第 六 章 微 生 物 的 代 谢 第六章 微生物的代谢 代谢(metabolism)是微生物细胞与 外界环境不断进行物质交换的过程， 它是细胞内各种化学反应的总和。 由于代谢作用的正常进行，保证了 微生物的生长与繁殖，代谢作用一 旦停止，微生物的生命活动也就停 止。代谢与微生物细胞生命的存在 和发酵产物的形成密切相关。微生 物的代谢包括物质代谢和能量代谢 两部分
第 六 章 微 生 物 的 代 谢 第六章 微生物的代谢 代谢(metabolism)是微生物细胞与 外界环境不断进行物质交换的过程， 它是细胞内各种化学反应的总和。 由于代谢作用的正常进行，保证了 微生物的生长与繁殖，代谢作用一 旦停止，微生物的生命活动也就停 止。代谢与微生物细胞生命的存在 和发酵产物的形成密切相关。微生 物的代谢包括物质代谢和能量代谢 两部分
第 六 章 微 生 物 的 代 谢 第六章 微生物的代谢 代谢=物质代谢+能量代谢 物质在细胞内进行化学变 化的过程，必然伴随有能量转移 的过程。前者称为物质代谢，后 者称为能量代谢。细胞物质的分 解是一个产能过程，细胞物质的 合成是一个耗能过程
第 六 章 微 生 物 的 代 谢 第六章 微生物的代谢 代谢=物质代谢+能量代谢 物质在细胞内进行化学变 化的过程，必然伴随有能量转移 的过程。前者称为物质代谢，后 者称为能量代谢。细胞物质的分 解是一个产能过程，细胞物质的 合成是一个耗能过程
第 六 章 微 生 物 的 代 谢 第一节 微生物的能量代谢 生命的存在不仅以物质代谢为基 础，同时也以能量代谢为动力。微生 物细胞的主动运输、生物合成、细胞 分裂、鞭毛运动、分解代谢等都要利 用能量。热力学第一定律指出，能量 既不能创生，也不能消灭，只能从一 种形式转变成另一种形式。微生物生 命活动所需要的化学能都是由微生物 对环境所提供的能源(或本身储存的能 源)进行能量形式的转变而获得的
第 六 章 微 生 物 的 代 谢 第一节 微生物的能量代谢 生命的存在不仅以物质代谢为基 础，同时也以能量代谢为动力。微生 物细胞的主动运输、生物合成、细胞 分裂、鞭毛运动、分解代谢等都要利 用能量。热力学第一定律指出，能量 既不能创生，也不能消灭，只能从一 种形式转变成另一种形式。微生物生 命活动所需要的化学能都是由微生物 对环境所提供的能源(或本身储存的能 源)进行能量形式的转变而获得的
第 六 章 微 生 物 的 代 谢 第一节 微生物的能量代谢 我们把微生物体内的这种能量转变过程 称为微生物的能量代谢。 一.化能异养菌的生物氧化和产能 物质在细胞内经过一系列连续的氧 化还原反应，逐步分解并释放能量的过 程，称为生物氧化，这是一个产能代谢 过程。绝大多数微生物是化能异养型微 生物，它们的能源物质是有机化合物， 因此只能通过降解有机化合物而获得能 量
第 六 章 微 生 物 的 代 谢 第一节 微生物的能量代谢 我们把微生物体内的这种能量转变过程 称为微生物的能量代谢。 一.化能异养菌的生物氧化和产能 物质在细胞内经过一系列连续的氧 化还原反应，逐步分解并释放能量的过 程，称为生物氧化，这是一个产能代谢 过程。绝大多数微生物是化能异养型微 生物，它们的能源物质是有机化合物， 因此只能通过降解有机化合物而获得能 量
第 六 章 微 生 物 的 代 谢 第一节 微生物的能量代谢 ㈠发酵 发酵(fermentation)在发酵工业上， 是指任何利用好氧或厌氧微生物来生产 有用代谢产物的一类生产方式。而在生 物氧化或能量代谢中，是指微生物细胞 在无氧条件下，将有机物氧化释放的电 子直接交给底物本身未完全氧化的某种 中间产物，同时释放能量，并产生各种 不同的代谢产物。在发酵条件下，有机 物只是部分地被氧化
第 六 章 微 生 物 的 代 谢 第一节 微生物的能量代谢 ㈠发酵 发酵(fermentation)在发酵工业上， 是指任何利用好氧或厌氧微生物来生产 有用代谢产物的一类生产方式。而在生 物氧化或能量代谢中，是指微生物细胞 在无氧条件下，将有机物氧化释放的电 子直接交给底物本身未完全氧化的某种 中间产物，同时释放能量，并产生各种 不同的代谢产物。在发酵条件下，有机 物只是部分地被氧化
第 六 章 微 生 物 的 代 谢 第一节 微生物的能量代谢 因此只能释放出一小部分的能量。生物 体体内葡萄糖被降解主要分为四种途径： EMP途径、HMP途径、ED途径和磷酸解酮 酶途径。 ⑴EMP途径(Embden-Meyerhof-Parnas pathway)。EMP途径又称为糖酵解途径 (glycolysis)。 整个EMP途径大致可分为两个阶段。 第一阶段是葡萄糖分子转化成1，6—二 磷酸—果糖后
第 六 章 微 生 物 的 代 谢 第一节 微生物的能量代谢 因此只能释放出一小部分的能量。生物 体体内葡萄糖被降解主要分为四种途径： EMP途径、HMP途径、ED途径和磷酸解酮 酶途径。 ⑴EMP途径(Embden-Meyerhof-Parnas pathway)。EMP途径又称为糖酵解途径 (glycolysis)。 整个EMP途径大致可分为两个阶段。 第一阶段是葡萄糖分子转化成1，6—二 磷酸—果糖后
第 六 章 微 生 物 的 代 谢 第一节 微生物的能量代谢 在醛缩酶的催化下，裂解成两个三碳化 合物分子，是一个准备阶段，要消耗两 个分子ATP。第二阶段是3-磷酸-甘油醛 氧化成1，3—二磷酸—甘油酸后，经一 系列酶的作用转化成丙酮酸，同时通过 基质水平磷酸化产生4个ATP以及2分子 NADH2。NADH2可经呼吸链的氧化磷酸化 产生3个分子ATP，或者被用作还原反应 中H+的来源。EMP途径的反应过程分10步 完成)
第 六 章 微 生 物 的 代 谢 第一节 微生物的能量代谢 在醛缩酶的催化下，裂解成两个三碳化 合物分子，是一个准备阶段，要消耗两 个分子ATP。第二阶段是3-磷酸-甘油醛 氧化成1，3—二磷酸—甘油酸后，经一 系列酶的作用转化成丙酮酸，同时通过 基质水平磷酸化产生4个ATP以及2分子 NADH2。NADH2可经呼吸链的氧化磷酸化 产生3个分子ATP，或者被用作还原反应 中H+的来源。EMP途径的反应过程分10步 完成)
第 六 章 微 生 物 的 代 谢 第一节 微生物的能量代谢 EMP途径是绝大多数生物所共有的基本 代谢途径，因而也是酵母菌、真菌和多 数细菌所具有的代谢途径。在有氧条件 下，EMP途径与TCA循环(三羧酸循环)连 接，并通过后者把丙酮酸彻底氧化成二 氧化碳和水。在无氧条件下，丙酮酸可 进一步代谢，在不同的生物体内形成的 产物不同。例如在酵母细胞中丙酮酸被 还原成为乙醇，并伴有二氧化碳的释放
第 六 章 微 生 物 的 代 谢 第一节 微生物的能量代谢 EMP途径是绝大多数生物所共有的基本 代谢途径，因而也是酵母菌、真菌和多 数细菌所具有的代谢途径。在有氧条件 下，EMP途径与TCA循环(三羧酸循环)连 接，并通过后者把丙酮酸彻底氧化成二 氧化碳和水。在无氧条件下，丙酮酸可 进一步代谢，在不同的生物体内形成的 产物不同。例如在酵母细胞中丙酮酸被 还原成为乙醇，并伴有二氧化碳的释放
第 六 章 微 生 物 的 代 谢 第一节 微生物的能量代谢 而在乳酸菌细胞中丙酮酸被还原成乳酸。 ⑵HMP途径(hexose monophosphate pathway)。 EMP途径不能解释合成RNA、DNA所必 需的核糖是如何从葡萄糖转化来的，也 不能解释微生物为什么能利用戊糖及其 他糖类作为能源。而HMP途径的发现， 解决了以上问题。HMP途径又称为磷酸 戊糖途径或单磷酸己糖途径
第 六 章 微 生 物 的 代 谢 第一节 微生物的能量代谢 而在乳酸菌细胞中丙酮酸被还原成乳酸。 ⑵HMP途径(hexose monophosphate pathway)。 EMP途径不能解释合成RNA、DNA所必 需的核糖是如何从葡萄糖转化来的，也 不能解释微生物为什么能利用戊糖及其 他糖类作为能源。而HMP途径的发现， 解决了以上问题。HMP途径又称为磷酸 戊糖途径或单磷酸己糖途径
第 六 章 微 生 物 的 代 谢 第一节 微生物的能量代谢 这是一条能产生大量NADPH2形式的还原 力和多种重要中间代谢物的代谢途径。 HMP途径可概括成三个阶段。第一 阶段是葡萄糖分子通过几步氧化反应产 生5-磷酸核酮糖和二氧化碳；第二阶段 是5-磷酸-核酮糖发生同分异构化 (isomerization)、表异构化 (epimerization)而分别产生5-磷酸- 核糖和5-磷酸-木酮糖；
第 六 章 微 生 物 的 代 谢 第一节 微生物的能量代谢 这是一条能产生大量NADPH2形式的还原 力和多种重要中间代谢物的代谢途径。 HMP途径可概括成三个阶段。第一 阶段是葡萄糖分子通过几步氧化反应产 生5-磷酸核酮糖和二氧化碳；第二阶段 是5-磷酸-核酮糖发生同分异构化 (isomerization)、表异构化 (epimerization)而分别产生5-磷酸- 核糖和5-磷酸-木酮糖；