第六章微生物的代谢a教程方案.ppt

* * * 难溶的磺化羟基乙醛 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 某些厌氧和兼性厌氧微生物 * * * * * * * * * * * * * * * 电子受体通常是丙酮酸或它的衍生物； 由于没有外源电子受体， NADH不能通过电子传递链氧化。通过利用丙酮酸或它的衍生物作为电子（或氢）受体，以实现NADH 再氧化成NAD+ ，以实现甘油醛-3-磷酸的氧化，使酵解作用不被中断。 * * * * * * 无机物的生物氧化及其产能 三、光能营养微生物的能量代谢 光能营养型生物 产氧 不产氧 古生菌：嗜盐菌 真细菌：光合细菌（厌氧菌） 原核生物：蓝细菌 真核生物：藻类及其他绿色植物 光合作用是地球上最重要的生物过程之一，其实质是通过光合磷酸化将光能转化为化学能，以用于从CO2合成细胞物质。 光合磷酸化 循环光合磷酸化 非循环光合磷酸化 紫膜光合磷酸化 1. 循环光合磷酸化 一种存在于光合细菌（photosynthetic bacteria）中的原始光合作用机制，可在光能驱动下通过电子的循环式传递而完成磷酸化产能反应。 特 点： ①电子传递途径属循环方式； 即在光能的驱动下，电子从菌绿素分子上逐出，通过类似呼吸链的循环，又回到菌绿素，其间产生了ATP。 ②产ATP与产还原力[H]分别进行。 ③还原力来自H2S等的无机氢供体，在逆电子流、 耗能的情况下产生； ④不产生氧。 特点： 进行不产氧光合作用（anoxygenic photosynthesis），即不能利用H2O作为还原CO2时的氢供体，能利用还原态无机物（H2S、H2）或有机物作还原CO2的氢供体。 具有循环光合磷酸化的生物，属于原核生物真细菌中的光合细菌，均是厌氧菌，分类上在红螺菌目（Rhodospirillales）。 2. 非循环光合磷酸化 这是各种绿色植物、藻类和蓝细菌所共有的利用光能产生ATP的磷酸化反应。 蓝 细 菌 的 产 氧 光 合 作 用 特 点： ①电子的传递途径属非循环式的； ②在有氧条件下进行； ③有两个光合系统； PSⅠ（含叶绿素a）可以利用红光 PSⅡ（含叶绿素b）可利用蓝光 ④反应中同时有ATP（产自PSⅡ）、还原力[H] （产自PSⅠ）和O2（产自PSⅡ）产生。 ⑤还原力NADPH2中的[H]是来自H2O分子光解后的 H+和e-。 比较项目 非循环光合磷酸化 循环光合磷酸化 生物体 植物、藻类、蓝细菌 光合细菌 叶绿素类型 叶绿素a、b等 细菌叶绿素 PSI 有 有 PSII 有 无 氧的产生 有 无 还原力[H] 来自水的光解 来自H2S等无机氢供体 （少数来自有机物） 两种光合作用比较 3. 紫膜光合磷酸化 嗜盐菌（halophilic bacteria）在无氧条件下，利用光能造成紫膜蛋白上视黄醛辅基构象的变化，可使质子不断驱至膜外，从而在膜两侧建立一个质子动势，由它来推动ATP酶合成ATP，即光介导ATP合成（light-mediated ATP synthesis）。 这是一种直至1970年才发现的、只在嗜盐菌中 才有的无叶绿素或菌绿素参与的独特光合作用。 嗜盐菌的细胞膜制备物可分离出红色和紫色两个组分： 红膜：主要成分为红色类胡萝卜素、细胞色素和黄素蛋白等呼吸链载体成分。 紫膜：主要成分为细菌视紫红质和类脂；细菌视紫红质的功能与叶绿素相似，能吸收光能，并在光量子的驱动下起着质子泵的作用。 在有氧条件下可进行氧化磷酸化产能 在缺氧条件下进行光合磷酸化产能 当环境中O2浓度很低时，嗜盐菌无法利用氧化磷酸化来满足其正常的能量需要时，若光照条件适宜，它就能合成紫膜，并利用紫膜的光介导ATP合成机制获得必要的能量。 ①无O2条件下进行； ②不产O2； ③最简单的光合磷酸化反应； ④无叶绿素和细菌叶绿素，光合色素是 紫膜上的细菌视紫红质。 嗜盐菌紫膜的光合作用特点： * 形成高能磷酸化合物，然后将高能磷酸基团转移到ADP形成ATP的过程。 * * * * * * 磷酸二羟丙酮可还原成甘油，进入脂类代谢 * * * 戊糖与有机碱合成核苷，核苷与磷酸合成核苷酸 * * * * * * * ② 乳酸发酵 在工业上用于生产乳酸，在农业上用于青贮饲料的发酵，在食品加工业上也有广泛的应用。 乳酸发酵是由乳酸菌在严格厌氧的条件下进行的。 乳酸菌是耐氧型的厌氧菌，G+，无芽孢，有杆菌、球菌等。 乳酸菌生长过程中需要多种生长因子，可分解葡萄糖产生大量的乳酸。 由于菌种不同，代谢途径不同，生成的产物有所不同，将乳酸发酵又分为