第六章_微生物的新称代谢_徐大勇(minimizer)演示幻灯片.ppt

第 五 章 微生物的新陈代谢;代谢（metabolism）：;第一节 微生物的能量代谢;; 　生物氧化就是发生在活细胞内的一切产能 性氧化反应的总称.;生物氧化的形式包括某物质与氧结合、脱氢和失去电子3种; 产能（ATP） 生物氧化的功能 产还原力[H] 产小分子中间代谢物;（一）底物脱氢的四种途径;底物脱氢的4条途径及其与递氢、受氢的联系;1、EMP途径（糖酵解途径）;;(2)存在HMP途径菌株： 大多数好氧和兼性厌氧微生物。 (3) HMP途径意义 ①它是细胞产生还原力（NADPH）的主 要途径。 ②它是细胞内不同结构分子的重要来源 ，并为各种单糖的相互转变提供条件。 ③连接EMP途径，可为生物合成提供更 多的戊糖。;又称2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡糖酸（KDPG）裂解途径。 1952年在Pseudomonas saccharophila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。 ;(1) ED途径产物 ;;（2）存在ED途径菌株：;（4）ED途径意义：;;4、三羧酸循环;;(3) 存在TCA循环菌株： 各种好氧微生物;三羧酸循环的枢纽位置;葡萄糖经不同脱氢途径后的产能效率的特点和差别;★经上述脱氢途径生成的NADH、NADPH、FADH2等还原型辅酶通过呼吸链等方式进行递氢，最终与受氢体（氧、无机或有机氧化物）结合，以释放其化学潜能。 ★根据递氢特别是受氢过程中氢受体性质的不同,把微生物能量代谢分为呼吸作用和发酵作用两大类。;呼吸、无氧呼吸和发酵示意图;;1、呼吸（respiration）;定义：由一系列氧化还原势不同的氢传递体组成的一组链状传递顺序。在氢或电子的传递过程中，通过与氧化磷酸化反应发生偶联，就可产生ATP形式的能量。 部位：原核生物位于在细胞膜上，真核生物位于在线粒体内膜上。;自EMP 2NADH2 自乙酰CoA 2NADH2 自TCA 6NADH2 自TCA 2FADH2 高能水平 低氧化还原势;（NADH-泛醌还原酶） ;氧化磷酸化（电子传递磷酸化）;化学渗透学说---英国 Peter．Mitchell于1961年提出的。 主要观点：在氧化磷酸化过程中，通过呼吸链酶系的作用，将底物分子上的质子从膜的内侧传递至外侧，从而造成了质子在膜两侧分布的不均衡，即形成了质子梯度差（又称质子动势、pH梯度等）。这个梯度差就是产生ATP的能量来源，因为它可通过ATP酶的逆反应，把质子从膜的外侧再输回到内侧，结果一方面消除了质子梯度差，同时就合成了ATP。 ;;ATP合酶;;2、无氧呼吸（anaerobic respiration）;根据氢受体不同;( 1）硝酸盐呼吸:以硝酸盐作为最终电子受体的 生物学过程,也为称异化性硝酸盐还原作用 (dissimilative nitrate redution); 能进行硝酸盐呼吸的细菌被称为硝酸还盐 原细菌,主要生活在土壤和水环境中,如假单 胞菌、依氏螺菌、脱氮副球菌等。;（2）硫酸盐呼吸;（4）铁呼吸;3、发酵（fermentation）;同型酒精发酵 eg. Saccharomyces cerevisiae;;产气肠杆菌：;（2）HMP途径—异型乳酸发酵（heterolactic fermentation） ;① 异型乳酸发酵“经典”途径 ;② 异型乳酸发酵双歧杆菌途径 ;;(3) ED途径;（4）Stickland反应;;二、自养微生物产ATP和产还原力;（一）化能自养微生物;;亚硝化细菌和硝化细菌 　(ammonium and nitrite-oxidizing bacteria) ;氨氧化细菌中氨的氧化和电子流;NO2- + H2O 2H+ + NO3-+ 2e-; 1、概念 （1）光合作用(photosynthesis) （2）光能营养型生物(phototrophic organisms) ; ( 3 ) 不产氧光合作用(anoxygenic photosynthesis) 紫色细菌和绿色细菌 (purple and green bacteria) ( 4 ) 产氧光合作用(oxyge