第五章 微生物代谢ok.ppt

第五章 微生物的新陈代谢;分解代谢：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）形式的能量和还原力的作用。 合成代谢：指在合成代谢酶系的催化下，由简单小分子、ATP形式的能量和还原力一起合成复杂的大分子的过程。;一切生命活动都是耗能反应，因此，能量代谢是一切生物代谢 的核心问题。;;燃烧与生物氧化的比较;（一）、底物脱氢的4条途径： ;糖酵解的能量计算;若糖原的一个葡萄糖单位分解生成2个丙酮酸，则产生3个ATP;EMP途径的生理功能：;2、HMP途径（Hexose monophosphate pathway，又称PPP途径或磷酸戊糖途径）;;3×6-磷酸葡萄糖;1、供应合成原料。 2、产还原力。 3、作为固定CO2的中介。 4、扩大碳源利用范围。 5、连接碳源利用范围。 多数微生物同时存在EMP和HMP途径，只有HMP途径而无EMP途径的微生物极少：弱氧化醋杆菌、氧化葡萄杆菌。;3、ED途径（Entner-Doudoroff pathway）;;;ED途径特点： 特征性反应：KDPG裂解丙酮酸与3磷酸甘油醛 特征性酶：KDPG醛缩酶 产能效率低下。 可用于酒精发酵。;4、TCA循环;FADH2;;TCA循环的特点;;;每个丙酮酸分子彻底氧化可产生15个ATP，故一个葡萄糖分子经EMP、TCA后产生能量：  总计38个A TP真核生物NADH2进入线粒体时需经过磷酸甘油穿梭系统，消耗2个ATP故只产生36个ATP。;（二）、递氢和受氢;分析受氢体特点;;;1、呼吸（respiration);呼吸链（respiratory chain,RC）.电子传递链（electron transport chain ,ETC）;成员：电子传递是从NAD到O2，电子传递链中的电子传递体主要包括FP 、CoQ、细胞色素b 、 c、 a 、a３和一些铁硫旦白。 电子传递次序：NAD（P），FP（黄素蛋白），FeS(铁硫蛋白)，辅酶Q，Cyt b，Cyt c，Cyt a，Cyt a3 ;;氧化磷酸化：氧化磷酸化又称电子传递链磷酸化，是指呼吸链的递氢(或电子)和受氢过程与磷酸化反应相偶联并产生ATP的作用。 递氢、受氢即氧化过程造成了跨膜的质子梯度差即质子动势，进而质子动势再推动ATP酶合成ATP。 呼吸链氧化磷酸化效率的高低可用P／O比： (即每消耗1mol氧原子所产生的ATP mol数)来作定量表示。;化学渗透学说;氢传递体和电子传递体是间隔交替排列的，催化反应是定向的 电子传递复合体起质子泵的作用，将H+从线粒体内膜转到外膜 线粒体内膜对质子是不透性 强大的质子流进入线粒体F1-F0-ATP复合物时，释放的自由能推动ATP合成;2、无氧呼吸（厌氧呼吸）;无氧呼吸的类型;沼气; 硝酸盐两种功能: 1)同化性硝酸盐还原作用：有氧或无氧条件下所进行的利用硝酸盐作为氮源营养物。 a、硝酸盐呼吸(反硝化作用)： 2）异化性硝酸盐还原作用：在无氧条件下，某些兼性厌氧微生物利用硝酸盐作为呼吸链的最终氢受体，把它还原成亚硝酸、NO、N20、N2的过程，称为异化性硝酸盐还原作用，反硝化作用。又称硝酸盐呼吸。 ;b．硫酸盐呼吸：由硫酸盐还原细菌（或称反硫化细菌）把经呼吸链传递的氢交给硫酸盐而将硫酸盐还原成H2S的过程。脱硫弧菌 Desulfovibrio sp. c．硫呼吸：以无机硫作为无氧呼吸链的最终氢受体，结果硫被还原成H2S。 ;d．碳酸盐呼吸：是一类以CO2或重碳酸盐作为无氧呼吸链的末端氢受体的无氧呼吸。 如甲烷杆菌 Methanobacterium e．延胡索酸呼吸：兼性厌氧，将延胡索酸还原成琥珀酸，以往都是把琥珀酸的形式作为微生物的一般发酵产物来考虑。实际上在延胡索酸呼吸中，延胡索酸是最终电子受体，而琥珀酸是还原产物。 如：变形杆菌属Proteus ;f 甘氨酸呼吸：甘氨酸作为呼吸链末端氢受体而被还原为乙酸。 g 氧化三甲铵呼吸：氧化三甲铵作为呼吸链末端氢受体而被还原为三甲基胺。;3、 发酵;;关于同型发酵与异型发酵;乳酸发酵;酒精发酵;Stickland反应;巴斯德效应（Pasteur ）; 发酵中的产能反应 ——底物水平磷酸化;二、自养微生物的产能和产还原力 ;;1、 化能自养型微生物;;;化能自养型微生物能量代谢的特点：;2、 光能营养型微生物;产能与还原力方式;;2、非循环光合磷酸化 ;3、嗜盐菌紫膜的光介导ATP合成 ;嗜盐菌紫膜的光合作用;第二节 分解代谢与合成代谢的关系;;一、两用代谢途径;糖异生作用;;二、代谢回补顺序;;;第三节：微生物独特合成代谢途径举例;(1)卡尔文循环(Calvin cycle) ;3个阶段：①羧化反应：3个核酮糖－1，5－二