第五章 微生物的新陈代谢ppt课件.ppt

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1、第五章微生物的新陈代谢新陈代谢（Metabolism）发生在活细胞中的各种分解代谢（catabolism）和合成代谢（anabolism）的总和。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谢（异化）生物大分子分解为生物小分子新陈代谢的共同特点：（1）在温和条件下进行(由酶催化)；（2）反应步骤繁多，但相互配合、有条不紊、彼此协调，且逐步进行，新陈代谢具有严格的顺序性；（3）对内外环境具有高度的调节功能和适应功能。新陈代谢=分解代谢+合成代谢分解代谢：指复杂的有机物分

2、子通过分解代谢酶系的催化，产生简单分子、腺苷三磷酸（ATP）形式的能量和还原力的作用。合成代谢：指在合成代谢酶系的催化下，由简单小分子、ATP形式的能量和还原力一起合成复杂的大分子的过程。合成代谢按产物在机体中作用不同分：初级代谢：提供能量、前体、结构物质等生命活动所必须的代谢物的代谢类型；产物：氨基酸、核苷酸等。次级代谢：在一定生长阶段出现非生命活动所必需的代谢类型；产物：抗生素、色素、激素、生物碱等。第一节微生物的能量代谢能量代谢是新陈代谢中的核心问题。中心任务：把外界环境中的各种初级能源转换成对

3、一切生命活动都能使用的能源——ATP。有机物最初能源日光通用能源还原态无机物化能自养菌化能异养菌光能营养菌微生物氧化的形式生物氧化作用：细胞内代谢物以氧化作用释放（产生）能量的化学反应。氧化过程中能产生大量的能量，分段释放，并以高能键形式贮藏在ATP分子内，供需时使用。生物氧化的方式：①和氧的直接化合：C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O②失去电子：Fe2+→Fe3++e-③化合物脱氢或氢的传递:CH3-CH2-OHCH3-CHONADNADH2生物氧化与燃烧的比较复杂分子（有机物）分解代谢合成

4、代谢简单小分子ATP[H]生物氧化的功能：产能(ATP)产还原力【H】小分子中间代谢物生物氧化的过程一般包括三个环节：①底物脱氢（或脱电子）作用（该底物称作电子供体或供氢体）②氢（或电子）的传递（需中间传递体，如NAD、FAD等）③最后氢受体接受氢（或电子）（最终电子受体或最终氢受体）底物脱氢的途径1、EMP途径2、HMP途径3、ED途径4、TCA循环一、化能异养微生物的生物氧化和产能（一）底物脱氢的途径及其与递氢、受氢的联系1、EMP途径1分子葡萄糖可降解成2分子3-磷酸甘油醛，并消耗2分子ATP。

5、2分子3-磷酸甘油醛被氧化生成2分子丙酮酸，2分子NADH2和4分子ATP。葡萄糖分子经转化成1，6—二磷酸果糖后，在醛缩酶的催化下，裂解成两个三碳化合物分子，即磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛。3-磷酸甘油醛被进一步氧化生成2分子丙酮酸C62C3产能阶段4ATP2ATP2C32丙酮酸2NADH2EMP途径的总反应耗能阶段2ATP总反应式：葡萄糖+2NAD++2Pi+2ADP→2丙酮酸+2NADH2+2ATPCoA↓丙酮酸脱氢酶乙酰CoA，进入TCAEMP途径是生物体内6－磷酸葡萄糖转变为丙酮酸的最普遍的

6、反应过程，许多微生物都具有EMP途径。EMP途径的生理作用主要是为微生物代谢提供能量（即ATP），还原力（即NADH2）及代谢的中间产物如丙酮酸等。2、HMP途径(戊糖磷酸途径)（HexoseMonophophatePathway）葡萄糖经转化成6-磷酸葡萄糖酸后，在6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的催化下，裂解成5-磷酸戊糖和CO2。磷酸戊糖经转酮—转醛酶系催化，又生成磷酸己糖和3-磷酸甘油醛，3-磷酸甘油醛借EMP途径的一些酶，进一步转化为丙酮酸。6C612NADH236ATP35ATP经呼吸链1ATP6C

7、55C6经一系列复杂反应后重新合成己糖6CO2HMP途径简图6葡萄糖-6-磷酸+12NADP++6H2O5葡萄糖-6-磷酸+12NADPH+12H++12CO2+Pi总反应HMP途径的重要意义为核苷酸和核酸的生物合成提供戊糖-磷酸。产生大量NADPH2，一方面为脂肪酸、固醇等物质的合成提供还原力，另方面可通过呼吸链产生大量的能量。与EMP途径在果糖-1，6-二磷酸和甘油醛-3-磷酸处连接，可以调剂戊糖供需关系。途径中的赤藓糖、景天庚酮糖等可用于芳香族氨基酸合成、碱基合成、及多糖合成。途径中存在3~7碳

8、的糖，使具有该途径微生物的所能利用的碳源谱更为更为广泛。又称2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡糖酸（KDPG）裂解途径。1952年在Pseudomonassaccharophila（嗜糖假单胞菌）中发现，后来证明存在于多种细菌中（革兰氏阴性菌中分布较广）。ED途径可不依赖于EMP和HMP途径而单独存在，是少数缺乏完整EMP途径的微生物的一种替代途径，未发现存在于其它生物中。3、ED途径ED途径2-酮-3-脱氧-6-磷酸-葡萄糖酸关键反应：2-酮-3-脱氧-6-