微生物的新陈代谢.ppt

第五章微生物的代谢和发酵;新陈代谢〔metabolism〕

简称代谢，是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

分解代谢

是指复杂的有机物分子通过分解代谢酶系的催化，产生简单分子、腺苷三磷酸〔ATP〕形式的能量和复原力〔或称复原当量，一般用[H]来表示〕的作用；合成代谢又称同化作用,与分解代谢相反,是指在合成酶的催化下,由简单小分子、ATP形式的能量和[H]形式的复原力共同合成复杂的生物大分子的过程。;

新陈代谢=分解代谢+合成代谢

;微生物的能量代谢;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、脱氢或失去电子三种

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〕三个阶段

生物氧化的功能那么有产能〔ATP〕、产复原力[H]和产小分子中间代谢物三种

;底物脱氢的四条主要途径;EMP途径〔Embdem-Meyerhof-ParnasPathway〕;己糖激酶;果糖二磷酸醛缩酶;EMP途径;EMP途径;生理功能;HMP途径

(hexosemonophosphatepathway);无氧参与;;HMP途径;HMP途径的重要意义;ED途径

〔Entner-Doudoroffpathway〕;;在ED途径中的关键反响是2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸的裂解;ED途径利用葡萄糖的反响步骤简单，产能效率低〔1分子葡萄糖仅产1分子ATP，仅为EMP途径之半〕，反响中有一个6碳的关键中间代谢物——KDPG〔2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸〕，两分子丙酮酸来源不同。

所产生的丙酮酸对微好氧菌可脱羧成乙醛，乙醛进一步被NADH2复原为乙醇，称作细菌酒精发酵;;三羧酸循环

〔tricarboxylicacidcycle〕;;;;;〔二〕递氢和受氢;1、呼吸

是一种最普遍又最重要的生物氧化或产能方式，其特点是底物按

常规方式脱氢后，脱下的氢经完整呼吸链〔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。

呼吸链：是指位于原核生物细胞膜上或真核生物线粒体膜上的、

由一系列氧化复原势呈梯度差的、链状排列的氢〔或电子〕传递

体。

功能：〔1〕把氢或电子从低氧化复原势的化合物处传递到高氧

化复原势的分子氧或其他无机、有机氧化物，并使它们复原。

〔2〕通过与氧化??酸化反响相偶联，就可产生ATP形式的能量。

氧化磷酸化〔电子传递磷酸化〕：是指呼吸链的递氢〔或电子〕

和受氢过程与磷酸化反响相偶联并产生ATP的作用。;;化学渗透假说要点：a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，从而造成质子在膜的

两侧分布的不均衡，亦即形成了质子梯度差，这梯度差是产生ATP

能量的来源。

b通过ATP酶的作用，把质子从膜的外侧再运到膜的内侧时，一方

面消除了质子梯度差，同时合成了ATP。;2、无氧呼吸：又称厌氧呼吸，是一类呼吸链末端的氢受体为外源

无机氧化物〔个别为有机氧化物〕的生物氧化。

特点是底物按常规方式脱氢后，经局部呼吸链递氢，最终由氧化态

的无机物〔个别是有机物延胡索酸〕受氢。;〔1〕硝酸盐呼吸

在有氧或无氧条件下微生物利用硝酸盐作为氮源营养物，称为同

化性硝酸盐复原作用。

在无氧条件下，某些厌氧微生物利用硝酸盐作为呼吸链末端氢受

体，把它复原成亚硝酸、NO、N2O、直至N2的过程，称为异化性

硝酸盐复原作用，也称硝酸式盐呼吸。;〔5〕发酵中的产能反响：产能机制是底物水平磷酸化，产能水平低

底物水平磷酸化：指直接由一个代谢中间产物〔例如磷酸烯醇式

丙酮酸〕上的磷酸基团转移到ADP分子上形成ATP。;二、自养微生物产ATP和产复原力;〔一〕化能自养微生物;化能自养微生物的能量代谢特点：教材P120;〔二〕光能营养微生物;;2、非循环光合磷酸化是各种绿色植物、藻类和蓝细菌所共有的利

用光能产生ATP的磷酸化反响。

特点：〔1〕电子的传递途径属非循环式的；

〔2〕在有氧条件下进行；

〔3〕有两个光合系统

〔4〕反响中同时有ATP〔产自系统1〕复原力和氧气产生

〔5〕复原力NADPH2中的[H]是来自H2O分子光解后的H+和e-。

每个光合系统即为一个光合单位，两个光合系统中光合色素的成分

和比例不同，一个光合单位由一个光捕获复合体和一个反响中心复

合体组成。光捕获复合体含有菌绿素和类胡萝卜素，它们吸收一个

光子后，引起波长最长的菌绿素〔P870〕激活，从而传递给反响中

心，激发态的P870可释放出一个高能电子。;在光合系统1中，叶绿素

分子P700吸收光子后被

激活，释放出一个高能

电子。这个