Типы питания микроорганизмов и основные ферменты бактерий

Особенности питания бактерий

Типы питания микроорганизмов

Для того чтобы бактерии могли осуществлять свои нормальные жизненные процессы, им необходимы определенные химические вещества. К ним относятся калий, фосфор, углеводы, азот, сера и т.д. Поэтому тема питания бактерий в микробиологии чрезвычайно важна.

Тип питания бактерий зависит от источника углерода. Бактерии делятся на различные типы питания:

• Автотрофы. Эти микроорганизмы используют углекислый газ и другие неорганические вещества для образования органических соединений, которые затем служат основой для строения тела. К таким неорганическим веществам относятся серные бактерии, нитрифицирующие бактерии, железобактерии и другие;
• гетеротрофы. Это группа микроорганизмов, которые потребляют уже готовые органические вещества. В группе гетеротрофов различают сапрофитов (организмы, использующие остатки мертвых организмов) и паразитов (организмы, питающиеся за счет своего хозяина).

Другая классификация бактерий по типу питания основана на типе окисляющего субстрата, который является донором водорода или электронов. Различают:

• Литотрофные микроорганизмы. В них в качестве доноров водорода используются неорганические соединения;
• Органотрофные микроорганизмы. В них органические соединения используются в качестве доноров водорода.

Также деление бактерий по способу питания зависит от источника энергии. Различают:

• Фототрофы. К ним относятся фотосинтезирующие организмы.
• Хемотрофы. К ним относятся организмы, использующие химические источники энергии.

Факторы роста

Для роста в питательных средах микроорганизмам необходимы дополнительные ингредиенты. Такие ингредиенты называются факторами роста.

Определение 1

Факторы роста — это соединения, необходимые микроорганизмам для роста, которые они не могут вырабатывать самостоятельно.

В ростовую среду добавляются факторы роста.

Соединения, связанные с факторами роста:

• Аминокислоты, участвующие в построении белков;
• Пиримидины и пурины, которые образуют нуклеиновые кислоты;
• Витамины, которые участвуют в составе определенных ферментов.

В зависимости от того, как микроорганизмы относятся к факторам роста, их делят на прототрофов и ауксотрофов:

Ауксотрофы требуют одного или нескольких факторов роста.

Прототрофы самостоятельно синтезируют соединения, необходимые для роста. Их особенность в том, что они могут образовывать соединения из глюкозы и аммонийных солей.

Механизмы питания бактерий

Существует ряд факторов, ответственных за доставку веществ в бактериальную клетку. К ним относятся:

• pH среды;
• растворимость молекул в воде или липидах
• Концентрация вещества;
• различные факторы, влияющие на проницаемость мембран, и т.д.

Цитоплазматическая мембрана является основным регулятором поступления различных соединений в клетку.

Существует (условно) 4 механизма проникновения веществ в клетку:

1. Простая диффузия. Вещества переносятся благодаря тому, что существует разница в концентрации на разных сторонах CMP. При этом процессе транспортировки не затрачивается энергия. Органические молекулы и медицинские препараты в основном проходят через липидный слой цитоплазматической мембраны. В некоторых случаях они проходят через каналы CMV, которые заполнены водой.
2. Облегченная диффузия. В этом случае вещества также переносятся благодаря разнице концентраций на разных сторонах CMV. Такое перемещение возможно только при наличии в ЦМД специфических молекул-носителей. Каждый из этих переносчиков может переносить через мембрану определенное вещество.

Например, пермеазы действуют как белки-транспортеры. Пермеазы синтезируются в цитоплазматической мембране.

1. Активный транспорт. Это происходит с пермеазами — в направлении от вещества с более низкой концентрацией к веществу с более высокой концентрацией. В этом процессе расходуется АТФ, образующийся в результате окислительно-восстановительных процессов в клетке.
2. Транслокация или групповая передача. Этот процесс похож на предыдущий, но отличается тем, что молекула модифицируется (например, фосфорилируется) в процессе переноса. Выход вещества из клетки происходит путем диффузии с участием транспортных систем.

Царство Бактерии

Именно из них формируется основная масса торфа, который накапливается из года в год и образует многометровые слои минерала. Ведь торф используется в качестве топлива, строительного материала и удобрения.

Типы питания бактерий определяются характером усвоения углерода и азота.

По усвоению углерода бактерии делятся на два типа:

автотрофы или литотрофы — бактерии, использующие CO2 из воздуха в качестве источника углерода.

Гетеротрофы или органотрофы — бактерии, которым в качестве пищи необходим органический углерод (углеводы, жирные кислоты).

По способности усваивать азот микроорганизмы делятся на 2 группы: аминоавтотрофы и амоно-гетеротрофы.

Аминоавтотрофы — клетки используют молекулярный азот из воздуха или усваивают его из аммонийных солей для синтеза белка.

Аминогетеротрофы — получают азот из органических соединений, таких как аминокислоты, сложные белки. Это относится ко всем патогенным микроорганизмам и большинству сапрофитов.

По характеру источника энергии микроорганизмы делятся на фототрофы, которые используют энергию солнечного света для биосинтетических реакций, и хемотрофы.

Хемотрофы получают энергию от окисления неорганических веществ (нитрифицирующие бактерии и т.д.) и органических соединений (большинство бактерий, включая патогенные для человека виды).

Бактерии питание граф структура природа усвоения углерода природа усвоения азота природа использования источника энергии автотрофы гетеротрофы амино- амино- амино- фото- хемо- хемо-.

(литотрофы) (органотрофы) автотрофы гетеротрофы трофы

(от греческого litos — трофический камень)

Факторы роста: помимо пептонов, углеводов, жирных кислот и неорганических элементов, бактериям необходимы особые вещества — факторы роста, которые действуют как катализаторы в биохимических процессах клетки и являются строительными блоками при образовании определенных ферментов. К факторам роста относятся различные витамины, некоторые аминокислоты, пуриновые и пиримидиновые основания и т.д.

Знание требований микроорганизмов к питательным веществам и факторам роста очень важно, особенно при составлении сред, используемых для их культивирования.

Питательные среды делятся на 4 основные группы:

1. Универсальные среды (MPA, MPB) содержат питательные вещества, в присутствии которых растут многие виды патогенных и непатогенных бактерий.
2. Специальные среды используются для выращивания бактерий, которые не растут на универсальных средах (кровяной агар, сывороточный агар, сывороточный бульон). 3.
3. Селективные среды используются для выделения определенного вида микроорганизмов, которым они благоприятствуют путем ингибирования или подавления роста сопутствующих микроорганизмов. Соли желчных кислот, подавляя рост Escherichia coli, делают среду селективной для брюшного тифа.
4. Дифференциально-диагностические среды позволяют отличать (дифференцировать) один вид микроорганизмов от другого посредством ферментативной активности, например, среды Гис с углеводами и индикатором.

Пеницилл, аспергилл и мукор – ярчайшие представители сапрофитов

Грибы были одними из первых организмов, появившихся на Земле. Такой представитель, как Mucor, обитает в верхних слоях почвы, но также питается органическими соединениями на продуктах питания. У животных и людей его небольшое количество может вызвать заболевание, но высокая ферментативная активность некоторых грибов мукора делает их необходимыми для производства антибиотиков или закваски. Последние более известны как китайские дрожжи.

Aspergillus — это плесневые грибы, которые образуют пушистые колонии, изначально белого цвета. Позже этот оттенок может измениться. Они питаются разнообразными субстратами, а ареал их обитания простирается на несколько климатических зон. Эти грибки опасны для крахмалистых продуктов. Иногда они растут внутри деревьев и растений.

Пенициллиум, как и описанные выше грибки, появляется на продуктах питания и делает их непригодными для употребления. Однако он гораздо более известен, чем его аналоги, благодаря тому, что его полезные свойства перевешивают возможные негативные эффекты. Первый антибиотик называется пенициллин.

Тем не менее, грибы — это, прежде всего, санитары леса. Опавшие листья, ветки, поваленные стволы, пух и перья птиц будут накапливаться слоями, что приведет к загрязнению экосистемы.

Бактерии-«падальщики» и их значение для природы

Разнообразие способов питания бактерий является одной из причин их широкого распространения на нашей планете. Удовлетворяя собственные потребности, сапрофиты принимают активное участие в круговороте веществ. Некоторые из соединений, образующихся в процессе их питания, не усваиваются ими, а попадают в окружающую среду и остаются в почве, где активно потребляются растениями.

Поскольку каждый организм рано или поздно умирает, сапрофиты никогда не остаются без поля деятельности. Они одновременно и санитары, и повара: добывая пищу, они расщепляют органические ткани на составные элементы, которые потребляют другие организмы. Они также обязаны участвовать в минерализации и круговороте химических элементов в почве, а процессы брожения (в том числе молочнокислого) происходят при обязательном участии сапрофитов.

Сапрофитные грибки питаются разнообразными субстратами, но после того, как они колонизируют продукты, потребляемые человеком, они не всегда дают положительные результаты. Из чая или индийского морского гриба готовят вкусные и полезные настои, а для производства алкоголя необходима грибковая ферментация. Но забродившие соки и джемы, плесень на выпечке и гнилые яблоки — результат деятельности тех же сапрофитов.

Гнилостные бактерии могут вызвать порчу продуктов, даже замороженных или соленых. Но в некоторых процессах человек использует препараты, содержащие ферменты, полученные из культур таких бактерий (химическая стирка одежды, дубление, обработка кожи).

Место обитания

Благодаря своей простой организации и неприхотливости, эти бактерии широко распространены в природе. Их можно найти везде: в капле даже самой чистой родниковой воды, в зернах почвы, в воздухе, на скалах, в полярных снегах, в песках пустынь, на дне океана, в нефти, добытой с большой глубины, и даже в воде горячих источников с температурой около 80°C. Они живут на растениях, фруктах, различных животных и человеке в кишечнике, во рту, на конечностях и на поверхности тела.

Бактерии — самые маленькие и самые многочисленные живые существа. Благодаря своему маленькому размеру они легко проникают во все трещины, щели и поры. Очень выносливы и приспособлены к различным условиям жизни. Они выдерживают высушивание, сильный холод, нагревание до 90 градусов Цельсия, не теряя своей жизнеспособности.

На Земле практически нет места, где бы не встречались бактерии, но в разном количестве. Условия жизни бактерий различны. Некоторым из них необходим кислород в воздухе, другие не нуждаются в нем и способны жить в бескислородной среде.

В воздухе: Бактерии могут подниматься в верхних слоях атмосферы на высоту 30 км и более.

Их особенно много в почве. Один г почвы может содержать сотни миллионов бактерий.

В воде: в поверхностных слоях воды открытых водоемов. Полезные водные бактерии минерализуют органические остатки.

В живых организмах: патогенные бактерии попадают в организм из окружающей среды, но только при благоприятных условиях они вызывают заболевание. Симбиотические бактерии живут в органах пищеварения, помогая расщеплять и переваривать пищу и синтезировать витамины.

Способы передвижения

Бактерии включают подвижные и неподвижные формы. Поплавки движутся с помощью волнообразных сокращений или жгутиков (скрученных, спиральных нитей), которые состоят из специального белка под названием флагеллин. Может быть один или несколько жгутиков. У одних бактерий они находятся на одном конце клетки, у других — на двух концах или по всей клетке.

Но движение присуще и многим другим бактериям, у которых нет жгутиков. Например, бактерии, покрытые снаружи слизью, способны скользить.

Некоторые безжгутиковые водные и почвенные бактерии имеют в цитоплазме газовые вакуоли. В одной клетке может быть 40-60 вакуолей. Каждый из них заполнен газом (предположительно азотом). Регулируя количество газа в вакуолях, водные бактерии могут опускаться в толщу воды или подниматься на поверхность, а почвенные бактерии могут перемещаться в почвенных капиллярах.

Роль бактерий в природе

Круговорот

Бактерии являются важнейшими компонентами всего природного цикла. Растения образуют сложные органические вещества из углекислого газа, воды и минеральных солей в почве. Эти вещества возвращаются в почву отмершими грибами, растениями и трупами животных. Бактерии расщепляют сложные вещества на простые, которые повторно используются растениями.

Бактерии разлагают сложные органические вещества мертвых растений и трупов животных, живые фекалии и различные отходы. Питаясь этим органическим веществом, сапрофитные бактерии-разрушители превращают его в гумус. Они являются своего рода санитарами нашей планеты. Таким образом, бактерии принимают активное участие в обороте природных ресурсов.

Почвообразование

Поскольку они широко распространены и многочисленны, бактерии играют важную роль в определении различных природных процессов. Осенью опадают листья деревьев и кустарников, отмирают надземные побеги трав, опадают старые ветви, а иногда и стволы старых деревьев. Все это постепенно превращается в перегной. Поверхностный слой лесной почвы содержит сотни миллионов сапрофитных почвенных бактерий нескольких видов. Эти бактерии преобразуют гумус в различные минералы, которые могут быть поглощены из почвы корнями растений.

Некоторые почвенные бактерии способны поглощать азот из воздуха и использовать его в своих жизненных процессах. Эти азотфиксирующие бактерии живут сами по себе или поселяются в корнях бобовых культур. Попадая в корни бобовых, эти бактерии вызывают рост клеток корней и формирование узлов.

Бактерии выделяют азотистые соединения, которые используются растениями. Из растений бактерии извлекают углеводы и минеральные соли. Таким образом, между бобовыми и клубеньковыми бактериями существует тесная взаимосвязь, полезная для обоих организмов. Это явление называется симбиозом.

Благодаря симбиозу с клубеньковыми бактериями бобовые обогащают почву азотом, способствуя повышению урожайности.

Бактерии в круговороте веществ

Микроорганизмы в целом и бактерии в частности играют важную роль в биологически важных круговоротах веществ на Земле, осуществляя химические превращения, которые совершенно недоступны ни растениям, ни животным. Различные стадии круговорота элементов осуществляются разными типами организмов. Существование каждой отдельной группы организмов зависит от химических превращений элементов, осуществляемых другими группами.

Круговорот азота

Циклические превращения азотистых соединений играют важную роль в обеспечении необходимых форм азота для различных пищевых потребностей организмов в биосфере. Более 90% общей фиксации азота происходит благодаря метаболической активности определенных бактерий.

Круговорот углерода

Биологическое преобразование органического углерода в углекислый газ, сопровождающееся восстановлением молекулярного кислорода, требует совместной метаболической активности различных микроорганизмов. Многие аэробные бактерии осуществляют полное окисление органических веществ. В аэробных условиях органические соединения сначала разлагаются в процессе пищеварения, а органические конечные продукты ферментации далее окисляются в процессе анаэробного дыхания, если доступны неорганические акцепторы водорода (нитраты, сульфаты или CO2).

Круговорот серы

Для живых организмов сера доступна в основном в виде растворимых сульфатов или восстановленных органических соединений серы.

Распространение почвенных микроорганизмов

Бактерии встречаются вокруг нас в огромном количестве и распространены практически повсюду. Исключение составляют кратеры действующих вулканов и небольшие участки на ядерных полигонах. Никакие другие суровые условия окружающей среды не препятствуют существованию бактерий. Они спокойно переносят ледники Антарктиды и живут в воде обжигающе кипящих источников, мирно приспосабливаются к палящим пескам жарких пустынь и живут на скалистых склонах горных вершин.

Микрофлора почвы очень богата и разнообразна. В одном кубическом сантиметре может содержаться до миллиарда бактерий. Но популяция почвенных микроорганизмов может меняться. Она зависит от типа и состава почвы, ее состояния и глубины исследуемого слоя.

Внутреннее строение

Внутри бактериальной клетки находится плотная неподвижная цитоплазма. Она имеет слоистую структуру, без вакуолей, поэтому различные белки (ферменты) и запасенные питательные вещества находятся в веществе самой цитоплазмы. Бактериальные клетки не имеют клеточного ядра. Вещество, несущее наследственную информацию, сосредоточено в центральной части клетки. У бактерий это нуклеиновая кислота — ДНК. Но это вещество не формируется в ядро.

Внутренняя организация бактериальной клетки сложна и имеет свои особенности. Цитоплазма отделена от клеточной стенки цитоплазматической мембраной. Цитоплазма делится на основное вещество, или матрикс, рибосому и небольшое количество мембранных структур с разнообразными функциями (аналоги митохондрий, эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи). Цитоплазма бактериальных клеток часто содержит гранулы различных форм и размеров. Гранулы могут состоять из соединений, которые служат источниками энергии и углерода. Капельки жира также содержатся в бактериальной клетке.

В центральной части клетки находится ядерное вещество, ДНК, которое не отделено от цитоплазмы мембраной. Это аналог ядра — нуклеоид. Нуклеоид не имеет мембраны, ядра и набора хромосом.

Размножение

Бактерии размножаются путем деления одной клетки на две. Достигнув определенного размера, бактерия делится на две одинаковые бактерии. Затем каждый из них начинает питаться, расти, делиться и так далее.

После того как клетка вытянулась, постепенно образуется поперечная перегородка, а затем клетки-клетки делятся; у многих бактерий при определенных условиях клетки после деления остаются связанными в характерные группы. При этом, в зависимости от направления плоскости деления и количества делений, существуют различные формы. Почечное размножение происходит у бактерий в виде исключения.

При благоприятных условиях деление клеток у многих бактерий происходит каждые 20-30 минут. При таком быстром размножении потомство одной бактерии может за 5 дней образовать массу, способную заполнить все океаны и моря. Простой расчет показывает, что за сутки может сформироваться 72 поколения (720 000 000 000 000 000 000 000 000 000 клеток). Если перевести это в вес — 4 720 тонн. В природе, однако, этого не происходит, так как большинство бактерий быстро погибают при воздействии солнечного света, высыхании, отсутствии пищи, нагревании до 65-100ºC, борьбе между видами и т.д.

Бактерия (1), поглотив достаточное количество пищи, увеличивается в размерах (2) и начинает готовиться к размножению (делению клеток). Его ДНК (у бактерии есть молекула ДНК, заключенная в кольцо) удваивается в размере (бактерия производит копию этой молекулы). Две молекулы ДНК (3,4) прикрепляются к бактериальной стенке и отделяются по мере удлинения бактерии (5,6). Сначала расщепляется нуклеотид, затем цитоплазма.

После разделения двух молекул ДНК на бактерии появляется сужение, которое постепенно делит тело бактерии на две части, в каждой из которых находится молекула ДНК (7).

Иногда (в сенной палочке) две бактерии слипаются, и между ними образуется мостик (1,2).

Перемычка переносит ДНК от одной бактерии к другой (3). Оказавшись внутри одной бактерии, молекулы ДНК сливаются вместе, соединяясь в некоторых местах (4), а затем обмениваясь участками (5).

Спорообразование

Споры образуются внутри бактериальной клетки. Во время образования спор в бактериальной клетке происходит ряд биохимических процессов. Количество свободной воды внутри клетки уменьшается, и ферментативная активность клетки снижается. Это делает споры устойчивыми к неблагоприятным условиям окружающей среды (высокая температура, высокая концентрация соли, высушивание и т.д.). Образование спор характерно лишь для небольшой группы бактерий.

Споры не являются необходимым этапом жизненного цикла бактерий. Образование спор начинается только при недостатке питательных веществ или накоплении продуктов метаболизма. Бактерии в форме спор могут оставаться в спящем состоянии в течение длительного периода времени. Споры бактерий могут выдерживать длительную варку и очень длительное замораживание. При благоприятных условиях спора прорастает и становится жизнеспособной. Прорастание бактериальных спор является адаптацией для выживания в неблагоприятных условиях.

К вопросу о питании

Вопрос о средствах к существованию ясен, но как именно питаются бактерии? Главная особенность бактериальной клетки, если рассматривать поглощение питательных веществ, заключается в том, что субстраты поступают через всю поверхность клетки. Метаболические процессы протекают с высокой скоростью, и так же быстро микроорганизм реагирует на изменения в окружающей среде.

Сапрофитные бактерии (которых в природе очень много) питаются мертвыми и уже разложившимися органическими веществами. Чтобы переварить пищу, они выделяют ферменты, а затем поглощают результат этого внеклеточного переваривания. То же самое делают дрожжи и грибы, для которых разветвленная сеть мицелия обеспечивает забор питательных веществ с большой площади.

Хотя процесс пищеварения у сапротрофов проходит по схожему сценарию, они различаются по своим требованиям к субстрату. Некоторые выбирают среди мертвых организмов:

• среда с достаточно сложным содержанием элементов (растительные остатки, туши животных, молоко);
• субстраты с резко ограниченными готовыми соединениями (т.е. только те, которые они не могут восстановить самостоятельно);
• вещество с одним источником углерода (сахар, кислота, спирт или другое соединение).

Цепи питания бактерий

Пищевая цепь — это взаимодействие между организмами для получения питательных веществ. Простейшие организмы, к которым относятся бактерии, играют очень важную роль в пищевой цепи. Они принимают участие как в начале, так и в завершении пищевой цепи, участвуя в разложении растений и живых организмов. Эти бактерии относятся к классу деструкторов, или разрушительных микроорганизмов.

Участвуя в разложении органических веществ, они обогащают почву, возвращая ей то, что было взято из нее растениями или животными. Они также поглощают энергию мертвых организмов. Этот процесс происходит двумя путями: при разложении углеводов и при образовании гумуса в почве. Возвращая питательные вещества в почву, бактерии завершают пищеварительную цепочку.

В самой пищевой цепи выделяют пять уровней. Первый, второй, третий и четвертый уровни состоят из автотрофов, живущих в растениях, воде и других средах и распределяющих питательные вещества. Пятый уровень принадлежит бактериям, которые участвуют в разложении мертвых организмов. Таким образом, бактерии с автотрофным типом питательных веществ проходят всю цепочку, а бактерии с гетеротрофным типом завершают ее.

Биология для студентов – 25. Классификация микроорганизмов по типам питания и способам получения энергии

Различают углеродное и азотное питание.

По типу углеродного питания микроорганизмы обычно делятся на:

Автотрофы (прототрофы) — микроорганизмы, способные извлекать углерод из двуокиси углерода в воздухе. К ним относятся нитрифицирующие бактерии, железобактерии и серные бактерии. Автотрофы способны использовать поглощенный углекислый газ для синтеза сложных органических соединений.

Таким образом, автотрофы обладают способностью синтезировать сложные органические соединения из неорганических соединений. Поскольку такие микробы не нуждаются в готовых органических соединениях, среди них нет патогенов.

Среди автотрофов, однако, есть микроорганизмы, обладающие способностью усваивать углерод из углекислого газа из воздуха и из органических соединений. Такие микроорганизмы со смешанным питанием называются миксотрофами.

Важно

Гетеротрофы, в отличие от автотрофов, используют углерод из любых легкодоступных органических соединений (чаще всего углерод из спиртов, сахаров, органических кислот и полиолов).

К гетеротрофам относятся представители различных ферментов, гнилостные микроорганизмы и микроорганизмы, вызывающие различные заболевания.

Однако деление микроорганизмов на автотрофов и гетеротрофов весьма условно, поскольку метаболизм микроорганизмов может меняться при изменении условий окружающей среды.

Гетеротрофы включают две подгруппы:

• метатрофы (сапрофиты) — живут за счет использования мертвых субстратов (микроорганизмы разложения),
• Паратрофы — паразитические микроорганизмы, которые живут на поверхности или внутри хозяина и питаются им.

Микроорганизмы можно разделить на четыре группы в зависимости от способа усвоения ими азотистых веществ:

1. Протеолитические, способны разрушать нативные белки, пептиды, аминокислоты.
2. Дезаминирующий, способный отщеплять аминогруппы только от свободных
3. Нитриты — нитраты, усваивающие окисленные формы азота.
4. Азотосвязывающие, способные усваивать атмосферный азот.

Потребность микроорганизмов в элементах золы низкая. Минеральные соединения, необходимые для жизни, находятся в окружающей среде.

Все изученные бактерии нуждаются в витаминах или ростовых веществах, которые действуют как катализаторы биохимических процессов бактериальной клетки. Они также служат структурными единицами при образовании некоторых ферментов. Витамины, необходимые бактериальной клетке, включают биотин, витамины группы В, витамин К и ряд других. Избыток витаминов подавляет рост бактерий.

Помимо витаминов, факторы роста бактерий включают пуриновые и пиримидиновые основания (аденин, гуанин, цитозин, тимин, урацил, ксантин и гипоксантин). Некоторые микроорганизмы используют в качестве факторов роста аминокислоты, которые синтезируются самой бактериальной клеткой или присутствуют в среде.

Некоторые микроорганизмы способны синтезировать факторы роста в относительно больших количествах, обеспечивая не только собственные потребности, но и интенсивно выделяя синтезированные вещества в окружающую среду.

Например, бактерии пропионовой кислоты способны синтезировать витамин В12, который активно используется в промышленности.

В дополнение к описанным способам получения микроорганизмами питательных веществ, принято классифицировать микроорганизмы по источнику энергии:

• Фототрофные микроорганизмы — это микроорганизмы, способные использовать свет в качестве источника энергии. Например, сине-зеленые водоросли, пурпурные серобактерии. Эти микроорганизмы содержат
• Хемотрофные микроорганизмы получают энергию в результате окислительно-восстановительных реакций с участием питательных субстратов.

Хемосинтез

Использование лучистой энергии является важнейшим, но не единственным способом создания органического вещества из углекислого газа и воды. Известные бактерии используют в качестве источника энергии для такого синтеза не солнечный свет, а энергию химических связей, возникающих в клетках организмов при окислении некоторых неорганических соединений — сероводорода, серы, аммиака, водорода, азотной кислоты, соединений оксидов железа и марганца. Органическая материя была создана с помощью этой химической энергии, которую они используют для построения клеток своего тела. Поэтому этот процесс называется хемосинтезом.

Наиболее важной группой хемосинтезирующих микроорганизмов являются нитрифицирующие бактерии. Эти бактерии живут в почве и окисляют аммиак, образующийся при разложении органических остатков, в азотную кислоту. Последний вступает в реакцию с минеральными соединениями в почве и превращается в соли азотной кислоты. Этот процесс происходит в два этапа.

Железобактерии преобразуют железо в окисленное железо. Образовавшийся гидроксид железа осаждается и образует то, что мы называем болотной железной рудой.

Некоторые микроорганизмы существуют за счет окисления молекулярного водорода, что представляет собой автотрофный способ питания.

Характерной особенностью водородных бактерий является способность переходить на гетеротрофный режим жизни при поступлении органических соединений и в отсутствие водорода.

Таким образом, хемоавтотрофы, как правило, являются автотрофами, поскольку они самостоятельно синтезируют необходимые органические соединения из неорганических веществ, а не получают их в готовом виде от других организмов, как это делают гетеротрофы. Хемоавтотрофные бактерии отличаются от фототрофных растений своей полной независимостью от света как источника энергии.

Читайте также: Семя фасоли: рассмотрим строение, особенности посадки и прорастания