微生物学课件之二.ppt

第四章 微生物的代谢 新陈代谢：一般泛指生物与周围环境进行物质交换和能量交换的过程。发生在活细胞中的各种分解代谢和合成代谢的总和。 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。 生物小分子合成生物大分子 合成代谢 （同化） 耗能 物质 新陈代谢 能量代谢 代谢 产能 分解代谢 （异化） 生物大分子分解为生物小分子 新陈代谢的共同特点： （1）在温和条件下进行(由酶催化)； （2）反应步骤繁多，但相互配合、有条不紊、彼此协调，且逐步进行，表征了新陈代谢具有严格的顺序性； （3）对内外环境具有高度的调节功能和适应功能。 按物质转化方式分： 分解代谢：指细胞将大分子物质降解成小分子物质，并产生一些中间产物作为合成细胞物质的基础原料，最终将废物排出体外，在这个过程中产生能量。 合成代谢：是指细胞利用简单的小分子物质合成复杂大分子的过程。在这个过程中要消耗能量。 物质代谢：物质在体内转化的过程。 能量代谢：伴随物质转化而发生的能量形式相互转化。 按代谢产物在机体中作用不同分： 初级代谢：提供能量、前体、结构物质等生命活动所必须的代谢物的代谢类型；产物：氨基酸、核苷酸等。 次级代谢：在一定生长阶段出现非生命活动所必需的代谢类型； 产物：抗生素、色素、激素、生物碱等。 第一节 微生物的能量代谢 一、生物氧化 能量代谢是新陈代谢中的核心问题。 中心任务：把外界环境中的各种初级能源转换成对一切生命活动都能使用的能源——ATP。 微生物氧化的形式 生物氧化作用：细胞内代谢物以氧化作用释放（产生）能量的化学反应。氧化过程中能产生大量的能量，分段释放，并以高能键形式贮藏在ATP分子内，供需时使用。 生物氧化的方式： ①和氧的直接化合： C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O ②失去电子：Fe2+ → Fe3+ + e – ③化合物脱氢或氢的传递: CH3-CH2-OH CH3-CHO NAD 生物氧化的功能：产能(ATP) 产还原力【H】 小分子中间代谢物 生物氧化的过程 底物脱氢的途径 1、EMP途径 2、HMP途径 3、ED途径 4、TCA（三羧酸循环） 二、异氧微生物的生物氧化 异氧微生物氧化有机物的方式，根据氧化还原反应中的电子受体的不同分为发酵和呼吸。同时呼吸又分为有氧呼吸和无氧呼吸。 （一）发酵 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一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。发酵底物有糖类、有机酸、氨基酸等，其中以微生物发酵葡萄糖最重要。 发酵途径：葡萄糖在厌氧条件下分解葡萄糖的产能途径主要有EMP、HMP、ED和PK途径。 发酵类型： 在上述途径中均有还原型氢供体——NADH+H+和NADPH+H+产生，但产生的量并不多，如不及时使它们氧化再生，糖的分解产能将会中断，这样微生物就以葡萄糖分解过程中形成的各种中间产物为氢（电子）受体来接受NADH+H+和NADPH+H+的氢（电子），于是产生了各种各样的发酵产物。 根据发酵产物的种类有乙醇发酵、乳酸发酵、丙酸发酵、丁酸