水处理生物学-第六章3.pptVIP

电子传递体系在细胞中的部位原核微生物－－细胞质膜真核微生物－－线粒体电子传递体系产能情况NADH3ATPFADH2ATP1个ADP生成1个ATP（2）底物水平磷酸化厌氧微生物和兼性厌氧微生物在底物氧化过程中,产生一种含高自由能的中间体,这一中间体将高能键交给ADP,使ADP磷酸化而生成ATP。ATP的生成方式底物水平磷酸化作用与氧化磷酸化作用的区别:底物水平磷酸化作用是指ATP的形成直接与一个中间代谢物上的磷酸基团转移相偶联。氧化磷酸化作用是指ATP的生成基于电子传递相偶联的磷酸作用（3）光合磷酸化光引起叶绿素、菌绿素或菌紫素逐出电子,通过电子传递产生ATP的过程。ATP的生成方式ADP+H3PO4ATPAMP+2H3PO4ATPATP生成的反应式化能异养微生物的生物氧化生物氧化的形式:某物质与氧结合、脱氢、失去电子。生物氧化的过程:脱氢（或e-）、递（传）氢（或e-）、受氢（或e-）。生物氧化的功能:产能（ATP）、产还原力［H］、产小分子中间代谢物。生物氧化的类型:呼吸、无氧呼吸、发酵。二、生物氧化类型与产能代谢两大步骤（1）两大步骤第一步:不涉及氧化还原反应的预备性反应，生成2分子中间产物3－磷酸甘油醛；第二步:发生氧化还原反应，合成ATP并形成两分子的丙酮酸。1EMP途径一、底物脱氢的四种主要途径:EMP途径、HMP途径、ED途径、TCA循环。EMP途径产生2分子丙酮酸,获得2个ATP和2个NADH（或NADH+H+）,NADH可在有氧条件下经呼吸链的氧化磷酸化产生6个ATP,在无氧条件下则可把丙酮酸还原成乳酸或乙醇。糖酵解的步骤步骤一步骤二发酵产物2.HMP途径（戊糖磷酸途径、磷酸葡萄糖酸途径等）

葡萄糖不经EMP途径和TCA循环而得到彻底氧化,并产生大量NADPH+H+形式的还原力及多种重要中间代谢产物。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。HMP途径与EMP途径有着密切的关系,HMP途径中的3-磷酸-甘油醛可以进入EMP途径,—磷酸戊糖支路。HMP途径的一个循环的最终结果是一分子葡萄糖-6-磷酸转变成一分子甘油醛-3-磷酸、3个CO2.6个NADPH2。一般认为HMP途径不是产能途径,而是为生物合成提供大量还原力（NADPH2）和中间代谢产物。HMP途径HMP途径的主要反应

HMP途径在微生物生命活动中的重要意义①供应合成原料:提供戊糖-P、赤藓糖-P；②产还原力:产生12NADPH2；③作为固定CO2的中介:自养微生物CO2的中介（核酮糖-5-P在羧化酶的催化下固定CO2并形成核酮糖-15-二磷酸）；④扩大碳源利用范围:为微生物利用C3～C7多种碳源提供了必要的代谢途径；⑤连接EMP途径:为生物合成提供更多的戊糖。在多数好氧菌和兼性厌氧菌中普遍存在HMP途径，且常与EMP途径同在。只有少数微生物如弱氧化醋杆菌、氧化葡糖杆菌、氧化醋单胞菌只有HMP途径，而无EMP途径。3.ED途径（2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸途径）

存在于某些缺乏完整EMP途径的微生物中的一种替代途径,为微生物所特有,在革兰氏阴性菌中分布较广。葡萄糖只经过四步反应即可形成丙酮酸。ED途径可不依赖于EMP与HMP而单独存在。ED途径结果：一分子葡萄糖经ED途径最后生成2分子丙酮酸、1分子ATP，1分子NADPH2.1分NADH。（1）

ED

途

径

的

主

要

反

应

（2）ED途径特点

1）KDPG（2-酮-3-脱氧-6-P-葡萄糖酸）裂解为丙酮酸和3-磷酸甘油醛；2）存在KDPG醛缩酶；3）两分子丙酮酸来历不同；4）产能效率低（1molATP/1mol葡萄糖）。5）可与EMP、HMP、TCA循环等代谢途径相连,可相互协调、满足微生物对能量、还原力和不同中间代谢产物的需要。丙酮酸脱羧为乙醛,被NADH还原为乙醇。具有ED途径的细菌有嗜糖假单胞菌、铜绿假单胞菌、荧光假单胞菌、林氏假单胞菌、真养产碱菌等。4.TCA循环（三羧酸循环、柠檬酸循环）

丙酮酸经过一系列循环式反应而彻底氧化脱羧，形成CO2.H2O和NADH2的过程。在各种好氧微生物中普遍存在。在真核微生物中在线粒体（基质）内进行；在原核生物中，在细胞质中进行。只有琥珀酸脱氢酶，在线粒体或原核细胞中都是结合在膜上。（1）TCA