第5章微生物的代谢ppt课件.ppt

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1、第5章微生物的代谢微生物的代谢作用包括分解代谢和合成代谢，前者是把有机物分解为简单物质并产生能量的过程，后者指消耗能量以生成一系列细胞自身大分子过程，两者在细胞内是偶联的。复杂有机物能量简单小分子分解代谢合成代谢目的要求1.  掌握微生物代谢的基本含义。2.  了解微生物产ATP的不同方式。3.掌握生物氧化的基本过程。4.熟悉底物脱氢的四条主要途径。5.掌握微生物产能代谢过程中，伴随着的物质代谢。一.ATP的结构第一节微生物的能量代谢微生物产能代谢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

2、如何把外界环境中的多种形式的最初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）二.ATP的生成1底物水平磷酸化2氧化磷酸化3光合磷酸化1）底物水平磷酸化1,3-二磷酸-甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸激酶ADPATP在化能异养微生物中，由底物脱氢产生的高能电子通过电子传递链（呼吸链）传递，在逐步降低能量的同时把能量转移给ADP，以生成ATP。2）氧化磷酸化在酵母中，一对电子通过呼吸链可以产生3个ATP，而在细菌中只产生1个

3、。真核生物的电子传递链位于线粒体中，细菌中位于细胞膜或内膜上3）光合磷酸化光合色素（叶绿素、菌绿素）吸收光能，产生高能电子，高能电子沿电子传递链传递，在降低能量的同时把能量转移给ADP，以产生ATP，或转移给NADP以产生NADPH2（还原力）。1.环式光合磷酸化：　存在于光合细菌中２.非环式光合磷酸化：存在于藻类、蓝细菌中蓝细菌的非环式电子传递途径P680第二节化能异养微生物的生物氧化和产能生物氧化是发生在活细胞内的一系列产能性氧化反应的总称。过程可分为脱氢／电子、递氢／电子、受氢／电子３个阶段。功能：产能（ATP）、产还原力［H］和小分

4、子中间代谢物。生物氧化的过程脱氢递氢受氢1.底物脱氢的四条主要途径1EMP途径（Embdem-Meyerhof-ParnasPathway）又称糖酵解途径（glycolysis）或己糖二磷酸途径（hexosediphosphaepathway）2HMP途径又称己糖－磷酸途径，戊糖途径，戊糖－磷酸途径、磷酸葡萄糖酸途径。3ED途径又称2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸（KDPG）裂解途径。4三羧酸循环（tricarboxylicacidcycle）,又称TCA循环1EMP途径在无氧状态下，葡萄糖经反应产生丙酮酸、ATP和NADH+H+的过程。

5、C62C32NADH+H+2丙酮酸4ATP2ATP2ATP耗能阶段产能阶段特征酶：1,6二磷酸果糖醛缩酶，催化1,6二磷酸果糖裂解为3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮。EMP途径的特点1.在无氧条件下进行，产能效率很低；2.产2分子NADH+H+3.产许多中间代谢物，1）为合成反应提供原材料，2）连接其它有关代谢途径，3）是微生物发酵工业的基础。（乙醇、乳酸、甘油、丙酮、丁醇、丁二醇）4.特征酶：1,6二磷酸果糖醛缩酶，2.HMP途径葡萄糖彻底氧化产生五碳糖的代谢途径。12NADPH+H+经呼吸链36ATP35ATPATP6C5经一系列复杂反应后

6、重新生成己糖6C65C66CO2HMP途径的特点1.产能效率高。2.产大量12个NADPH2形式的还原力；3.产五碳糖—核酸合成；4.产四碳糖和七碳糖—芳香族氨基酸合成；5.特征酶：转酮（醇）酶和转醛醇酶。通过该途径可以产生C3,C4，C5,C7糖，与核酸、芳香族氨基酸合成有关，还可与EMP途径相通。产生的NADPH可用于细胞合成或产生大量能量。TKTATK123456783ED途径由葡萄糖降解为丙酮酸的另一条有别与EMP的代谢途径。C6KDPG2ATPNADH+H+NADPH+H+2丙酮酸有氧时经呼吸链无氧时进行发酵6ATPATP2乙醇A

7、TPED途径的特点1.产能效率较低2.仅在G-菌中发现，是细菌发酵酒精的方式3.特征酶：醛缩酶特征酶4.三羧酸循环是葡萄糖完全氧化的代谢途径，最终产生二氧化碳和水及大量能量。C3CH3Co~CoA4NADH+4H+FADH2GTP3CO2呼吸链2ATP12ATPATP底物水平呼吸链三羧酸循环的特点在绝大多数异养微生物的氧化代谢中起关键性作用，在真核微生物中，TCA循环在线粒体中进行，大多数酶在线粒体基质中.在原核微生物中，大多数酶在细胞质中，只有琥珀酸脱氢酶例外，在真、原核生物中都在膜上。2.递氢和受氢递氢：贮存在葡萄糖中的化学能经脱氢后，

8、经电子传递链传递，逐渐释放，合成ATP。受氢：释放能量的电子，最终与受氢体（氧、无机物或有机物）结合，生成不同产物。根据受氢体的不同，可把生物氧化区分为有氧呼吸、无氧呼吸、发酵3