第五章 微生物的代谢3-4.pptVIP

3.在细胞膜外的合成 第三节 微生物独特合成代谢途径举例 四、微生物次生代谢物的合成 初级代谢： 普遍存在于一切生物中。 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，生成维持生命活动所必需的物质和能量的过程，称为初级代谢。 （一）什么叫微生物的次生代谢？ ~是指微生物合成一些 对微生物本身的生命活动 没有明确功能的物质的过程。 次生代谢的产物就是次生代谢物 * * 第三节 微生物独特合成代谢途径举例 一、自养微生物的CO2固定 二、生物固氮 三、微生物结构大分子 —肽聚糖的生物合成 四、微生物次生代谢物的合成 第三节 微生物独特合成代谢途径举例 一、自养微生物的CO2固定 Calvin循环 厌氧乙酰-CoA途径 逆向TCA循环途径 羟基丙酸途径 一、自养微生物的CO2固定 Calvin循环 （P131图5-30） 自养生物固定CO2的主要途径 羧化反应 还原反应 CO2 受体 再生 一、自养微生物的CO2固定 厌氧乙酰-CoA途径/活性乙酸途径 CO2固定非循环式 化能自养细菌 产乙酸菌、硫酸盐还原菌、产甲烷菌等 一、自养微生物的CO2固定 逆向TCA循环途径 绿色硫细菌 CO2受体：草酰乙酸 一、自养微生物的CO2固定 羟基丙酸途径 少数绿色硫细菌 电子供体：H2、 H2 S 2CO2 + 4 〔 H〕 + 3ATP 草酰乙酸 第二节 微生物独特的合成代谢途径 二、生物固氮 生物固氮 ： 微生物将分子氮还原为氨的过程 N2 NH3 Microbe 第二节 微生物独特的合成代谢途径 二、生物固氮 （一） 固氮微生物 （二） 固氮的生化机制 （三） 好氧菌固氮酶避氧害机制 第二节 微生物独特的合成代谢途径 二、生物固氮 （一）固氮微生物 分类根据：固氮微生物 与高等植物以及其他生物的关系 自生固氮菌 共 生固氮菌 联合固氮菌 近80多个属 1. 自生固氮菌 不依赖与它种生物共生 能独立进行固氮 自生固氮菌 好氧：固氮菌属、氧化亚铁硫杆菌属、蓝细菌等 兼性厌氧：克雷伯氏菌属、红螺菌属等 厌氧：巴氏梭菌、着色菌属、縁假单脃菌属等 2. 共生固氮菌 必须与它种生物共生在一起 才能进行固氮 共生固氮菌 非豆科：弗兰克氏菌属等 满江红：满江红鱼腥 蓝细菌等 根瘤 豆科植物：根瘤菌属等 植物 地衣：鱼腥蓝细菌属等 必须生活在 植物根际、叶面或动物肠道等处 才能进行固氮 联合固氮菌 根际：生脂固氮 螺菌芽胞杆菌属等 叶面：克雷伯氏菌属、固氮菌属等 动物肠道：肠杆菌属、克雷伯氏菌属等 （二）固氮的生化机制 生物固氮反应的6要素 测定固氮酶活力的乙炔还原法 固氮的生化途径 固氮酶的产氢反应 （二）固氮的生化机制 生物固氮反应的6要素 ATP的供应 还原力[H]及其传递载体 固氮酶 镁离子 严格的厌氧微环境 还原底物-N2 （二）固氮的生化机制 生物固氮反应的6要素 固氮酶 固二氮酶 固二氮酶还原酶 替补固氮酶： P135 图5-5 如何测定固氮酶的活性呢？ （二）固氮的生化机制 2. 测定固氮酶活力的乙炔还原法 微量克氏定氮法 同位素法 乙炔还原法 （二）固氮的生化机制 2. 测定固氮酶活力的乙炔还原法 N2 NH3 C2 H2 C2 H4 优点： 灵敏度高 设备较简单 成本低廉 操作方便 固氮酶 固氮酶 （二）固氮的生化机制 3. 固氮的生化途径 参见P136 图5-34 （二）固氮的生化机制 3. 固氮的生化途径 NH4 + 相应的氨基酸 a-酮酸 （二）固氮的生化机制 4. 固氮酶的产氢反应 2H++2e H2 固氮酶 N2 NH3 多数固氮菌：氢化酶 固氮酶 1. 好氧性自生固氮菌的抗氧保护机制 （三） 好氧菌固氮酶避氧害机制 （1）呼吸保护 （2）构象保护 （三） 好氧菌固氮酶避氧害机制 2. 蓝细菌固氮酶的抗氧保护机制 （1）分化出特殊的还原性异形胞 （2）非异形胞蓝细菌固氮酶的保护 项圈藻 Anabeana是鱼腥藻属, 一种能固氮的菌。 表面部透明的小细胞（右数第三个）是异型胞。 这个异型胞能固氮。 左边又大又亮的细胞静息孢子。 （三） 好氧菌固氮酶避氧害机制 3. 豆科植物根瘤菌固氮酶的抗氧保护机制 微好氧条件下，固氮 根瘤菌 根毛 皮层