微生物的代谢与发酵.pptVIP

固氮酶FeMoCo(固氮酶活性中心）固氮酶生物学特性还原N2、H+、C2H2等生物活性由固氮酶（组分I；钼铁蛋白；固二氮酶）和固氮酶还原酶（组分II；铁蛋白；固二氮酶还原酶）共同组成时才具有生物活性氧不可逆失活作用活力测定—乙炔还原法3固氮的生化途径N2+8[H]+18~24ATP→2NH3+H2+18-24ADP+18~24Pi氨的去路固氮酶的产氢反应（2H+→H2）固氮酶2H+---------------------→H2氢化酶01硝化细菌的硝化作用05硝化细菌：03亚硝化细菌：02硝化作用：氨态氮经硝化细菌的氧化，转为硝酸态氮的过程。04NH3+O2HNO2+2H++2e-HNO2+H2ONO3-+2H++2e-06亚硝化细菌的产能反应2、化能自养菌氧化产能的特点：硝化作用：还原性无机物氧化直接与呼吸链相联。其过程比异养菌（经EMP/TCA等）简单。呼吸链的组分简单，多样化；氢或电子直接进入。产能效率（P/O）比异养菌低(无机物能量水平低)。（二）光能营养微生物非循环光合磷酸化------产氧光合作用电子传递非循环01有氧下进行（光解水产氧）02PSI和PSII两个光合系统03反应中可同时产生ATP和NADPH04H+质子来源于水的光解05产氧光合微生物（蓝绿澡）特点：2.循环光合磷酸化1)电子传递循环方式2)产ATP和NAD(P)H分别进行3)不光解水、不产氧（仅有PSI）4）还原力的H+质子来自H2S、H2无机或有机物（不产氧光合微生物：光合细菌）CytC2偶联质子跨膜形成质子梯度光合细菌(红螺菌目)Bacteriathatcontainbacteriochlorophyllsandcanuselightasanenergysource.Whengrowingunderilluminationtheorganismareanaerobicanddonotevolveo2duringphotosynthesis.somearealsocapableofgrowinginthedarkbyrespiringwithoxygen.区别：1）菌绿素类型2）电子供体3）硫粒积累特征光合细菌：红螺菌科、着色菌科、绿菌科、绿弯菌科---光合作用器光合细菌（不产氧光合微生物）光合细菌培养物（不产氧光合微生物）紫膜：在低氧时，某些嗜盐菌的细胞膜合成含有菌视紫红质，因颜色呈紫色，故称为紫膜。（视紫红质：视黄醛+视蛋白）3、紫膜光合磷酸化25％脂类75％蛋白（菌视紫红质）紫膜：通过视黄醛分子光介导的异构化建立膜电位而进行的光合磷酸化。紫膜光合磷酸化建议读物：建议读物：012分解代谢和合成代谢的关系02两用代谢途径03代谢物回补顺序04能补充两用代谢途径中因合成而消耗05的中间产物的那些反应。乙醛酸循环●生物学意义1）TCA循环中4C化合物的补偿2）乙酸为唯一C源微生物的重要代谢途径3）高效的琥珀酸形成途径3微生物独特合成途径1自养微生物的CO2固定2Calvin循环3厌氧乙酰—COA途径4逆向TCA循环5羟基丙酸途径6Calvin循环（略）6CO2通过Calvin循环产生果糖-6-磷酸核酮糖二磷酸羧化酶、磷酸核酮糖激酶为特征性酶自养菌（生物）固定CO2的主要途径厌氧乙酰-辅酶A途径主要特征：分别合成甲基和羧基，后经乙酰-COA合成终产物乙酸、丙酮酸CO脱氢酶为关键酶；THF、B12等一碳载体参加某些专性厌氧的化能自养菌固定CO2的主要途径（自养同型乙酸细菌、甲烷细菌）大气中的分子氮通过微生物固氮酶的催化而还原成氨的过程。01.生物固氮：130×106吨02.工业固氮：50×106吨03.二、生物固氮固氮微生物自生固氮菌（Aztobacteria）蓝藻(念珠藻:Nostic)共生固氮菌（豆科植物）Rhizobium（非豆科植物）Frankia地衣：子囊菌＋蓝藻联合固氮必须生长在植物根际、叶面或动物肠道等处才能更好地固氮的微生物。Azotospirilliu