微生物课件第二章.ppt

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1、合成代谢anabolism在合成酶系的催化下，由简单的小分子、能量（ATP）和还原力（[H]）一起合成复杂的生物的大分子的过程。分解代谢catabolism指复杂的有机分子通过分解代谢酶系的催化产生简单分子、能量(ATP)、和还原力（[H]）的过程。复杂分子(有机物)分解代谢酶系合成代谢酶系简单分子+ATP+[H]第二节分解代谢和合成代谢的联系分解代谢的三个阶段将大分子的营养物质降解成氨基酸、单糖、脂肪酸等小分子物质。进一步降解成为简单的乙酰辅酶A、丙酮酸、及能进入TCA循环的中间产物。将第二阶段的产物完全降解生成CO2，并将前面形成的还原力（NADH2）通过呼吸吸链氧化、同时形成大量的A

2、TP。1、能量由ATP供给，ATP产生有三种方式：底物水平磷酸化，氧化磷酸化，光合磷酸化。2、还原力产生：还原力主要指NADH2和NADPH2。3、小分子前体物：通常指糖代谢过程中产生的中间代谢物。生物合成三要素能量、还原力、小分子前体物分解代谢途径和合成代谢的功能及其相互联系中间代谢产物分解代谢起源在生物合成中的作用葡萄糖-1-磷酸葡萄糖-6-磷酸核糖-5-磷酸赤藓糖-4-磷酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸3-磷酸甘油酸a-酮戊二酸草酰乙酸乙酰辅酶A葡萄糖半乳糖多糖EMP途径HMP途径HMP途径EMP途径EMP途径ED途径EMP途径三羧酸循环三羧酸循环丙酮酸脱羧脂肪氧化核苷糖类戊糖多糖贮藏物核苷

3、酸脱氧核糖核苷酸芳香氨基酸芳香氨基酸葡萄糖异生CO2固定胞壁酸合成糖的运输丙氨酸缬氨酸亮氨酸CO2固定丝氨酸甘氨酸半胱氨酸谷氨酸脯氨酸精氨酸赖氨酸天冬氨酸赖氨酸蛋氨酸苏氨酸异亮氨酸脂肪酸类异戊二烯甾醇一、两用代谢途径1、概念：凡在分解代谢和合成代谢中具有双重功能的途径，就称两用代谢途径。2、特点：①在兼用代谢途径中，合成途径并非分解途径的完全逆转，即催化两个方向中的同一反应并不是总是用同一种酶来进行的。②在分解与合成代谢途径的相应代谢步骤中，往往还包含了完全不同的中间代谢物。③在真核生物中，合成代谢和分解代谢一般在不同的分隔区域中进行，即合成代谢一般在细胞质中进行，而分解代谢则多在线粒体、

4、微粒体和溶酶体中进行，这就有利于两者可同时有条不紊地运转。二、代谢物回补顺序又称补偿途径或添补途径，是指能补充兼用代谢途径中因合成代谢而消耗的中间代谢物的反应。意义：当重要产能途径中的关键中间代谢物必须被大量用作生物合成的原料时，仍可保证能量代谢的正常进行。1、合成草酰乙酸（OA）的回补顺序(1)用葡萄糖或3碳化合物作碳源合成OA：当微生物生长在葡萄糖或其他3碳化合物如丙酮酸、乳酸或甘油等碳源上时，可以利用以下两条途径来补充OA：①由PEP羧化酶催化PEP为OA：②由丙酮酸羧化酶催化丙酮酸为OA(2)用乙酸等2碳化合物作碳源合成OA—乙醛酸循环①关键酶及关键反应：②总反应③产物去向：可进入

5、TCA循环，也可沿EMP途径逆行，合成葡萄糖。④生理意义a.使TCA循环具有高效产能功能；b.为许多重要生物合成反应提供有关中间代谢物。⑤生理类群：细菌中的醋杆菌属、固氮菌属、产气肠杆菌、脱氮副球菌、荧光假单胞菌和红螺菌属等，真菌中的酵母属、黑曲霉和青霉属等。2、合成PEP的回补顺序(1)用葡萄糖或3碳化合物作碳源合成PEP①丙酮酸通过磷酸烯醇丙酮酸合酶产生磷酸烯醇丙酮酸②丙酮酸通过丙酮酸磷酸双激酶产生磷酸烯醇丙酮酸(2)用乙酸等2碳化合物作碳源合成PEP①草酰乙酸由PEP羧激酶催化产生磷酸烯醇式丙酮酸②草酰乙酸由PEP羧转磷酸酶催化产生磷酸烯醇丙酮酸第三节微生物的独特合成代谢举例一、自养

6、微生物的CO2固定1、Calvin循环Calvin循环又称核酮糖二磷酸途径、还原性戊糖途径、3碳循环，是光能自养微生物和化能自养微生物固定CO2的主要途径。(1)Calvin循环的过程特征酶为磷酸核酮糖激酶和核酮糖羧化酶。分为三个阶段：①CO2固定——羧化反应②固定CO2的还原③CO2受体的再生(2)Calvin循环的产物去向(3)Calvin循环的意义Calvin循环是自养微生物单糖的主要来源，是其它糖类和糖衍生物合成的起点，还是其它有机物合成的基础。2、厌氧乙酰-辅酶途径这种CO2的固定机制主要存在于乙酸菌、硫酸盐还原菌和产甲烷菌等化能自养细菌中。二、生物固氮Ø概念：生物固氮是指分子氮

7、通过微生物固氮酶系的催化形成氨的过程。Ø研究生物固氮的意义(1)可在常温常压下进行固氮反应；(2)生物固氮量高，不流失、不污染、利用率高；(3)化学模拟生物固氮，争取常温常压下合成氨，可为农业生产开辟肥源；(4)加深对生命起源和生物共生作用的认识。1、固氮微生物具有利用分子氮作为唯一氮源的能力即将分子氮还原成氨,进一步把氨同化成氨基酸和蛋白质的一类微生物，叫固氮微生物。(1)特点：①种类多；②皆为原核生物和古生菌类；③生