北工大微生物学第6章

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1、第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢微生物在生长发育和繁殖过程中，需要不断地从外界环境中摄取营养物质，在体内经过一系列的生化反应，转变成能量和构成细胞的物质，并排出不需要的产物。这一系列的生化过程称为新陈代谢。微生物的代谢(metabolism)是指发生在微生物细胞中的分解代谢(catabolism)与合成代谢(anabolism)的总和。分解代谢（catabolism）指细胞将大分子物质降解成小分子物质，并在这个过程中产生能量。合成代谢（anabolism）指细胞利用小分子物质合成复杂大分子的过程，并在这个过程中消耗能量。在代谢过程中，微生物通过分解作用

2、产生化学能，光合微生物还可将光能转化成化学能，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。细胞能有效调节相关的酶促反应，使生命活动得以正常进行。某些微生物在代谢过程中，除了产生其生命活动所必需的初级代谢产物和能量外，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，还与人类生产生活密切相关。代谢（metabolism）：细胞内发生的各种化学反应的总称代谢分解代谢(catabolism)合成代谢(anabolism)复杂分子（有机物）

3、分解代谢合成代谢简单小分子ATP[H]第一节酶的基本知识第二节能量代谢第三节大分子物质的降解第四节微生物的发酵第五节微生物代谢的调节和控制第六章微生物的代谢第一节酶的基本知识微生物的代谢活动:酶类受多因素的调节和控制—组合成有规律.有组织的酶系,完成复杂的代谢活动.酶是生物的催化剂---没有酶,微生物就没有生命,生命是不能离开酶而存在.酶的性质酶是生物催化剂2.酶具有高度催化效果3.酶具有高度专一性(1).绝对专一性(2).相对专一性(3).立体异构专一性4.酶的化学本质是蛋白质5.酶作用受到温度.PH.酶浓度激活剂.抑制剂等因素的影响二.酶的分类1.氧化

4、还原酶类:--氧化酶.脱氢酶2.转移酶类:--催化化合物中某些基团的转移,即将一种分子上的某一基团转移到另一种分子上去的反应.3.水解酶类将有机大分子水解为简单的小分子化合物4.裂合酶类:催化一个化合物分解为几个化合物,逆反应也可5.异构酶类:催化同分异构化合物之间的相互转化,即分子内部基团的重新排列6.合成酶类催化两个化合物的结合,形成新的物质第二节能量代谢分解代谢实际上是物质在生物体内经过一系列连续的氧化还原反应，逐步分解并释放能量的过程，这个过程也称为生物氧化，是一个产能代谢过程。在生物氧化过程中释放的能量可被微生物直接利用，也可通过能量转换贮存在高

5、能化合物(如ATP）中，以便逐步被利用，还有部分能量以热的形式被释放到环境中。不同类型微生物进行生物氧化所利用的物质是不同的，异养微生物利用有机物，自养微生物则利用无机物，通过生物氧化来进行产能代谢。第二节能量代谢一.生物氧化的过程1.底物脱氢作用2.氢和电子的传递3.最后受氢体接受氢和电子生物氧化作用是在微生物细胞内酶的催化下，完成营养物质氧化的过程，也是生物体新陈代谢的重要基本反应。第二节能量代谢能量代谢的中心任务是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。对微生物来说，它们可利用的最初能源有三大类即：有

6、机物、日光和还原态无机物。二.生物氧化的类型1.好氧呼吸以分子氧作为最终电子受体的生物氧化过程.彻底氧化，放能最多。2.厌氧呼吸以无机氧化物作为最终电子受体有机化合物.不需要氧气，放能多。3.发酵.电子供体是有机化合物,而最终电子受体也是有机化合物的生物氧化过程不彻底氧化，放能最少。微生物类型是否需氧生物氧化类型实例好氧微生物aerobe是有氧呼吸多数细菌全部的霉菌厌氧微生物anaerobe否无氧呼吸或发酵作用肉毒梭菌破伤风梭菌兼性厌氧微生物facultativeaerobe兼性有氧呼吸和无氧呼吸或有氧呼吸和发酵作用酵母菌有关“鬼火”的生物学解释在无氧条件

7、下，某些微生物在没有氧、氮或硫作为呼吸作用的最终电子受体时，可以磷酸盐代替，其结果是生成磷化氢（PH3），一种易燃气体。当有机物腐败变质时，经常会发生这种情况。若埋葬尸体的坟墓封口不严时，这种气体就很易逸出。农村的墓地通常位于山坡上，埋葬着大量尸体。在夜晚，气体燃烧会发出绿幽幽的光。长期以来人们无法正确地解释这种现象，将其称之为“鬼火”。三.呼吸链微生物从呼吸底物脱下的氢和电子向最终电子受体的传递过程中,要经过一系列的中间传递体,并有顺序的进行,他们相互”连接”如同链条一样---呼吸链.也称为生物氧化链。四.ATP的生成ATP是微生物生命活动的能量来源.A

8、TP的产生是电子从起始的电子供体经过呼吸链传至最终受体的结果.AT