第五章微生物的新陈代谢.doc

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1、第五章微生物的新陈代谢本章重点:新陈代谢的概念、特点；新陈代谢的基本内容。本章难点：物质代谢、能量代谢的基本内容、联系及特点；分解代谢、合成代谢的基本内容、联系及特点。建议学时：8学时新陈代谢：简称代谢，广义的代谢——生命体进行的一切化学反应。是指发生在活细胞中的各种分解代谢与合成代谢的总和。其中，分解代谢是指复杂的有机物分子通过分解代谢酶系的催化，产生简单分子、腺苷三磷酸(ATP)形式的能量或还原力(或称还原当量，以[H]表示)的作用；合成代谢则与分解代谢相反，是指在合成代谢酶系的催化下，由简单小分子、ATP形式的能量与[H]形式的还原力一起合成大分子的过程。代谢的类型：1、能量代谢和物质

2、代谢2、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：合成代谢与分解代谢在生物体中偶联进行，它们之间既有明显差别，但又紧密相关。分解代谢为合成代谢提供所需要的能量和原料，而合成代谢则是分解代谢的基础。3、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。　　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

3、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微生物对能量利用：一、化能异养微生物的生物氧化和产能（一）生物氧化1、概念：生物氧化是指发生在活细胞中的一系列产能性氧化反应的总称。2、生物氧化与燃烧的比较35（1）相同点：它们的总效应都是通过有机物的氧化反应而释放出其中的化学潜能。（2)不同点：生物氧化需要酶的参与，反应条件温和，为多步式梯级反应，产生的能量大部分为ATP，且能量利用率高；而燃烧则不需要酶的参与，反应条件激烈，为一步式快速反应，其产能形式为发光、发热，且能量利用率低。3、生物氧化的形式：某物质与氧结合、脱氢或失去电子4、生物

4、氧化的过程：分为脱氢（或电子）、递氢（或电子）和受氢（或电子）三阶段。5、生物氧化的功能：产能（ATP）、产还原力[H]（使许多还原型辅酶Ⅰ得到了再生）和产小分子中间还原产物。6、生物氧化的类型：呼吸、无氧呼吸、发酵其划分依据是根据递氢的特点特别是氢受体性质的不同。（二）底物脱氢的四条途径1、EMP途径总反应途径为：   总反应式为： C6H12O6＋2NAD+＋2(ADP+Pi)→2CH3COCOOH+2ATP+2NADH2＋2H2OEMP 途径的关键酶是磷酸已糖激酶和果糖二磷酸醛缩酶，它开始时消耗 ATP，后来又产生ATP，总计起来，每分子葡萄糖通过EMP途径净合成2分子ATP，产能水平

5、较低。EMP途径的意义：351）生理意义：在无氧条件下，整个HMP途径的产能效率是很低的，即每一个葡萄糖分子仅净产2个ATP，但其多种中间代谢物不仅可为合成反应提供原材料，而且起着连接许多有关代谢途径的作用。2）实践意义：用于多种发酵产品的生产。2、HMP途径：完全HMP途径的总反应途径为：  HMP途径可概括成三个阶段：①葡萄糖分子通过几步氧化反应产生核酮糖—5—磷酸和CO2；②核酮糖—5—磷酸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没有氧参与的条件下发生碳架重排，产生了己糖磷酸和丙糖磷酸，然后丙糖磷酸可通过以下两种方式进一步代谢：其一为通过EMP途

6、径转化成丙酮酸再进入TcA循环进行彻底氧化，另一为通过果糖二磷酸醛缩酶和果糖二磷酸酶的作用而转化为己糖磷酸。HMP途径的意义：1)生理意义2)实践意义35通过本途径而产生的重要发酵产物很多，例如核苷酸、若干氨基酸、辅酶和乳酸等。3、ED途径总反应途径：总反应式：C6H12O6＋ADP+Pi＋NADP+＋NAD+→2CH3COCOOH+ATP+NADPH＋H+＋NADH＋H+ED途径的意义：1)生理意义：是少数EMP途径不完整的细菌所特有的利用葡萄糖的替代途径；可与EMP途径、HMp途径和TcA循环等各种代谢途径相连接，因此可以相互协调，以满足微生物对能量、还原力和不同中间代谢物的需要，2)实

7、践意义：细菌酒精发酵。细菌酒精发酵的特点；4、三羧酸循环总反应途径：TCA环的总反应式为：35CH3COSCoA+2O2+12(ADP+Pi)→2 CO2+ H2O +12ATP+ CoATCA 环产生能量的水平是很高的，每氧化一分子乙酰CoA，可产生12分子ATP。葡萄糖经EMP途径和TCA 环彻底氧化成CO2和H2O的全部过程为：TCA循环的意义：（1）生理意义：在一切分解代谢和合成代谢中占有枢纽地位，在