Обмен веществ и энергии

Организация обмена веществ и энергии прокариот подчиняется общим принципам, характерным для всех живых форм, обитающих на Земле. Вместе с тем имеются черты своеобразия, присущие только бактериям. Прежде всего следует подчеркнуть значительное разнообразие реакций (и соответствующих ферментных ансамблей), обеспечивающих «периферический» метаболизм — превращение исходных субстратов в промежуточные продукты. Это обусловлено способностью бактерий использовать в качестве источников энергии и начальных субстратов широкий набор органических и неорганических веществ. Этим обстоятельством во многом объясняются биологический прогресс прокариот (на что указывает выраженное видовое разнообразие), их широкое распространение в биосфере и значительная суммарная биомасса.

В зависимости от внешних источников энергии и углерода все прокариоты подразделяются (с определенной долей условности) на четыре группы (табл. 7.1): фотоавтотрофы (цианобактерии, зеленые бактерии), фотоорганотрофы (пурпурные, галобактерии), хемоавтотрофы (нитрифицирующие, тионовые, водородные бактерии, железобактерии), хемоорганотрофы (большинство прокариот).

Таблица 7.1

Классификация прокариот в зависимости от внешних источников энергии и углерода

Источники энергии

световой

химический

Источники

углерода

диоксид углерода

Фотоавтотрофы

Хемоавтотрофы

органические

вещества

Фотоорганотрофы

Хемоорганотрофы

Принцип извлечения и аккумулирования энергии у хемоавтотро- фов заключается в биосинтезе органических соединений из неорганических (С02 и 1120), идущем за счет энергии, освобождающейся при окислении неорганических субстратов (рис. 7.7). Биологическое значение этой широко распространенной группы бактерий состоит в следующем. Они переводят соединения азота в форму, легко усвояемую растениями; играют важную роль в круговороте азота и серы в биосфере; участвуют в формировании некоторых руд (железных, цинковых и др.).

Характеризуя метаболизм бактерий в целом, можно констатировать, что в нем, подобно тому как это имеет место у других групп

Схема биоэнергетики бактерий-хемоавтотрофов организмов

Рис. 7.7. Схема биоэнергетики бактерий-хемоавтотрофов организмов (грибов, животных, зеленых растений), отчетливо выделяются два взаимозависимых процесса — анаболизм (пластический обмен) и катаболизм (энергетический обмен). Взаимосвязь между ними осуществляется по универсальным для всех живых существ каналам: энергетическому (реакции катаболизма поставляют энергию, необходимую для биосинтезов, в том числе ферментов) и энзиматическому (реакции анаболизма поставляют ферменты и другие факторы, необходимые для осуществления процессов катаболизма).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >