[生物学]第四章-异养微生物的生物氧化.pptVIP

有 机 物 生物系统中的能流 ③生物体内能量产生的三个阶段 4.2 葡萄糖酵解途径 ①葡萄糖的磷酸化 ②G-6-P异构成F-6-P ⑤二羟丙酮磷酸异构成甘油醛- 3-P ⑥甘油醛- 3-P氧化形成1,3-二磷酸甘油酸 ⑦1,3-二磷酸甘油酸转移高能键形成ATP 电子传递释出的能量用于形成跨膜的质子梯度，此梯度用以驱动ATP的合成。在电子传递和磷酸化之间起偶联作用的是H +电化学梯度。 4.2.3 ED途径 是少数缺乏完整EMP途径的微生物（限于假单胞菌属）的替代途径。 2-酮-3-脱氧-6磷酸葡萄糖酸 葡萄糖-6-磷酸+1NADP++5NAD 2丙酮酸+1NADPH+5NADH （1）两丙酮酸来历不同，一为裂解产物，一为EMP转化而来； （2）ED途径只产生1M底物水平磷酸化的ATP，但只需4步反应却能得到EMP途径经10步才能获得的丙酮酸。因此代谢速度快、转化率高。 PK途径： 5－P－木酮糖 磷酸解酮酶 乙酰磷酸 磷酸甘油醛 乙酸 乳酸 葡萄糖 HK途径： 5－P－木酮糖 乳酸 5－P－核糖 4.2.4 WD途径 乙酸 （1）同一微生物中常同时存在多条代谢途径，只依靠EMP或HMP途径的微生物较少见； （2）HMP途径可独立存在，也可与EMP或ED共存； （3）ED途径可独立存在，也可与HMP途径共存； （4）EMP途径一般不独立存在，常与HMP途径并存，且随微生物种类与生存环境不同，二者所占比例也不同； （5）多个途径都产CO2，但C来历不同。 葡萄糖酵解途径总结 4.3 呼吸作用 微生物在降解底物过程中，将释放出的电子交给NAD(P)+、FAD等电子载体，再经过电子传递系统传给外源电子受体，从而生成水或者其他还原性产物并释放能量的过程。 有氧呼吸 O2为最终电子受体 无氧呼吸 氧化型化合物为最终电子受体 4.3.1 有氧呼吸 （1）糖酵解 （2）丙酮酸氧化脱羧成乙酰CoA （3）TCA循环 （4）NADH、FADH2被氧化产生能量ATP。 (一) TCA循环 乙酰CoA＋3NAD＋＋FAD＋GDP＋Pi＋2H2O 2CO2＋3NADH＋3H＋＋FADH2＋GTP ＋HS—CoA （二） 电子传递链及氧化磷酸化 1 NADH-Q还原酶 （FMN Fe-S） 2 琥珀酸-Q还原酶（FAD Fe-S） 3 细胞色素还原酶 (血红素b、血红素c) 4 细胞色素氧化酶 (Fe-S、血红素a、Cu) NADH FMN CoQ Fe-S Cyt c1 O2 Cyt b Cyt c Cyt aa3 Fe-S FMN Fe-S 琥珀酸等 复合物 II 复合物 IV 复合物 I 复合物 III NADH脱氢酶 辅酶Q-细胞色素还原酶 细胞色素C还原酶 琥珀酸-辅酶Q还原酶 无氧呼吸的最终电子受体不是氧，而是以NO3-、SO42-等氧化型化合物作为最终电子受体。 4.3.2 无氧呼吸 （1）硝酸盐呼吸：（反硝化作用） （2）硫酸盐呼吸 （3）碳酸盐呼吸 以CO2或重碳酸盐作为末端氢受体。 CO2+4H2 CH4+2H2O+ATP SO42－ H2S NO3 NH3 N2 * * * * * 第四章 异养微生物的生物氧化 ①“物质与能量” 物质即能量，能量即物质。 物质是能量的载体，能量是物质的属性。 电子 原子 分子 基团 4.1 新陈代谢绪论 氧化还原反应 基团转移反应 异构、重排反应 …… 化能异养菌 光能营养菌 化能自养菌 ATP 光 能 无 机 物 最 初 能 源 ②能量代谢是新陈代谢中的核心问题。 中心任务：把外界环境中的各种初级能源转换成对一切生命活动都能使用的能源-ATP。 核能发电站 光能发电站 水力发电站 便携式电池 （化能异养菌） （光能营养菌) (化能自养菌) 腺嘌呤—核糖— O — P — O — P — O — P — O- O O O O- O- O- ?+ ?+ ?+ Mg2+ ATP是细胞内的“能量通货”. ATP是细胞内磷酸基团转移的中间载体. ～P ～P ～P ～P ATP ～P 0 2 10 8 6 4 12 14 磷酸基团转移能 磷酸烯醇式丙酮酸 3-磷酸甘油酸磷酸 磷酸肌酸（磷酸基团储备物） 6-磷酸葡萄糖 3-磷酸甘油 ADP 脂肪 葡萄糖、其它单糖 三羧酸循环 电子传递（氧化） 蛋白质 脂肪酸、甘油 多糖 氨基酸 乙酰CoA e- 磷酸化 +Pi 小分子化合物进一步分解成共同的中间产物 共同中间物进入三羧酸循环,经电子传递链传递生成H2O，释放出大