《微生物的代谢重点》PPT课件

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1、第五章微生物的新陈代谢代谢概论代谢（metabolism）：推动一切生命活动的动力源，细胞内发生的各种化学反应的总称。代谢分解代谢(catabolism)异化作用合成代谢(anabolism)同化作用复杂分子（有机物）分解代谢合成代谢简单小分子ATP[H]新陈代谢的本质既存在高度的统一性，又存在明显的多样性。微生物产生和利用能量及其与代谢的关系图一、概述葡萄糖降解代谢途径生物氧化：发酵作用产能过程呼吸作用（有氧或无氧呼吸）1、化能异养微生物的生物氧化与产能第一节微生物的产能代谢——将最初能源转换成通用的ATP过

2、程生物氧化的形式：某物质与氧结合、脱氢或脱电子三种生物氧化的功能为：产能（ATP）、产还原力[H]和产小分子中间代谢物自养微生物利用无机物异养微生物利用有机物生物氧化能量微生物直接利用储存在高能化合物（如ATP）中以热的形式被释放到环境中生物氧化的过程：脱氢、递氢和受氢三种2、化能自养微生物的生物氧化与产能通常是化能自养型细菌，一般是好氧菌。利用固定C02作为它们的碳源。其产能的途径主要也是借助于无机电子供体(能源物质)的氧化，从无机物脱下的氢(电子)直接进入呼吸链通过氧化磷酸化产生ATP。代谢特点1）无机底物

3、脱下的氢（电子）从相应位置直接进入呼吸链2）存在多种呼吸链3）产能效率低；4）生长缓慢，产细胞率低。3、光能自养或异氧微生物的产能代谢指具有捕捉光能并将它用于合成ATP和产生NADH或NADPH的微生物。分为不产氧光合微生物和产氧光合微生物。前者利用还原态无机物H2S，H2或有机物作还原C02的氢供体以生成NADH和NADPH。后者由H2O分子光解产物H’和电子形成还原力(NADPH+H’)（还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）二、葡萄糖降解代谢途径（EMP、HMP、ED等。）1）EMP途径（糖酵解途径、己糖二磷酸

4、途径）葡萄糖丙酮酸有氧：EMP途径与TCA途径连接；产生6ATP无氧：还原一些代谢产物，(专性厌氧微生物)产能的唯一途径。10步反应丙酮酸乳酸：无氧乙醛——乙醇：无氧与TCA连接，将丙酮酸彻底氧化成二氧化碳和水分为两个阶段：1、3个分子6-磷酸葡萄糖在6-磷酸葡萄糖脱氢酶和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶等催化下经氧化脱羧生成6个分子NADPH+H+，3个分子CO2和3个分子5-磷酸核酮糖2、5-磷酸核酮糖在转酮酶和转醛酶催化下使部分碳链进行相互转换，经三碳、四碳、七碳和磷酸酯等，最终生成2分子6-磷酸果糖和1分子3-磷

5、酸甘油醛（中间产物：核糖-5-磷酸和木酮糖-5-磷酸）。2）HMP途径（戊糖磷酸途径、己糖一磷酸途径）HMP途径的总反应6葡萄糖-6-磷酸+12NADP++6H2O5葡萄糖-6-磷酸+12NADPH+12H++6CO2+Pi6C6ATP12NADPH+H+6C56CO2经呼吸链36ATP5C635ATP重新合成己糖特点：a、不经EMP途径和TCA循环而得到彻底氧化，无ATP生成，b、产大量的NADPH+H+还原力；c、产各种不同长度的重要的中间物（5-磷酸核糖、4-磷酸-赤藓糖）d、单独HMP途径较少，一般与E

6、MP途径同存e、HMP途径是戊糖代谢的主要途径。3）ED（KDPG）途径——2-酮-3-脱氧-6-磷酸-葡萄糖酸裂解途径1952年Entner-Doudoroff：嗜糖假单胞菌过程：（4步反应）1葡萄糖6-磷酸-葡萄糖6-磷酸-葡糖酸KDPG6-磷酸-葡萄糖-脱氢酶3--磷酸--甘油醛+丙酮酸KDPG醛缩酶特点:a、步骤简单b、产能效率低：1ATPc、关键中间产物KDPG，特征酶：KDPG醛缩酶细菌：铜绿、荧光假单胞菌,根瘤菌,固氮菌,农杆菌,运动发酵单胞菌等。ATP有氧时经呼吸链6ATP无氧时进行发酵2乙醇2

7、ATPNADH+H+NADPH+H+2丙酮酸ATPC6H12O6KDPGED途径的总反应C6H12O6+ADP+Pi+NADP++NAD+2CH3COCOOH+ATP+NADPH+H++NADH+H+1、定义广义：利用微生物生产有用代谢一种生产方式。狭义：厌氧条件下，以自身内部某些中间代谢产物作为最终氢（电子）受体的产能过程特点：1）通过底物水平磷酸化产ATP；2）葡萄糖氧化不彻底，大部分能量存在于发酵产物中；3）产能率低；4）产多种发酵产物。三、发酵（fermentantion）2、发酵类型1）乙醇发酵a、酵

8、母型乙醇发酵1G2丙酮酸2乙醛+CO22乙醇+2ATP条件：pH3.5~4.5,厌氧菌种：酿酒酵母、少数细菌（胃八叠球菌、解淀粉欧文氏菌等）i、加入NaHSO4NaHSO4+乙醛磺化羟乙醛（难溶）甘油ii、弱碱性（pH7.5）2乙醛1乙酸+1乙醇（歧化反应）磷酸二羟丙酮作为氢受体，经水解去磷酸生成甘油——甘油发酵（EMP）b、细菌型乙醇发酵(发酵单胞菌和嗜糖假单胞菌)同型酒