微生物学 代谢new

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1、第五章微生物的新陈代谢新陈代谢简称代谢(metabolism)，是活细胞内发生的各种化学反应的总称。包括分解代谢和合成代谢。复杂分子简单分子+ATP+［H］分解代谢酶系复杂分子简单分子+ATP+［H］（有机物)合成代谢酶系微生物代谢特点：1、代谢旺盛（强度高转化能力强）2、代谢类型多。在代谢过程中，微生物通过分解作用（或光合作用）产生ATP形式的化学能。这些能量用于：1、合成代谢；2、微生物的运动和运输；3、热和光无论是分解代谢还是合成代谢，代谢途径都是由一系列连续的酶反应构成的，前一部反应的产物是后续反应的底物。细胞能有效

2、调节相关的反应，生命活动得以正常进行。某些微生物还会产生一些次级代谢产物。这些物质除有利于微生物生存外，还与人类生产生活密切相关。广义的代谢--生命体进行的一切化学反应。代谢分为能量代谢和物质代谢，分解代谢和合成代谢。分解代谢：复杂营养物分解为简单化合物（异化作用）。合成代谢：简单小分子合成为复杂大分子（同化作用）二者关系初级和次级代谢依据代谢产物在微生物中作用不同，又有初级代谢和次级代谢。初级代谢：能使营养物转化为结构物质、具生理活性物质或提供生长能量的一类代谢。产物有小分子前体物、单体、多聚体等生命必需物质。初级与次级代

3、谢次级代谢：某些微生物中并在一定生长时期出现的一类代谢。产物有抗生素、酶抑制剂、毒素、甾体化合物等，与生命活动无关，不参与细胞结构，也不是酶活性必需，但对人类有用。二者关系：先初后次，初级形成期也是生长期，只有大量生长，才能积累产物。第一节微生物的能量代谢化能异养微生物的生物氧化和产能自养微生物的生物氧化和产能一、化能异养微生物的生物氧化和产能生物氧化的形式：某物质与氧结合、脱氢、失去电子。生物氧化的过程：脱氢（或e-）、递氢（或e-）、受氢（或e-）。生物氧化的功能：产能（ATP）、产还原力［H］、产小分子中间代谢物。生物

4、氧化的类型：呼吸、无氧呼吸、发酵。（一）底物脱氢的四条途径以葡萄糖作为生物氧化的典型底物，在生物氧化的脱氢阶段中，可通过四条途径完成其脱氢反应，并伴随还原力［H］和能量的产生。1EMP途径（Embden-Meyerhofpathway，糖酵解途径，己糖二磷酸途径）葡萄糖葡糖-6-磷酸果糖-6-磷酸果糖-1，6-二磷酸1，3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸磷酸二羟丙酮甘油醛-3-磷酸ATPADPATPADPADPATPADPATPNAD+NADH+H+aa:耗能反应bb:氧化还原反应EMP途径意

5、义：为细胞生命活动提供ATP和NADH底物水平磷酸化底物水平磷酸化（1）EMP途径的主要反应EMP途径的简图C6为葡萄糖，C3为甘油醛-3-磷酸EMP途径的总反应:C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi2CH3COCOOH+2NADH+2H++2ATP+2H20（2）EMP终产物的去向：1）有氧条件：2NADH+H+经呼吸链的氧化磷酸化反应产生6ATP；2）无氧条件：发酵①丙酮酸还原成乳酸；②酵母菌（酿酒酵母）的酒精发酵：丙酮酸脱羧为乙醛，乙醛还原为乙醇。（3）EMP途径在微生物生命活动中的重要意义1）供应ATP形式的

6、能量和还原力（NADH2）；2）是连接其他几个重要代谢的桥梁（TCA、HMP、ED途径）3）为生物合成提供多种中间代谢物；4）通过逆向反应可进行多糖合成。（4）生产实践意义与乙醇、乳酸、甘油、丙酮、丁醇等的发酵生产关系密切。HMP途径(戊糖磷酸途径)（HexoseMonophophatePathway）HMP途径：葡萄糖经转化成6-磷酸葡萄糖酸后，在6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的催化下，裂解成5-磷酸戊糖和CO2。磷酸戊糖进一步代谢有两种结局，①磷酸戊糖经转酮—转醛酶系催化，又生成磷酸己糖和磷酸丙糖（3-磷酸甘油醛），磷酸丙糖借E

7、MP途径的一些酶，进一步转化为丙酮酸。称为不完全HMP途径。②由六个葡萄糖分子参加反应，经一系列反应，最后回收五个葡萄糖分子，消耗了1分子葡萄糖（彻底氧化成CO2和水），称完全HMP途径。HMP途径降解葡萄糖的三个阶段HMP是一条葡萄糖不经EMP途径和TCA循环途径而得到彻底氧化，并能产生大量NADPH+H+形式的还原力和多种中间代谢产物的代谢途径1.葡萄糖经过几步氧化反应产生核酮糖-5-磷酸和CO22.核酮糖-5-磷酸发生同分异构化或表异构化而分别产生核糖-5-磷酸和木酮糖-5-磷酸3.上述各种戊糖磷酸在无氧参与的情况下发

8、生碳架重排，产生己糖磷酸和丙糖磷酸HMP途径关键步骤：1.葡萄糖→6-磷酸葡萄糖酸2.6-磷酸葡萄糖酸→5-磷酸核酮糖→5-磷酸木酮糖↓5-磷酸核糖→参与核酸生成3.5-磷酸核酮糖→6-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛(进入EMP耗能阶段C62C3产能阶段4ATP2ATP2C32丙酮酸2NADH2