微生物的生理3.ppt

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1、生理微生物的酶（组成，结构，分类，催化特征，影响酶活的因素）营养（微生物的化学组成，营养物及营养类型，营养物进入微生物的方式）产能代谢（呼吸类型，产能代谢与呼吸作用的关系，发光现象）环境工程微生物学代谢是细胞内发生的各种化学反应的总称，它主要由分解代谢和合成代谢两个过程组成。分解代谢是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。合成代谢是指细胞利用简单的小分子物质合成复杂大分子的过程，在这个过程中要消耗能量。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。环境工程微生物学一、微生物的生物氧化和产能1.微生物的

2、代谢物质代谢能量代谢产能代谢耗能代谢分解代谢合成代谢核心问题环境工程微生物学环境工程微生物学2.呼吸呼吸本质：化能营养型——分解产能光能营养型——光合产能呼吸（生物氧化）：生物体内的物质经过一系列连续的氧化还原反应分解并释放能量的过程。产能代谢的总称。呼吸作用的本质:氧化与还原反应的统一过程。3.微生物产能的方式和种类：电能（电子移动产生）化学能（氧化有机物和无机物的化学反应中释放的能量）机械能（运动产生的）光能（发光细菌产生的）微生物能量的转化(1)变为热，散失；(2)供合成反应和生命的其他活动；(3)贮存在ATP（三磷酸腺苷）中。环境工程微生物学能量转移中心

3、环境工程微生物学4.能量的转移中心——ATP太阳光有机物还原态无机物化能异养菌化能自养菌通用能源最初能源ATP能量代谢的主要内容：研究微生物如何利用这三类最初能源，转化并释放出ATP的。氧化分解底物合成细胞组织和生命活动产能耗能ATPATP(adenosine-triphosphate)，其中A表示腺苷，T表示其数量为三个，P表示磷酸基，即一个腺苷上连接三个磷酸基。其结构简式是：A—P～P～P，其相邻的两个磷酸基之间的化学键非常活跃，水解时可释放约30.5kJ/mol的能量，因此称为高能磷酸键，用“~”表示,大量化学能就储存在高能磷酸键中。ATP——三磷酸腺苷环

4、境工程微生物学ATP是生命活动能量的直接来源，但本身在体内含量并不高。人体预存的ATP能量只能维持15秒,跑完一百公尺后就全部用完，不足的继续通过呼吸作用等合成ATP。纯净的ATP呈白色粉末状，能溶于水。作为药品可以提供能量并改善患者新陈代谢。ATP片剂可以口服，注射液可供肌肉注射或静脉注射。功能：各种生命活动能量的直接来源.环境工程微生物学5.产生ATP的三种形式环境工程微生物学（1）氧化磷酸化好氧微生物呼吸时，通过电子传递体系产生ATP的过程。氧化磷酸化的过程表示为：NADH+H++3ADP+3Pi+1/2O2NAD++4H2O+3ATP1个NADH产生3个

5、ATP电子传递体系电子传递体系由NAD（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）或NADP（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）、FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸）或FMN（黄素单核苷酸）、辅酶Q、细胞色素b、细胞色素c1等组成。电子传递体系的功能a.接受电子；b.合成ATP，把电子传递过程释放的能量贮存。环境工程微生物学电子传递体系在细胞中的部位原核微生物——细胞质膜真核微生物——线粒体电子传递体系产能情况NADH3ATPFADH2ATP环境工程微生物学环境工程微生物学（2）底物水平磷酸化厌氧微生物和兼性厌氧微生物在底物氧化过程中，产生一种含高自由能的中间体，这一中间体将高能键交给ADP，使A

6、DP磷酸化而生成ATP。底物水平磷酸化作用与氧化磷酸化作用的区别☆底物水平磷酸化作用是指ATP的形成直接与一个中间代谢物上的磷酸基团转移相偶联。☆氧化磷酸化作用是指ATP的生成基于电子传递相偶联的磷酸作用。1个ADP生成1个ATP产生ATP的三种形式p136环境工程微生物学（3）光合磷酸化光引起叶绿素、菌绿素或菌紫素逐出电子，通过电子传递产生ATP的过程。ADP+H3PO4ATPAMP+2H3PO4ATPATP生成的反应式产生ATP的三种形式环境工程微生物学二.生物氧化（呼吸）类型与产能代谢A—H2A辅　　酶辅酶－H2受氢体受氢体－H2脱氢酶氧化酶生物氧化（呼吸

7、）类型：脱氢（电子）传递氢（电子）受氢（电子）根据电子最终受体，可将微生物的呼吸类型分为：发酵好氧呼吸无氧呼吸供氢体环境工程微生物学1.发酵廉价的原料有用的代谢产物有O2、无O2有益微生物工业中的发酵有机物氧化的基质有机物氧化有机物最终受氢体发酵-呼吸产生ATP★广义:利用微生物代谢生产有用代谢物等的一类生产方式。狭义定义:无氧等外源受体的条件下，底物脱氢后所产生的还原力［H］未经呼吸链传递而直接交给某一内源性中间代谢物接受，以实现底物水平磷酸化产能的一类生物氧化反应。底物－H底物ADP+PiATP中间代谢物中间代谢物－H（发酵产物）环境工程微生物学发酵的种类有

8、很多，可发酵的底物有糖类