Харчування мікроорганізмів

Обмін речовин у мікроорганізмів складається з двох основних процесів: 1) отримання з навколишнього середовища необхідних поживних речовин і синтезу з них складових частин клітини і 2) виділення в навколишнє середовище продуктів життєдіяльності.

Перший з цих процесів, власне, і є харчуванням.

Обмін речовин у мікроорганізмів відбувається шляхом осмосу через всю поверхню клітини.

Осмос означає повільне проникнення (просочування) рідини і розчинених в ній речовин через напівпроникну перетинку. У мікроорганізмів явище осмосу виникає внаслідок різниці концентрацій речовин всередині мікробної клітини і поза нею.

Роль напівпроникною перетинки при цьому виконує оболонка мікроба. Крізь неї всередину клітини надходять у вигляді розчинів потрібні речовини і видаляються також у вигляді розчинів продукти життєдіяльності.

Розчинені у клітці речовини створюють всередині неї певний тиск, який називається осмотичним. Чим більше концентрація розчинених речовин, тим вище осмотичний тиск. При підвищенні концентрації речовин всередині клітини, в силу осмотичних законів, через оболонку посилюється ззовні приплив води, яка прагне як би розбавити концентрований розчин в клітці до концентрації розчину поза її і тим самим зрівняти осмотичний тиск по обидві сторони оболонки.

Біохімічні процеси, що протікають всередині клітини, поступово призводять до накопичення в клітині речовин – продуктів життєдіяльності. На основі тих же осмотичних законів ці речовини в міру накопичення починають рухатися в бік їх меншій концентрації, тобто за межі клітини.

У свою чергу, клітина стане отримувати потрібні їй речовини, концентрація яких у клітині нижче, ніж в живильному субстраті.

Таким чином, розчинник (вода) рухається в бік більш високої концентрації розчину, а розчинені речовини – у бік їх меншій концентрації.

У живій мікробної клітці концентрація речовин завжди трохи вище, ніж у навколишньому середовищі. Тому відбувається слабкий надлишковий приплив води із зовнішнього середовища всередину клітини, внаслідок чого її еластична оболонка напружується. Такий стан клітини називається туpгopом, а тиск, розтягувальне оболонку, тургорного.

Нормальний стан мікробної клітини завжди характеризується певним тургорного тиском.

Якщо мікробна клітина потрапляє в концентрований розчин, осмотичний тиск якого вище, ніж у самій клітині, то протоплазма її починає втрачати воду, віддаючи її зовнішньому середовищі. Урезультаті протоплазма стискується і відстає від оболонки. Таке явище називається Плазмоліз клітини.

Навпаки, при надмірному припливі води в мікробну клітину протоплазма переповнюється водою, розбухає і розтягує клітинну оболонку аж до її розриву. Це явище, зворотне плазмолізу, називається плазмоптісом.

На явищі плазмолізу засноване консервування продуктів кухонною сіллю і цукром. Концентровані розчини цих речовин зневоднюють протоплазму мікробних клітин і викликають їх загибель.

Джерелами живлення мікроорганізмів можуть служити найрізноманітніші речовини. Одні мікроби харчуються неорганічними сполуками, отримуючи потрібні вуглець і азот з неорганічних речовин, і потім будують з них органічні сполуки. Такі мікроорганізми називаються автотрофними.

Серед автотрофних мікробів зустрічаються такі, які засвоюють вуглекислий газ, подібно зеленим рослинам, з використанням сонячної енергії (фотосинтез). До них відносяться, наприклад, деякі пігментні бактерії, зелені і пурпурні серобактерии. У їхніх клітинах знаходяться пігменти, що виконують роль хлорофілу зелених рослин.

Деякі автотрофні мікроорганізми для синтезу потрібних органічних сполук замість сонячної енергії використовують енергію хімічних реакцій окислення мінеральних речовин (хемосинтез). До числа таких мікробів належать водневі бактерії, що окислюють водень з утворенням води, нитрифицирующие бактерії, що окислюють аміак в азотну кислоту, і ін

Багато мікроби в якості джерел живлення можуть використовувати тільки готові органічні сполуки. Ці мікроорганізми називаються гетеротрофними.

Серед гетеротрофних мікроорганізмів є такі, які живуть за рахунок органічних залишків тваринного і рослинного світу. Їх називають сапрофіти. До них відносяться мікроорганізми, що розкладають різні органічні речовини в грунті і воді, і мікроорганізми, що викликають псування харчових продуктів. Сапрофіти є багато бактерії, цвілеві грибки і дріжджі.

Більшість сапрофітів використовує в якості джерел азоту різні білкові речовини, а в окремих випадках – неорганічні азотисті сполуки (солі амонію та азотної кислоти).

Частина гетеротрофних мікроорганізмів здатна розвиватися тільки в живому організмі, харчуючись його органічними речовинами. Такі гетеротрофи називаються паразитами. До їх числа відносяться мікроорганізми – збудники різних захворювань людини, тварин і рослин. Паразити особливо вимогливі до джерел азоту, вони можуть існувати лише за рахунок білків того організму, в якому паразитують.

Всі мікроорганізми потребують джерелах мінеральних речовин, а також вітамінів.

Потреба мікроорганізмів в мінеральних речовинах незначна; досить сказати, що 10 млрд. бактеріальних клітин містять всього 1 мг мінеральних речовин. Однак без них зростання мікроорганізмів неможливий.

ПОДІЛИТИСЯ: