食品微生物学-第四章-微生物的代谢.ppt

第四章微生物的代谢代谢(metabolism)是细胞内发生的各种化学反应的总称，它由分解代谢(catabolism)和合成代谢(anabolism)两个过程组成。各种微生物的初级代谢途径是普遍存在的，而且基本相同、稳定。分解代谢酶系复杂分子简单分子+ATP+[H]（有机物）合成代谢酶系[H]表示还原力或称还原当量。第一节化能异养微生物的生物氧化和产能第二节自养微生物的生物氧化第三节能量转换第四节微生物独特的合成代谢第一节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，其过程可分脱氢（或电子）、递氢（或电子）、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。（1）EMP途径：糖酵解途径，是大多数生物所共有的一条主流代谢途径。葡萄糖→→→→→→→→→→2丙酮酸+2ATP+2NADH+H+C6O12H6+2NAD++2ADP+2Pi2CH3COCOOH+2NADH+2H++2ATP+2H2OEMP途径是多种微生物所具有的代谢途径。净生成2ATP。（2）HMP途径：又叫戊糖磷酸途径，特点是葡萄糖不经过EMP和TCA循环而得到彻底氧化，并能产生大量NADP+H的形式的还原力以及多种重要的中间代谢产物。生物化学中解析EMP途径的特点葡萄糖转化成1，6—二磷酸果糖后，经过醛缩酶的催化，裂解成磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛。3-磷酸甘油醛被进一步氧化生成2分子丙酮酸，1分子葡萄糖可降解成2分子3-磷酸甘油醛，消耗2分子ATP。2分子3-磷酸甘油醛被氧化生成2分子丙酮酸，2分子NADH2和4分子ATP。乳酸菌糖代谢的特点对葡萄糖代谢：同型发酵：C6H12O62CH3CHOHCOOH+2ATP异型发酵：C6H12O61CH3CHOHCOOH+1CH3CH2OH+CO2+1ATP双歧杆菌：C6H12O62CH3CHOHCOOH+3CH3COOH+2.5ATP乳糖发酵：乳糖C6H12O6+半乳糖异构化成葡萄糖第二节自养微生物的生物氧化

一些微生物可以从氧化无机物获得能量，同化合成细胞物质，这类细菌称为化能自养微生物，它们在无机能源氧化过程中通过氧化磷酸化产生ATP。能进行光能营养的微生物真菌中有藻类及原核生物中蓝细菌。（1）氨的氧化：NH3和NO2-是可以用作能源的最普通的无机氮化合物，能被硝化细菌所氧化，硝化细菌可分为亚硝化细菌。硝化细菌都是G+细菌，以分子氧作为最终电子受体，而且大多数是专性无机营养型。（2）硫的氧化：硫杆菌能利用一种或多种还原态或部分还原态的硫化物作能源。每氧化1SO32-产生2.5个ATP。（3）铁的氧化：从亚铁到高铁状态的铁的氧化，对于少数细菌来说也是一种产能反应，但从这种反应中只有少量的能量可以被利用。（4）氢的氧化：氢细菌都是一些G-的兼性化能自养菌。它们能利用分子氢氧化产生的能量同化CO2，也能利用其他有机物生长。（5）循环光合磷酸化：光能营养微生物（6）非循环光合磷酸化：第三节能量转换由上面途径底物脱下的氢通过底物水平的磷酸化和氧化磷酸化将某种物质氧化而释放的能量储存于ATP等高能分子中，对光合微生物而言，则可通过光合磷酸化将光能转变为化学能储存于ATP中。呼吸——指生物氧化和产能的过程叫呼吸。（1）氧化磷酸化（有氧呼吸）：物质生物氧化NADH+FADH2电子传递系统将电子传递给分子氧或其他氧化型的物质，偶联ATP的合成，产生的能量多。对这类微生物培养要通气培养。终产物为二氧化碳和水。FMN(黄素单核苷酸)FAD(黄素腺嘌呤二核苷酸)NADP、NAD(吡啶核苷酸类)：NADP+、NAD+作为脱氢酶的电子受体。还原型的底物+NAD+≒氧化型的底物+NADH+H+还原型的底物+NADP+≒氧化型的底物+NADPH+H+第四节微生物独特的合成代谢1自养微生物的CO