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第六章 微生物的新陈代谢 复杂有机分子 新陈代谢：发生在活细胞中的各种分解代谢（catabolism）和合成代谢（anabolism）的总和。 新陈代谢 = 分解代谢 + 合成代谢 分解代谢：指复杂的有机物分子通过分解代谢酶系的催化，产生简单分子、腺苷三磷酸（ATP）形式的能量和还原力的作用。 合成代谢：指在合成代谢酶系的催化下，由简单小分子、ATP形式的能量和还原力一起合成复杂的大分子的过程。 讲授内容 第一节 微生物的能量代谢 一、化能异养微生物的生物氧化和产能 二、自养微生物产ATP和产还原力 第二节 分解代谢和合成代谢的联系 一、两用代谢途径 二、代谢物回补顺序 第三节 微生物独特的合成代谢 一、自养微生物的CO2固定 二、生物固氮 三、肽聚糖的生物合成 第一节 微生物的能量代谢 有 机 物 一、化能异养微生物的生物氧化 生物氧化功能：ATP、[H]、小分子代谢物 生物氧化形式： 加氧、脱氢、失电子 生物氧化过程：脱氢、递氢、受氢 生物氧化类型：有氧呼吸、无氧呼吸、发酵 一、化能异养微生物的生物氧化 （一）底物脱氢的4条途径 EMP途径：糖酵解途径 HMP 途径：戊糖磷酸途径 ED途径：2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡糖酸KDPG途径 TCA循环 ：三羧酸循环途径 （一）底物脱氢的4条途径 1. EMP途径：糖酵解途径（10步反应） 3 . ED途径(KDPG途径)-----4步反应 4 .TCA循环-----分解代谢和合成代谢的枢纽 一、化能异养微生物的生物氧化 （二）递氢与受氢 1 . 呼吸-------完全电子呼吸链 2. 无氧呼吸-------部分电子呼吸链 无氧呼吸的几个类型（受体） 硝酸盐还原细菌在厌氧条件下以NO3-作电子受体 C6H12O6＋6H2O 6CO2＋24[H](脱H酶） 24[H]+4NO3 2N2 +12H2O（硝酸还原酶） 3. 发酵----无氧条件下 含意较多： 在生物氧化中发酵是指无氧条件下，底物脱氢后所产生的还原力不经过呼吸链传递而直接交给内源氧化性中间代谢产物的一类低效产能反应。 在发酵工业上，发酵是指任何利用厌氧或好氧微生物来生产有用代谢产物的一类生产方式 二 、自养微生物的生物氧化 （一）化能自养微生物的生物氧化 CO2 -----作为能量顺呼吸链--------ATP--------- -----部分作为无机供氢体逆呼吸链-----[H]--- [CH2O] H2 HS- NH4 、S2-、 SO32-S2O3- 、S0 、Fe2+ NO2- NAD FP Q Cyt.cc1 Cyt.a.aa3 O2 ATP ATP ATP 化能自养菌一般都是好氧菌 由于化能自养微生物产能效率低，以及固定CO2要消耗大量ATP，因此他们的产能效率、生长速度、生长得率都很低。 例如 硝化细菌 包括 亚硝化细菌或氨氧化细菌：NH3------NO2- 硝化细菌或亚硝酸细菌：NO2-------N03- 都是氧化作用 NH3 + O2 + 2H+ + 2e---------