[理学]7 第四章 微生物的代谢.ppt

第四章 微生物代谢 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（异化作用）：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（同化作用）：是指细胞在合成代谢酶系的催化下，利用简单的小分子物质和ATP形式的能量合成复杂大分子的过程。 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 初级代谢：是指能使营养物质转换成细胞结构物质、维持微生物正常生命活动的生理活动物质或能量代谢。 产物 初级代谢产物：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 次级代谢产物：抗生素、色素、激素、生物碱等。 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。 第一节 微生物的能量代谢 新陈代谢中的核心问题： 能量代谢 能量代谢的中心任务： 生物体如何把环境中多种形式的最初能源转换成为对一切生命活动都能使用的通用能源。 一、微生物的呼吸（生物氧化）类型 分解代谢实际上是物质在生物体内经过一系列连续的氧化还原反应，逐步分解并释放能量的过程，这个过程也称为生物氧化，是一个产能代谢过程。 根据氧化还原反应中电子受体的不同可分为发酵和呼吸两种类型。 呼吸又可分为好氧呼吸和厌氧呼吸。 呼吸作用：生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化反应，最终生成HO2、CO2或其他产物，并且释放出能量的总过程。 以氧分子作为最终电子受体的呼吸称为有氧呼吸。 （二）厌氧呼吸 是指在厌氧条件下，厌氧或兼性厌氧微生物以外源无机氧化物（硝酸根、亚硝酸根、硫酸根、二氧化碳和三价铁离子等）或有机氧化物（延胡索酸，但罕见）作为末端氢受体时发生的一类产能效率低的特殊呼吸。 （三）发酵 发酵：是指微生物细胞将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某种中间产物，同时释放能量并产生各种不同代谢产物。 在发酵条件下有机化合物只是部分地被氧化，因此，只释放出小部分的能量。 二、生物氧化链 微生物从呼吸底物脱下的氢和电子向最终电子受体的传递过程中，要经过一系列的中间传递体，并有顺序地进行，如同链条，称为呼吸链。 作用：传递氢和电子，同时释放能量 三、ATP的产生 三磷酸腺苷 A-P~P~P ATP A-P~P ADP A-P AMP 利用生物氧化过程释放的能量，合成ATP，氧化磷酸化 利用光能合成ATP的反应称为光合磷酸化 （一）底物水平磷酸化 异化作用的中间产物的高能磷酸转移给ADP，形成ATP 这种类型的氧化磷酸化方式在生物代谢过程中较为普遍。催化底物水平磷酸化的酶存在于细胞质内 （二）电子传递磷酸化 电子传递链 electron transport chain 呼吸链： 由一系列氧化还原电势从低到高呈梯度差的链状排列的氢（或电子）传递体组成，其功能是把氢或电子传递。 （三）光合磷酸化 第二节 微生物的分解代谢 分解代谢一般分为三个阶段： 第一阶段：将蛋白质、多糖及脂类等大分子营养物质降解成氨基酸、单糖及脂肪酸等小分子物质 见P9