第7章 微生物的代谢和发酵(1,2007).ppt

第七章 微生物的代谢和发酵 新陈代谢（metabolism）:代谢，指发生在活细胞中的各种分解代谢（catabolism）和合成代谢（anabolism）的总合，即： 新陈代谢=分解代谢+合成代谢 分解代谢：指复杂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）形式的能量和还原力（或称还原当量， 一般用[H]表示）的作用。 合成代谢：是在合成代谢酶系的催化下，由简单小分子、ATP形式 的能量和[H]形式的还原力一起合成复杂的大分子的过程。 复杂分子 简单分子+ATP+[H] （有机物） 第一节 微生物的能量代谢 一切生命活动都是耗能反应，因此，能量代谢是新陈代谢中的核心问题。 有机物 最初能源 日光 通用能量(ATP) 还原态无机物 1.EMP途径（Embdem-Meyerhof-Parnas pathway） EMP途径又称糖酵解途径（glycolysis）或己糖二磷酸途径。 EMP途径的简式可见： EMP途径的总反应式： C6H12O6+2ADP++2Pi 2CH3COCOOH+2NADH+2H++2ATP+2H2O EMP途径是绝大多数生物所共有的基本代谢途径。 2.HMP途径（hexose monophosphate pathway）:又称戊糖磷酸途径等。 HMP途径的总反应： HMP途径的总反应式： 6葡糖-6-磷酸+12NADP++6H2O 5葡糖-6-磷酸+ 12NADPH++12H++6CO2+Pi 3.ED途径 ED途径（Entner-Doudoroff pathway）:又称2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸（KDPG）裂解途径。 ED途径的主要产物： ED途径是少数EMP途径不完整的细菌（如一些假单胞菌、一些发酵单胞菌）等所特有的利用葡萄糖的替代途径。 ED途径的总反应式： C6H12O6+ADP++Pi+NADP++NAD+ 2CH3COCOOH +ATP+NADPH+H+ +NADH+H+ 4.TCA循环 TCA循环（tricarboxylic acid cycle）：又称三羧酸循环、Krebs循环和柠檬酸循环等。 TCA循环在绝大多数异养微生物的氧化性（呼吸）代谢中起关键性作用。 TCA循环的主要反应产物： TCA循环在微生物物质代谢中，在一切分解代谢和合成代谢中占有枢纽的地位，与大量发酵产物如柠檬酸、苹果酸、延胡索酸、琥珀酸和谷氨酸等的生产密切相关。 以葡萄糖为代表的生物氧化底物的四条主要脱氢途径，产能效率比较。 葡萄糖经四条脱氢途径后的产能效率 *在TCA循环的异柠檬酸至α-酮戊二酸反应中，有微生物（如细菌）产生的是NADPH+H+ **因为在葡萄糖变成葡糖-6-磷酸过程中消耗1ATP，故净产35ATP ***在原核生物中，因呼吸链组分在细胞膜上，故产38ATP；真核生物的呼吸链组分在线粒体上，DANH+H+进入线粒体时要消耗2ATP，故最终只产36ATP。 （二）递氢和受氢 呼吸 有氧呼吸 根据受氢体的不同将生物氧化类型 无氧呼吸 发酵 1.好氧呼吸（aerobie respiration）：是一种最普遍和最重要的生物氧化方式，其特点是底物按常规方法脱氢后，经完整的呼吸链递氢，最终由分子氧接受氢并产生水和释放能量(ATP)。由于呼吸必须在有氧条件下进行，又称为有氧呼吸。 呼吸链[RC, respiratory chain,电子传递链，（ETC，electron transport chain）]:微生物从呼吸底物脱下的氢和电子向最终电子受体的传递过程中，要经过一系列的中间传递体，并有顺序地进行，它们相互“连接”如同链条一样。 功能：传递H和电子，同时将电子传递过程中释放的能量合成ATP。 根据呼吸链末端的最终氢受，可将无氧呼吸分为： 3.发酵（fermentation）：如果电子供体是有机化合物，而