Микроорганизмами называются мельчайшие живые организмы, размеры которых измеряются микрометрами (1 мкм = 10-6м) или долями микрометров - нанометрами (1 нм = 10-9 м). Микроорганизмы являются наиболее древними организмами, которые появились за многие миллиарды лет до появления человека.
Микроорганизмы отличаются большой выносливостью, быстрым размножением и приспособляемостью. В природе нет других живых существ, кроме микробов, которые могли бы переносить давление в 800 атм.
Известны микроорганизмы, которые способны существовать при температуре как +(100 ...120) °С, так и -250°С. Обнаружены микроорганизмы, которые свободно переносят воздействие концентрированных растворов соляной и серной кислот, живут в керосине, формалине.
Особенностью микроорганизмов является большое разнообразие обменных процессов: различаются потребности в питательных веществах, способы получения энергии. У микробов необычайно интенсивный обмен веществ. За сутки при благоприятных условиях одна клетка перерабатывает массу вещества, в 30 - 40 раз превышающую массу ее тела. Соответственно высока и скорость прироста биомассы микроорганизмов. Основная часть пищи расходуется микроорганизмами в энергетическом обмене, при котором в среду выделяется множество продуктов обмена: кислот, спиртов, углекислого газа, водорода и др.
Важнейшими химическими элементами, преобладающими в клетках микроорганизмов, являются углерод, кислород, водород и азот. Они составляют основу органического вещества, поэтому называются органогенными элементами (90 - 97 % сухого вещества). Другие элементы называются зольными, или минеральными,
5
на их долю приходится 3 - 10 %. Большую часть из них составляет фосфор.
В клетках микроорганизмов находятся в крайне малых количествах микроэлементы: медь, цинк, марганец, молибден и др.
Элементы присутствуют в микробных клетках в виде различных соединений, среди которых преобладает вода. Вода составляет 75 - 85 % массы клеток. Она имеет важное значение в жизни микроорганизмов. Все вещества поступают в клетку с водой, с ней же удаляются и продукты обмена.
Часть воды в клетке находится в связанном состоянии (с белками, углеводами и другими веществами) и входит в клеточные структуры. Остальная вода находится в свободном состоянии. Она служит дисперсной средой для коллоидов и растворителем для различных органических и минеральных соединений, образующихся в клетке при обмене веществ.
Органические вещества составляют сухое вещество клеток микроорганизмов (15 - 25 % массы клеток) и представлены, преимущественно (до 85 - 95 %), органическими соединениями - белками, нуклеиновыми кислотами, углеводами, липидами и др.
Белки являются основными компонентами клетки. Содержание их в бактериях достигает 80 %, дрожжах 60 %, грибах - 40 % сухого вещества. По аминокислотному составу белки микроорганизмов сходны с белками макроорганизмов.
Углеводы входят в состав различных мембран клеток микроорганизмов, используются для синтеза различных веществ в клетке и в качестве энергетического материала. Углеводы могут откладываться в клетке и в виде запасных питательных веществ. В клетках большинства бактерий углеводы составляют 10 - 30 % массы сухого вещества, у грибов содержание углеводов выше - 40 - 60 %. В теле микроорганизмов углеводы встречаются преимущественно в виде полисахаридов.
Липиды в клетках большинства микроорганизмов составляют 3 - 10 % массы сухого вещества. Липиды входят в состав клеточной стенки, цитоплазматической и других клеточных мембран, а также откладываются в виде запасных гранул. Часть липидов связана с другими веществами клетки, образуя сложные комплексы.
В клетках микроорганизмов обнаруживают пигменты и витамины. Пигменты, или красящие вещества, обуславливают окраску микроорганизмов, иногда они выделяются в окружающую среду.
Минеральные вещества. Они составляют не более 5 - 15 % сухого вещества клетки и представлены сульфатами, карбонатами, хлоридами и др. Минеральные соединения играют большую роль в регулировании внутриклеточного осмотического давления и коллоидного состояния цитоплазмы.
6
