3.5. Химический состав бактерий

Большую часть микроорганизмов составляет вода (в среднем до 80-85 %). Клетки всех микроорганизмов имеют идентичный химический состав и содержат белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, липиды. При анализе биомассы микроорганизмов обнаружены: углерод, азот, кислород и водород. Эти элементы составляют 90-97 % в пересчете на сухое вещество. На долю других необходимых для жизнедеятельности микроорганизмов элементов и т.д. приходится 3-10 % состава клеточного вещества.

В микробной клетке в очень малых количествах кроме приведенных содержатся и другие элементы.

Минеральные элементы в микробной клетке играют роль активизаторов различных ферментов.

Все необходимые вещества микроорганизмы получают из окружающей среды вместе с питанием. Для жизнедеятельности микроорганизмов необходимы различные витамины, которые способствуют энергетическим процессам и синтезу содержимого в клетке.

3.6. Участие микроорганизмов в круговороте веществ в природе

Для построения своего тела микроорганизмы активно используют углерод из различных соединений. Под влиянием гнилостных бактерий происходит биохимический распад белков – гниение. Данный процесс может происходить в аэробных и анаэробных условиях. В процессе гниения происходит выделение резко пахнущих веществ: аммиака, сероводорода, скатола, индола, меркаптанов и др. (рис. 13).

Данный процесс не всегда заканчивается образованием этих веществ. Так, на очистных сооружениях происходит минерализация органических веществ, по более глубокой схеме с образованием продуктов, не обладающих неприятным запахом.

Азот, входящий в состав белков, используется микроорганизмами в виде промежуточного продукта распада (аминокислоты) и в форме конечного продукта – солей аммония для вторичного синтеза протеинов.

Рис. 13. Химические формулы некоторых веществ,

выделяющихся в процессе гниения белков

М очевина C = O является продуктом белкового обмена в животном

организме. Под влиянием микроорганизмов в канализационной сети происходит гидролиз мочевины:

.

Данный процесс идет как в аэробных, так и в анаэробных условиях.

Образовавшаяся соль карбонат аммония подвергается гидролизу:

+ .

В процессе нитрификации азот аммонийных солей окисляется в азотистокислые соли (нитриты) и азотнокислые (нитраты). Процесс идет в две стадии под влиянием двух типов микроорганизмов. Первая фаза идет под влиянием нитритных бактерий:

.

Вторая фаза – окисление нитритов в нитрате, осуществляется под действием нитритных бактерий:

.

Существуют микроорганизмы, вызывающие процесс денитрификации, т.е. восстановление азотнокислых солей до газообразного азота. Схематически процесс денитрификации можно записать уравнением

.

Из вышеизложенного становится понятно значение микроорганизмов в круговороте веществ в природе. На рис 12 (а, б) представлены схемы круговорота углерода (а) и азота (б) в природе.

а

б

Рис.14. Круговорот углерода (а) и азота (б) в природе