[农学]第七章 微生物的代谢.pptVIP

第一节??????? 代谢总论 一、什么是代谢？ 代谢(metabolism)是细胞内发生的各种化学反应的总称，它主要由分解代谢(catabolism)和合成代谢(anabolism)两个过程组成。 新陈代谢=分解代谢+合成代谢 二、分解代谢（异化作用） 1、定义 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。 2、简要过程 1、两用代谢途径：凡在分解代谢和合成代谢中均具有功能的代谢途径，称为两用代谢途径。EMP、HMP和TCA循环等都是重要的两用代谢途径。 2、代谢物回补顺序：又称代谢物补偿途径或添补途径：是指能补充两用代谢途径中因合成代谢而消耗的中间代谢物的反应。如乙醛酸循环等8条回补顺序在生物化学教材中已有详细阐述。 第 二节 微生物产能代谢 能量代谢的中心任务，是生物体如何把外界环境中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。 一、化能异养微生物的生物氧化和产能 （一）底物脱氢的4条途径 1．EMP途径 又称糖酵解途径或己糖二磷酸途径，是绝大多数生物所共有的一条主流代谢途径。 （1）主要反应过程 （2）ED途径的总反应式为； C6H12O6+ADP+Pi+NADP++NAD+ 2CH3COCOOH+ATP+NADPH+H++NADH+H+ ED途径的特点： ①具有一特征性反应——KDPG裂解为丙酮酸和3—磷酸甘油醛； ②存在一特征性酶——KDPG醛缩酶； ③其终产物2分子丙酮酸的来历不同，其—由KDPG直接裂解形成，另一则由3—磷酸甘油醛经EMP途径转化而来； ④产能效率低(1 molATP／1 mol葡萄糖)。 （3）细菌酒精发酵 ①??? 定义： ED途径中所产生的丙酮酸对运动发酵单胞菌这类微好氧菌来说，可脱羧成乙醛，乙醛又可进一步被NADH2还原为乙醇。这种经ED途径发酵生产乙醇的方法称为细菌酒精发酵。 ②??? 优点 代谢速率高，产物转化率高，菌体生成少，代谢副产物少，发酵温度较高，以及不必定期供氧等。 ③缺点 生长pH较高(细菌约pH 5，酵母菌为pH 3)，较易染杂菌，并且对乙醇的耐受力较酵母菌低。 4、TCA循环 （1）主要反应过程 １）　 TCA循环的主要反应产物: (2)TCA循环的总反应式为： 丙酮酸+4NAD++FAD+GDP+Pi+3H2O 3CO2+4(NADH+H+)+FADH2+GTP 5、葡萄糖经不同脱氢途径后的产能效率 6、磷酸解酮酶途径 磷酸解酮酶途径是明串珠菌在进行异型乳酸发酵过程中分解己糖和戊糖的途径。该途径的特征性酶是磷酸解酮酶，根据解酮酶的不同，把具有磷酸戊糖解酮酶的称为PK途径，把具有磷酸己糖解酮酶的叫HK途径。 （二）递氢和受氢 1、呼吸 又称好氧呼吸，是一种最普遍又最重要的生物氧化或产能方式，其特点是底物按常规方式脱氢后，脱下的氢经完整的呼吸链传递，最终被外源分子氧接受，产生了水并释放出ATP形式的能量。 2、无氧呼吸 又称厌氧呼吸，指一类呼吸链末端的氢受体为外源无机氧化物 （少数为有机氧化物）。这是一类在无氧条件下进行的、产能效率较低的特殊呼吸。 3、发酵 广义的发酵，最早是从会不断冒泡并产生有益产品的一些自然现象开始的；目前已泛指任何利用好氧性或厌氧性微生物来生产有用代谢产物或食品、饮料的一类生产方式。 狭义：用于生物体能量代谢中，在无氧等外源氢受体的条件下，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。 （1）由EMP途径中丙酮酸出发的发酵 （2）通过HMP途径的发酵—异型乳酸发酵 ①异型乳酸发酵的“经典”途径 ②异型乳酸发酵的双歧杆菌途径 这是一条在1960年代中后期才发现的双歧杆菌通过HMP发酵葡萄糖的新途径。特点是2分子葡萄糖可产生3分子乙酸、2分子乳酸和5分子ATP。 （3）通过ED途径进行的发酵—细菌酒精发酵 （4）由氨基酸发酵产能—Stickland反应 第三节??微生物次级代谢与次级代谢产物 一、相关定义 1、初生代谢：一般将微生物从外界吸收各种营养物质，通过分解代谢和合成代谢，生成维持生命活动的物质和能量的过程，称为初级代谢。 2、次生代谢：（相对于初级代谢而提出的一个概念）一般认为，次级代谢是指微生物在一定生长时期，以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质的过程。