第五章 微生物的营养与代谢.pptVIP

发酵：在无氧等外源氢受体的条件下，底物脱氢后所产生的还原力[H]未经呼吸链传递而直接交某一内源性中间代谢物接受，以实现底物水平磷酸化产能的一类生物氧化反应 乙醇发酵 乳酸发酵 丁酸梭状芽孢杆菌（Clostridium butyricum）可以发酵葡萄糖得到丁酸 4C6H12O6——→2乙酸＋3丁酸＋8CO2＋8H2＋10ATP 每 mol 葡萄糖在发酵中大约产 2.5 个 ATP。 A、有氧呼吸 又称好氧呼吸，是一种最普遍又最重要的生物氧化或产能方式 特点：底物常规方式脱氢后，脱下的氢经完整的呼吸链又称电子传递链传递，最终被外源分子氧接受，产生了水并释放出ATP形式的能量。 B、无氧呼吸 呼吸链末端的电子受体不是氧 可作为电子受体的物质： NO3－ NO2－ SO42－ CO2 能量生成效率低于氧 自然界中的微生物绝大多数是化能异养型的微生物，这些微生物从外界吸收营养物质以后，通过微生物细胞中的酶进行分解代谢产生能量ATP和小分子有机物。 不含氮有机物的降解 淀粉的降解：淀粉→ 葡萄糖 纤维素的降解：纤维素→葡萄糖 半纤维素的降解：半纤维素 →单糖 + 糖醛酸 果胶质的降解：果胶→ 半乳糖醛酸 + 甲醇 木质素的降解 木质素的化学结构较复杂，它是由许多芳香族亚基缩合而成的聚合物。 木质素――― ―――→乙酸 + 琥珀酸 含N有机物的降解 蛋白质的降解 蛋白质―→多肽―→AA―→ CO2 +NH3 几丁质的降解 几丁质―→寡聚糖――→N-乙酰葡萄糖胺→乙酸+葡萄糖胺――→葡萄糖+NH3 尿素的降解 尿素+2H2O―→（NH4）2 CO3 ―→2NH3 + CO2 ＋ H2O 含磷有机物的降解 卵磷脂― ― ― → 甘油―→ P-甘油―→ EMP 脂肪酸―→乙酰COA―→TCA 胆碱―→NH3+ CO2 + 有机酸 磷酸 核酸――→核苷酸―――→磷酸+核苷―→嘌呤+嘧啶 含S有机物的降解 胱氨酸+3H2O + 1/2O2 → 2 乙酸+2CO2 +2H2S+2NH3 油脂的降解 油脂―――→脂肪酸 ------→乙酰COA→TCA 甘油 ＋Pi --→P－甘油 → EMP 烃类物质的降解 甲烷是最简单的烃类物质，能被甲基营养菌作C源利用。 PP途径为合成代谢提供： 还原力： NADPH×2 小分子 C 架： 5-P 核糖 （合成核酸的前体物）； 4-P赤藓糖（合成芳香氨基酸的前体物） ED途径可不依赖于EMP和HMP途径而单独存在，是少数缺乏完整EMP途径的微生物的一种替代途径，未发现存在于其它生物中。 提供还原力：3 NADH2，1 FADH2 提供能量：形成1 GTP 提供前体化合物： a-酮戊二酸 琥珀酸 草酰乙酸 AcCoA+3NAD+FAD+GDP+Pi+2H2O ?2CO2+3NADH2+FADH2+GTP+CoA EMP 途径 不完全 PP 途径 ED 途径 微生物的合成代谢可以概括为三个阶段 次级代谢模式 营养物质 小分子 产物 生长刺激素 是一类刺激植物生长的生理活性物质。 例如 镰刀菌产生的赤霉素，目前用于杂交水稻制种中，可刺激稻穗伸长后便于授粉。 毒素 是某些微生物在一定的条件下产生的对动植物和人有毒害的化合物，大多数是蛋白质。 例如：1）白喉杆菌产生的白喉毒素 2）破伤风梭菌在厌氧条件下产生的破伤风毒素 3）苏云金杆菌产生的能杀虫的伴孢晶体。 色素 微生物在代谢过程中产生的有色次生代谢产物，常积累在细胞内或者分泌于细胞外。 如灵杆菌产生的花青素使菌落呈红色。红曲霉产生的红曲素不仅使菌体呈紫色，并分泌于体外，在食品上用作着色剂。 EMP途径为合成代谢提供了： 能量： 2ATP 还原力： 2NADH 小分子 C 架：6-P葡萄糖 P-二羟丙酮