6 微生物的代谢与发酵.ppt
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第六章微生物的代谢与发酵 新陈代谢 新陈代谢(或代谢)(metabolism):指发生在活细胞中的各种分解代谢和合成代谢的总和。 新陈代谢 = 分解代谢 + 合成代谢 分解代谢(catabolism):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(或称还原当量,一般用[H]来表示)的作用。 合成代谢(anabolism):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[H]形式的还原力一起合成复杂的大分子的过程。 复杂分子 简单分子 + ATP + [H] (有机物) 微生物的能量代谢 中心任务:生物体如何把外界环境中多种形式的最初能源转换成对一切生命活动都能使用的通用能源 — ATP 。 有机物→→→ 最初能源 日 光→→→ 通用能源(ATP) 还原态无机物→→→ 生物氧化与燃烧 生物氧化:发生在活细胞内的一系列产能性氧化反应的总称。 化能异养微生物的生物氧化 生物氧化的过程 脱氢(或电子) 递氢(或电子) 受氢(或电子) 功能 产能(ATP) 产还原力[H] 产小分子中间代谢物 底物脱氢途径与递氢、受氢的关系 底物脱氢的途径 EMP途径(糖酵解途径或己糖二磷酸途径) HMP途径(己糖一磷酸途径或戊糖磷酸途径、磷酸葡萄糖酸途径) ED途径(2-酮-3-脱氧-6-磷酸-葡萄糖酸裂解途径) 三羧酸循环(TCA循环) 递氢和受氢 在生物体内,贮存在葡萄糖等有机物中的化学能,经上述的多种途径脱氢后,经过呼吸链(或电子传递链)等方式进行递氢,最终与受氢体(氧、无机或有机氧化物)结合,以释放其化学潜能。 根据递氢特别是受氢过程中氢受体性质的不同,可以把生物氧化区分成三种类型: 呼吸(有氧呼吸) 无氧呼吸 发酵 呼吸、无氧呼吸与发酵 呼吸(Respiration) 呼吸(有氧呼吸):一种最普遍和最重要的生物氧化方式。其特点是底物按常规方式脱氢后,经完整的呼吸链(或电子传递链)递氢,最终由分子氧接受氢并产生水和释放能量(ATP)。 呼吸链: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还原电势不同的氢传递体(或电子传递体)组成的一组链状传递顺序,它能把氢或电子从低氧化还原势化合物处传递给高氧化还原势的分子氧或其他无机、有机氧化物,并使他们还原。在氢或电子传递过程中,通过与氧化磷酸化反应发生偶联,就可产生ATP形式的能量。 呼吸链 真核生物与原核生物呼吸链的比较 无氧呼吸(Anaerobic respiration) 无氧呼吸(厌氧呼吸):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。这是一类在无氧条件下进行的产能效率较低的特殊呼吸。其特点是底物按常规途径脱氢后,经部分呼吸链递氢,最终由氧化态的无机物(个别是有机物延胡索酸)受氢。 无氧呼吸的类型 根据呼吸链末端的最终氢受体的不同,无氧呼吸可分为: NO2-,NO,N2O,N2 NO3- SO32-,S3O62-,S2O32-,H2S SO42- S2- S0 CH3COOH
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