61.Химический состав прокариотной клетки. Макроэлементы и микроэлементы. Пищевые потребности микроорганизмов в соединениях углерода и азота. Факторы роста.

Микроорганизмам, как и всем другим организмам, необходим набор различных химических элементов. Десять важнейших химических элементов: углерод 50%, кислород – 20%, фосфор – 3%, азот – 14%, водород – 8%, сера – 1%, калий – 1%, кальций и магний по 0,5%, железо – 0,2% Некоторых элементов – C, P, N, H, O, S, Ca, Mg, K, Fe требуется в относительно больших количе- ствах и поэтому их относят к макроэлементам, а других – Zn, Mn, Co, Mo, B, I – достаточно наличия следов, поэтому их называют микроэлементами. Кроме того, микроорганизмам нужны некоторые готовые органические соединения, называемые факторами роста. Микроорганизмы различаются по потребностям в химических элементах и возможностям их использования. Больше всего они различаются между собой попотребностям в источниках углерода и азота.

По отношению к источникам углерода микроорганизмы делят на две большие группы — автотрофы и гетеротрофы. Автотрофы) превращают не имеющую энергетической ценности углекислоту, в которой углерод находится в наиболее окисленной форме, в богатые энергией органические соединения собственной клетки. Для восстановления СО2 до уровня органических компонентов клетки они используют разные источники

энергии. Гетеротрофы (от греч. heteros – другой) не способны добывать энергию для ассимиляции углерода из СО2 путем окисления минеральных веществ или солнечного света и поэтому нуждаются в готовых органических соединениях, которые они используют и как источник углерода, и как источник энергии: Источником азота для микроорганизмов могут быть также различные органические и минеральные соединения. Многие организмы могут использовать органические азотсодержащие вещества (белки, аминокислоты), которые в этом случае являются для них одновременно источниками азота и источниками углерода. Поскольку азот входит в состав органических соединений в виде амино- и иминогрупп, т.е. в восстановленной форме, наиболее доступным минеральным источником азота являются аммиачные соли. На восстановление атмосферного азота до уровня аммиака организмы должны затрачивать много энергии. Поэтому усвоение такого азота доступно немногим микроорганизмам, составляющим группу азотфиксаторов.

Для многих микроорганизмов нужны в малых дозах еще органические соединения, называемые факторами роста . К ним относятся вещества, способность синтезировать которые утрачена у некоторых микроорганизмов, и поэтому в среду для их выращивания факторы роста добавляются в готовом виде. Все другие организмы синтезируют эти соединения самостоятельно. Такими веществами для микроорганизмов являются отдельные аминокислоты, пурины, пиримидины, жирные кислоты, и др., а также соединения, хорошо известные как витамины для высших организмов; они необходимы микроорганизмам как составная часть простетических групп или активных центров различных ферментов.