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微生物学

郝鲁江

第五章微生物的新陈代谢

•新陈代谢（metabolism）简称代谢，是推动生

物一切生命活动的动力源，通常泛指发生在活

细胞中的各种分解代谢（catabolism）和合成

代谢（anabolism）的总和。

第五章微生物的新陈代谢

第一节微生物的能量代谢

第二节分解代谢和合成代谢的联系

第三节微生物独特合成代谢途径举例

第四节微生物的代谢调节与发酵生产

第一节微生物的能量代谢

l由于一切生命活动都是耗能反应，因此，能量

代谢就成了新陈代谢中的核心问题。

一、化能异养微生物的生物氧化和产能

•生物氧化（biologicaloxidation）就是发生在活

细胞内的一系列产能性氧化反应的总称。

一、化能异养微生物的生物氧化和产能

•生物氧化的形式包括某物质与氧结合、脱氢

和失去电子3种；

•生物氧化的过程可分脱氢（或电子）、递氢

（或电子）和受氢（或电子）3个阶段；

•生物氧化的功能有产能（ATP）、产还原力

［H］和产小分子中间代谢物3种；

•而生物氧化的类型则包括了呼吸、无氧呼吸

和发酵3种。

（一）底物脱氢的4条途径

1.EMP途径（Embden-Meyerhof-

Parnaspathway）

•又称糖酵解途径（glycolysis）或己糖二磷酸途径（

hexosediphosphatepathway），是绝大多数生物所

共有的一条主流代谢途径。

•它以1分子葡萄糖为底物，约经10步反应而产生2

+

分子丙酮酸、2分子NADH+H和2分子ATP的过

程。

•EMP途径可概括为两个阶段（耗能和产能）、3种

产物和10个反应（图5-2）。

1.EMP途径（Embden-Meyerhof-

Parnaspathway）

EMP途径关键步骤

1.葡萄糖磷酸化→1.6二磷酸果糖(耗能)

2.1.6二磷酸果糖→2分子3-磷酸甘油醛

3.3-磷酸甘油醛→丙酮酸

总反应式：

葡萄糖+2NAD+2Pi+2ADP→2丙酮酸+2NADH+2ATP

2

CoA↓丙酮酸脱氢酶

乙酰CoA，进入TCA

EMP途径的生理功能

•供应ATP形式的能量和NADH2形式的还原力

；

•是连接其他几个重要代谢途径的桥梁，包括三

羧酸循环（TCA）、HMP途径和ED途径等；

•为生物合成提供多种中间代谢物；

•通过逆向反应可进行多糖合成。

若从EMP途径与人类生产实践的关系来看

，则它与乙醇、乳酸、甘油、丙酮和丁醇等的

发酵生产关系密切。

2.HMP途径（hexosemonophosphate

pathway）

•又称己糖一磷酸途径、已糖一磷酸支路（shunt）、戊

糖磷酸途径（pentosephosphatepathway）、磷酸葡萄

糖酸途径（phosphogluconatepathway）或WD途径

（Warburg-Dickenspathway）。

•其特点是葡萄糖不经EMP途径和TCA循环而得到彻

+

底氧化，并能产生大量NADPH+H形式的还原力以

及多种重要中间代谢产物。

2.HMP途径（hexosemonophosphate