第十篇 微生物的新陈代谢.pdf

第十章 微生物的新陈代谢 目的要求: 通过本章的课堂教学，使学生了解微生物代谢类型的特点及多样性。 教学内容: 1、微生物的能量代谢 2、异养微生物的生物氧化 脱氢过程、递氢和受氢过程：有氧呼吸、无氧呼吸、发酵 3、自养微生物的生物氧化 4、微生物的分解代谢和合成代谢 重点内容： 微生物的能量代谢 异养微生物的生物氧化 自养微生物的生物氧化 新陈代谢（metabolism）：简称代谢，是指发生在活细胞中的各种分解代谢（catabolism）和合成代 谢（anabolism）的总称。分解代谢是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；合成代谢与分解代谢正好相反，是指在合成代谢酶 系的催化下，由简单小分子、ATP 形式的能量和[H]式的还原力一起合成复杂的大分子的过程。 微生物代谢的特点：1）具有多样性；2）代谢速度快；代时短，如大肠杆菌的代时 20min；代谢量大； 乳酸菌产生 1000-10000 倍自重的乳酸；3）易受环境的影响，环境改变，代谢方式改变，如酵母菌， 有氧产 CO2 和水，无氧进行酒精发酵；4）微生物易变异。 第一节、微生物的能量代谢 能量代谢的中心任务是生物体如何把外界环境中多种形式的最初能源转换成对一切生命活动都 能使用的通用能源—ATP。对微生物来说，它们可利用的最初能源有三大类即：有机物、日光和还原 态无机物。 一、异养微生物的生物氧化 生物氧化：是发生在活细胞内的一系列产能性氧反应的总称。 生物氧化的形式：包括某物质与氧结合、脱氢或失去电子； 生物氧化的过程：可分为脱氢（或电子）、递氢（或电子）和受氢（或电子）三个阶段； 生物氧化的功能：则有产能、产还原力和产小分子中间代谢物三种。 异养微生物氧化有机物的方式，根据氧化还原反应中电子受体的不同可分成发酵和呼吸两种类型，而 呼吸以可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种方式。 （一） 底物脱氢的四条途径 (1) ．EMP 途径 （Embdem-Meyerhof-Parnas Pathway ）、糖酵解途径、 己糖二磷酸途径。 (1) ．EMP 途径 （Embdem-Meyerhof-Parnas Pathway ）、糖酵解途径、 己糖二磷酸途径。 整个 EMP 途径大致可分为两个阶段。第一阶段可认为是不涉及氧化还原反应及能量释放的准备阶 段，只是生成两分子的主要中间代谢产物：甘油醛-3-磷酸。第二个阶段发生氧化还原反应，合成 ATP 并形成两分子的丙酮酸。在糖酵解过程中，有两分子 ATP 用于糖的磷酸化，但合成出四个分子的 ATP， 因此每氧化一个分子的葡萄糖净得两个 ATP。 总反应式：C H O + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi → 2CH COCOOH + 2NADH+ 2H+ + 2ATP + 2H O 6 12 6 3 2 三种产物：丙酮酸、NADH+H+ 、ATP 作用：ATP 和 NADH——微生物生理活动所需、中间产物——合成代谢的碳骨架 存在：绝大多数生物所共有的基本代谢途径。 生物 微生物——酵母菌、霉菌、多数细菌 微生物 (2) HMP 途径（hexose monophosphate pathway ），又叫己糖-磷酸途径（戊糖磷酸途径、Warburg-Dickens (2) HMP 途径（hexose monophosphate pathway ），又叫己糖-磷酸途径（戊糖磷酸途径、Warburg-Dickens 途径、磷酸葡萄糖途径）。 途径、磷酸葡萄糖途径）。 总反应式:6 葡萄糖-6-磷酸 + 12NADP+ +6H O → 5 葡萄糖-6-磷酸 + 12NADPH + 12H+ +6CO + 6Pi 2 2 HMP 途径的一个循环： 葡萄糖-6-磷酸 + 6NADP+ + 6H2O → 甘油醛-3-磷酸 + 6NADPH + 6H+ + 3CO2 + 3Pi 产物：大量NADPH+H+ 、CO2 作用：一般认为不是产能途径；合成