微生物的能量代谢-程

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1、第五章微生物的新陈代谢新陈代谢(metabolism)：活细胞内进行的各种分解代谢和合成代谢的总和。分解代谢大分子小分子（能量，细胞组分的前体）合成代谢小分子大分子（酶，结构组分等）按物质转化方式分：物质代谢：物质在体内转化的过程。能量代谢：伴随物质转化而发生的能量形式相互转化按代谢产物在机体中作用不同分：初级代谢提供能量、前体、结构物质等的代谢类型；产物对机体有生理活性。次级代谢在一定生长阶段出现的代谢类型；产物：抗生素、色素、激素、生物碱等第一节微生物的能量代谢光能化学能能源有机物氧化无机物氧化一、化学能(一)化能异养型微生物产能代谢(二)化能自养菌产能代谢生物氧化的过程可

2、分为脱氢（或电子）、递氢（或电子）和受氢（或电子）三个阶段。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。(一)化能异养型微生物产能代谢生物氧化：物质在生物体内进行的一系列连续的产能性氧化反应的总和。A低物脱氢的4条途径EMPHMPEDTCA糖酵解的四个过程：⑴EMP途径生物体内葡萄糖被降解成丙酮酸的过程EMP途径的生理功能：①供应ATP形式的能量和NADH2形式的还原力；②是连接其它几个重要代谢途径的桥梁，包括三羧酸循环(TCA)、HMP途径和ED途径等；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。⑵HMP特点：葡萄糖不经EMP途径和TC

3、A循环而得到彻底氧化并能产生大量NADPH2形式的还原力和多种重要中间产物的代谢途径。HMP途径在生命活动中的意义：①供应合成原料，提供多种形式的C架；②产生大量NADH2形式的还原力；③是光能自养微生物和化能自养微生物固定CO2的重要中介；④扩大碳源利用范围，为微生物利用C3－C7多种碳源提供了必要的代谢途径；⑤连接EMP途径，可为生物合成提供更多的戊糖。⑶ED途径（Entner-Doudoroffpathway）2－酮－3－脱氧－6－磷酸葡萄糖酸裂解途径或KDPG途径ED途径的特点是：①具有一特征性反应――KDPG裂解为丙酮酸和3－磷酸甘油醛；②存在一特征性酶――KDPG醛缩酶

4、；③其终产物2分子丙酮酸的来历不同，即一个由KDPG裂解而来，另一由EMP途径转化而来；④产能效率低（1molATP/1mol葡萄糖）。TCA循环由丙酮酸经过一系列循环式反应而彻底氧化、脱羧，形成CO2、H2O和NADH2的过程。在各种好氧微生物中都存在。TCA循环的特点有：①氧虽不直接参与反应，但必须在有氧的条件下运转（因NAD＋和FAD再生时需氧）；②产能效率极高；③TCA位于一切分解代谢和合成代谢中的枢纽地位，为微生物的生物合成提供各种碳架原料。B递氢和受氢贮存在微生物体内葡萄糖等有机物中的化学潜能，经上述途径脱氢后,通过呼吸链（或电子传递链）等方式进行传递，最终可与氧、无机

5、或有机氧化物等氢受体相结合而释放出其中的能量。方式电子受体产物获能(千卡)微生物类型条件发酵有机物各种中间代谢产物54好氧菌，厌氧菌,兼性厌氧菌无O2或有O2有氧呼吸O2CO2688好氧菌,兼性厌氧菌有O2无氧呼吸无机物CO2429厌氧菌,兼性厌氧菌无O21.有氧呼吸:微生物在降解底物的过程中,将释放出来的电子交给NAD(P)+、FAD或FMＮ等电子载体,再经电子传递系统传给外源分子O2受体,从而生成水并释放出能量的过程。呼吸链：位于原核生物细胞膜上或真核生物线粒体上的由一系列氧化还原势不同的氢传递体组成的一组链状顺序。主要组分：（1）烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）和烟酰胺腺嘌呤

6、二核苷酸磷酸（NADP）（2）黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）和黄素单核苷酸（FMN）FAD和FMN是黄素蛋白FP的辅基。（3）铁硫蛋白FeS：含2Fe+2S的中心部分，每次传递一个电子。（4）泛醌CoQ：一类脂溶性载体。（5）细胞色素系统。真核生物与原核生物呼吸链的差异。（1）原核生物呼吸链上的氧还载体的取代性较强。真核生物与G－菌通常都有泛醌，在G＋及某些G－菌中则常被甲基萘醌（MK或维生素K）取代，细胞色素也常有变化。（2）原核生物氧还载体的数量可增减。如大肠杆菌细胞色素有9种以上。（3）原核生物有分支呼吸链的存在。（4）真核生物呼吸链的P/O=3,而原核生物则普遍

7、<3。氧化磷酸化（oxidativephosphorylation）：物质在生物氧化过程中形成的NADH和FADH2可通过位于线粒体内膜和细菌质膜上的电子传递系统将电子传递给氧或其他氧化型物质，在这个过程中偶联着ATP的合成，这种产生ATP的方式称为氧化磷酸化。2.无氧呼吸有机物碳原子电子流向CO2NO3-。SO4-2CO2Fe+3等化合物氧化脱下的氢和电子经呼吸链传递，最终交给无机氧化物NO3、NO2、SO4、S2O3或CO2等或延胡索酸等有机物的过程。以硝酸盐作为