《食品微生物》PPT课件

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1、第四章微生物的代谢本次课程内容1.微生物的能量代谢2.微生物的分解代谢3.微生物发酵的代谢途径4.微生物独特的合成代谢代谢的概念代谢是细胞内发生的各种化学反应的总称。分解代谢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。合成代谢所利用的小分子物质来源于分解代谢过程中产生的中间产物或环境中的小分子营养物质。代谢的概念新陈代谢（Metabolism）一般泛指生物与周围环境进行物质交换和能量交换的过程。生物小分子合成生物大分子合成代谢（同化）耗能新陈代谢能量代谢物质代谢产能分解代

2、谢（异化）生物大分子分解为生物小分子复杂分子(有机物)分解代谢合成代谢简单小分子ATP[H]代谢的概念初级代谢是指能使营养物质转换成细胞结构物质、维持微生物正常生命活动的生理活性物质或能量的代谢。次级代谢是指某些微生物进行的非细胞结构物质和维持其正常生命活动的非必须物质的代谢。第一节微生物的能量代谢生物氧化是指细胞内一切代谢物所进行的氧化作用。它们在氧化过程中能产生大量的能量，分段释放，并以高能磷酸键形式储藏在ATP分子内，供需要时用。一切生命活动都是耗能反应,因此,能量代谢是一切生物代谢的核心问题。能量代谢的中心任务,是生物体如何把外界环境中的多种形式的最初

3、能源转换成对一切生命活动都能使用的通用能源------ATP.这就是产能代谢。最初能源有机物还原态无机物日光化能异养微生物化能自养微生物光能营养微生物通用能源（ATP）生物氧化与燃烧的比较一、微生物的呼吸（生物氧化）类型微生物氧化有机物脱下的电子经呼吸链中一系列电子载体的传递交给最终电子受体的过程有氧呼吸：分子氧为最终电子受体丙酮酸脱羧并形成乙酰CoA后进入TCA循环，脱下的电子进入呼吸链，最终被彻底氧化无氧呼吸：氧以外的其他物质作为最终电子受体微生物的能量代谢（一）好氧呼吸以分子氧作为最终电子受体的生物氧化过程，称为好氧呼吸。许多异养微生物在有氧条件下，以有

4、机物作为呼吸底物，通过呼吸而获得能量。以葡萄糖为例，通过EMP途径和TCA循环被彻底氧化成二氧化碳和水，生成38个ATP，化学反应式为：C6H12O6+6O2+38ADP+38Pi→6CO2+6H2O+38ATP（二）厌氧呼吸(anaerobicspiration)以无机氧化物作为最终电子受体的生物氧化过程，称为厌氧呼吸。能起这种作用的化合物有硫酸盐、硝酸盐和碳酸盐。这是少数微生物的呼吸过程。例如脱氮小球菌利用葡萄糖氧化成二氧化碳和水，而把硝酸盐还原成亚硝酸盐（故称反硝化作用），反应式如下：C6H12O6+12NO3–→6CO2+6H2O+12NO2–+1.8

5、×103KJ(三)发酵作用如果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称为发酵作用。在发酵过程中，有机物既是被氧化了基质，又是最终的电子受体，但是由于氧化不彻底，所以产能比较少。酵母菌利用葡萄糖进行酒精发酵，只释放2.26×105J热量，其中只有9.6×104J贮存于ATP中，其余又以热的形式丧失，反应式如下：C6H12O6+2ADP+2Pi→2C2H5OH+2CO2+2ATP发酵是指微生物细胞将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某种中间产物，同时释放能量并产生各种不同的代谢产物。发酵（fermentation）二、生物氧

6、化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，并有顺序地进行，它们相互“连控”如同链条一样，故称为呼吸链（生物氧化链）。它主要由脱氢酶、辅酶Q和细胞色素等组分组成。它主要存在于真核生物的线粒体中；在原核生物中，则和细胞膜、中间体结合在一起。它的功能是传递氢和电子，同时将电子传递过程中释放的能量合成ATP。三、ATP的产生ATP的产生就是电子从起始的电子供体经过呼吸链至最终电子受体的结果。ATP是生物体内能量的主要传递者。当微生物获得能量后，都是先将它们转换成ATP。当需要能量时，ATP分子上的高能键水解，重新释放出能量

7、。利用光能合成ATP的反应，称为光合磷酸化。利用生物氧化过程中释放的能量，合成ATP的反应，称为氧化磷酸化。（一）底物水平磷酸化在底物水平磷酸化中，异化作用的中间产物的高能磷酸转移给ADP，形成ATP，如下述反应：磷酸烯醇丙酮酸+ADP丙酮酸+ATP（二）电子传递磷酸化在电子传递磷酸化中，通过呼吸链传递电子,将氧化过程中释放的能量和ADP的磷酸化偶联起来，形成ATP。（三）光合磷酸化的能量转换光合色素是光合生物所特有的物质，它在光能转换过程中起着重要作用，光合色素由主要色素和辅助色素构成，主要色素是叶绿素或细菌叶绿素；辅助色素是类胡萝卜素和藻胆素。光反应中心的

8、叶绿素通过吸收光能逐出电子而使自己处于