第五章微生物的新陈代谢.pptx

第五章 微生物的新陈代谢;新陈代谢;在代谢过程中，微生物通过分解作用（或光合作用）产生ATP形式的化学能。;第六章 微生物的新陈代谢;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;（一）底物脱氢的四条途径; 1 EMP途径 （Embden-Meyerhof pathway， 糖酵解途径，己糖二磷酸途径）;（1）EMP途径的主要反应;（2）EMP终产物的去向：;2、HMP途径（戊糖磷酸途径、 磷酸葡萄糖酸途径等）;从6-磷酸-葡萄糖开始，即在单磷酸已糖基础上开始降解的故称为单磷酸已糖途径。;（1）HMP途径的主要反应;（2）HMP途径的三个阶段;2）核酮糖-5-磷酸同分异构化或表异构化为核糖-5-磷酸和木糖-5-磷酸；;丙糖磷酸可通过EMP途径转化为丙酮酸进入TCA循环，也可通过果糖二磷酸醛缩酶和果糖二磷酸酶的作用转化为己糖磷酸。;（4）生产实践意义;3、ED途径（2 -酮-3 -脱氧-6-磷酸葡萄糖酸途径）;（1）ED途径的主要反应;（2）ED途径特点;4、TCA循环（三羧酸循环、柠檬酸循环）; 丙酮酸在进入三羧酸循环之先要脱羧生成 乙酰CoA，乙酰CoA和 草酰乙酸缩合成柠檬 酸再进入三羧酸循环。 循环的结果是乙酰CoA 被彻底氧化成CO2和H2O， 每氧化1分子的乙酰CoA 可产生12分子的ATP，草 酰乙酸参与反应而本身 并不消耗。 ;（2）TCA循环的特点;;;（二）递氢和受氢;呼吸、无氧呼吸和发酵示意图;1、呼吸（好氧呼吸）;典型的呼吸链;3）氧化磷酸化呼吸链的递氢（电子）和受氢（电子）与磷酸化反应相偶联并产生ATP的作用。;主要观点：在氧化磷酸化过程中，通过呼吸链酶系的作用，将底物分子上的质子从膜的内侧传递至外侧，从而造成了质子在膜两侧分布的不均衡，即形成了质子梯度差（又称质子动势、pH梯度等）。 这个梯度差就是产生ATP的能量来源，因为它可通过ATP酶的逆反应，把质子从膜的外侧再输回到内侧，结果一方面消除了质子梯度差，同时就合成了ATP。;5）呼吸链氧化磷酸化的效率;2、无氧呼吸（厌氧呼吸）;（2）无氧呼吸的类型;1）硝酸盐呼吸???反硝化作用、异化性硝酸盐还原作用）;2）硫酸盐呼吸;3）硫呼吸;5）碳酸盐呼吸;6）延胡索酸呼吸;广义的发酵：泛指任何利用好氧性或厌氧性微生物生产有用代谢产物或食品、饮料的一类生产方式。 狭义的发酵：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。;底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation); ;G;2）乳酸发酵 — 同型乳酸发酵;同型乳酸发酵;3）丙酸发酵; 某些细菌通过发酵将G变成琥珀酸，乳酸、甲酸、H2和CO2等多种代谢产物。 由于代谢产物中含多种有机酸，因此将这种发酵 称为混合酸发酵。 大多数肠杆菌如大肠杆菌等均能进行混合酸发酵。 ;混合酸发酵 ——用于细菌分类鉴定 ;5）2，3-丁二醇发酵 ;6）丁酸型发酵 ;（2）通过HMP途径的发酵——异型乳酸发酵;1）异型乳酸发酵的经典途径;2）异型乳酸发酵的双歧杆菌途径;3）同型乳酸发酵与两种异型乳酸发酵的比较 ;（3）通过ED途径进行的乙醇发酵 ——细菌的乙醇发酵; 糖酵解作用是各种发酵的基础，而发酵则是糖酵解过程的发展 发酵的结果仍积累某些有机物，说明基质的氧化过程不彻底 基质是被氧化的基质同时又是电子受体。 ;（4）由氨基酸发酵产能——Stickland反应;（5）发酵中的产能反应;二、自养微生物的生物氧化（产ATP和产还原力）;（一）化能自养微生物的生物氧化; 2、最初能源： NH+4、NO+2、H2S、S0、H2和Fe2+等无机底物不仅可作为最初能源产生ATP，而且其中有些底物还可作为无机氢供体。 3、还原力[H]的产生： 无机氢在充分提供ATP能量的条件下，可通过逆呼吸链传递的方式形成还原CO2的还原力[H]。;4、化能自养菌的呼吸链 ;5、化能自养微生物能量代谢的主要特点 ;6、硝化细菌的能量代谢;;硝化细菌利用亚硝酸氧化酶和来自H2O的氧把NO2-氧化为NO3-，并引起电子流经过很短的一段呼吸链而产生少量ATP。 ;（二）