微生物学 第六章微生物代谢.ppt

第六章 微生物的代谢和发酵 新陈代谢=分解代谢+合成代谢 三个形式 (被氧化的形式) 3 异养微生物的产能代谢(从阶段上看) (1) EMP途径 (2)HMP途径 可分为两个阶段： 葡萄糖经磷酸化脱氢、脱羧，形成五碳糖 五碳糖经转酮、转醛作用重新合成六碳糖 (3)ED途径 是少数缺乏完整EMP途径的微生物的替代途径。 三羧酸循环 (二)递氢和受氢 “氢传递”实质上是电子转移。 [H]=[H++e-] H+被释放在细胞液中。 1 呼吸 在生物氧化时以分子氧为最终电子受体。 细菌呼吸链特点 组分在膜上 由一系列氧还电位不同的运转体按顺序组成 电子由低电位向高电位流动 与氧化磷酸化偶联，产ATP 氧化载体的取代性强 氧化载体可增可减 有分支呼吸链的存在 2 无氧呼吸 3 发酵作用 二化能自养菌的生物氧化 1 氢细菌 是依靠H2的氧化获得能量，以CO2为碳源的自养菌。 2 硝化细菌 亚硝酸细菌 硝酸细菌 3 硫细菌 三 细菌的光合作用 能量来源： 光能 ATP 细菌叶绿素 (光合细菌) 光合色素： 叶绿素 (蓝细菌) 细菌视紫质 (盐细菌) 光合磷酸化：由光能引起叶绿素分子逐出电子，并通过电子传递来产生ATP的方式。 类型 (一)生物氧化和产能 2 非环式光合磷酸化 3 嗜盐菌紫膜的光合作用 (二)自养生物CO2的固定 1 Calvin循环 羧化反应 还原反应 CO2受体的再生 四 微生物独特合成途径举例 1 定义： N2 +6[H] 2NH3 2 固氮生物的种类 (1)自生固氮菌：能独立进行固氮的微生物 (2)共生固氮菌：与它种生物共生时才能固氮的微生物 (3)联合固氮菌：必须生活在植物跟际、叶面或动物肠道等处才能固氮的微生物 从固氮生物在分类上高度分散来推断，固氮作用应是原始生物的基本代谢之一 3 固氮生物的生化机制 (1)固氮的必要条件 ATP供应 还原力及其载体 固氮酶 还原底物N2 镁离子 严格的厌氧微环境 (2)固氮酶 (3)固氮酶活力测定 定氮法 同位素法 乙炔法(1965年) HC CH H2C CH2 (4)固氮的生化机制 3 固氮菌中对固氮酶的保护 (1)自生固氮菌的保护 呼吸保护作用 构象保护作用 (2)蓝细菌固氮酶的保护 还原性异形胞 时空分隔、束状群体、微氧环境等等 (3)根瘤菌的抗氧保护 豆血红蛋白 * * 分解代谢酶系 合成代谢酶系 (有机物) 复杂分子 简单分子 +ATP + [H] 第一节 微生物的能量代谢 有机物 最初能源 日 光 通用能源 还原态无机物 化能异养菌 光能营养菌 化能自养菌 (ATP) 相当于货币、电力一样 一 化能异养菌的生物氧化 1 生物氧化： 2 生物氧化的“三、三” 与氧化合 失去电子 脱氢 基质底物脱氢 递氢 受体受氢 产能 产[H] 产小分子中间代谢物 H2 + 1/2 O2 H2O CH3CHOHCOOH CH3COCOOH + 2H+ +2e Fe2+ Fe3+ + e 三个阶段 (形成能量阶段) 三个产物 (生物氧化功能) 生物合成三要素 根据主要代谢产物的不同，将微生物通过EMP途径发酵分为下列六种类型 酵母的乙醇发酵 同型乳酸发酵 丙酸发酵 丁二醇发酵 混合酸发酵 丁酸发酵 丁酸型发酵 丙酮-丁醇发酵 丁醇-异丙酮发酵 丙酮酸的主要去路 厌氧：乙醇发酵、乳酸发酵 有氧：2分子丙酮酸加入三羧酸循环 戊糖磷酸支路的生物学意义 是直接由葡萄糖起始的、完整的、可单独进行的途径，可以和EMP途径相互补充，增加机体的适应能力。 经此途径，糖被彻底分解，故可与三羧酸循环等氧化途径相配合。 是还原辅酶II(