微生物的代谢与发酵.ppt

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。（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壹贰有氧下进行（光解水产氧）叁PSI和PSII两个光合系统肆反应中可同时产生ATP和NADPH伍H+质子来源于水的光解产氧光合微生物（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：菌绿素类型电子供体硫粒积累特征光合细菌：红螺菌科、着色菌科、绿菌科、绿弯菌科光合细菌（不产氧光合微生物）---光合作用器光合细菌培养物紫膜：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）（不产氧光合微生物）3、紫膜光合磷酸化紫膜：75％蛋白（菌视紫红质）25％脂类紫膜光合磷酸化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。建议读物：建议读物：2分解代谢和合成代谢的关系01两用代谢途径02代谢物回补顺序能补充两用代谢途径中因合成而消耗的中间产物的那些反应。03乙醛酸循环生物学意义TCA循环中4C化合物的补偿乙酸为唯一C源微生物的重要代谢途径高效的琥珀酸形成途径3微生物独特合成途径01自养微生物的CO2固定02Calvin循环03厌氧乙酰—COA途径04逆向TCA循环05羟基丙酸途径06Calvin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1主要特征：2分别合成甲基和羧基，后经乙酰-COA合成终产物乙酸、丙酮酸3CO脱氢酶为关键酶；THF、B12等一碳载体参加4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。工业固氮：50×106吨生物固氮：130×106吨二、生物固氮固氮微生物自生固氮菌（Aztobacteria）蓝藻共生固氮菌（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。AzotospirilliumN2+8[H]+18~24ATP→2NH3+H2+18-24ADP+18~24Pi二、固氮的生化机制1ATP(1:18)还原力和传递载体：NADPHFd、Fld还原底物（N2）Mg++厌氧微环境固氮酶1.生物固氮要素2固氮酶FeMoCo(固氮酶活性中心）细菌酒精发酵01代谢速率高、转化率高、副产物少、发02酵温度较高；但pH较高、较易染菌、耐乙03醇能力较低。04建议读物：（二）递氢和受氢

依据受氢体性质不同，生物氧化分为：呼吸(有氧呼吸）、无氧呼吸和发酵三种类型。1、呼吸好氧M产能方式呼吸链最终受氢体（O2）原核生物P/O较低又称厌氧呼吸，一类呼吸链末端受氢体为外源无机氧化物（少数为有机氧化物）的生物氧化。1主要微生物