенциалов (для ионов) по ту и другую сторону мембраны или же, в большинстве случаев, под действием особых соединений (пермеаз), содержащихся в цитоплазматической мембране. Так, в каждой клетке кишечной палочки содержится около 8000 молекул пермеазы, транспортирующей молекулы молочного сахара — лактозы. Образующиеся в процессе жизнедеятельности продукты обмена также через оболочку выводятся в окружающую среду.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Схема окислительно-восстановительной цепи при аэробном; |
 |