第５章 微生物的代谢
第５章 微生物的代谢
第一节 代谢概论 • 代谢（metabolism）：细胞内发生的各种化学 反应的总称 • 由分解代谢(catabolism)和合成代谢(anabolism) 组成
第一节 代谢概论 • 代谢（metabolism）：细胞内发生的各种化学 反应的总称 • 由分解代谢(catabolism)和合成代谢(anabolism) 组成
分解代谢（catabolism）(参见P101) 分解代谢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。 • 一般可将分解代谢分为三个阶段： 蛋白质 多糖 脂类 氨基酸 单糖 甘油，脂肪酸 丙酮酸/乙酰辅酶A CO2 ，H20，能量（三羧酸循环）
分解代谢（catabolism）(参见P101) 分解代谢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。 • 一般可将分解代谢分为三个阶段： 蛋白质 多糖 脂类 氨基酸 单糖 甘油，脂肪酸 丙酮酸/乙酰辅酶A CO2 ，H20，能量（三羧酸循环）
合成代谢（anabolism） • 合成代谢指细胞利用小分子物质合成复杂 大分子的过程，并在这个过程中消耗能量。 • 合成代谢所利用的小分子物质来源于分解 代谢过程中产生的中间产物或环境中的小 分子营养物质
合成代谢（anabolism） • 合成代谢指细胞利用小分子物质合成复杂 大分子的过程，并在这个过程中消耗能量。 • 合成代谢所利用的小分子物质来源于分解 代谢过程中产生的中间产物或环境中的小 分子营养物质
微生物代谢特点： (参见P101) ⚫ 在代谢过程中，通过分解作用（光合作用）产生 化学能。 ⚫ 这些能量用于：1 合成代谢 2微生物的运动和运 输 3 热和光 ⚫ 代谢途径都是由一系列连续的酶反应构成的，前 一部反应的产物是后续反应的底物。 ⚫ 细胞能有效调节相关的反应，生命活动得以正常 进行。 ⚫ 某些微生物还会产生一些次级代谢产物
微生物代谢特点： (参见P101) ⚫ 在代谢过程中，通过分解作用（光合作用）产生 化学能。 ⚫ 这些能量用于：1 合成代谢 2微生物的运动和运 输 3 热和光 ⚫ 代谢途径都是由一系列连续的酶反应构成的，前 一部反应的产物是后续反应的底物。 ⚫ 细胞能有效调节相关的反应，生命活动得以正常 进行。 ⚫ 某些微生物还会产生一些次级代谢产物
第二节微生物产能代谢 一．异养微生物的生物氧化 二．自养微生物的生物氧化 三．能量转换
第二节微生物产能代谢 一．异养微生物的生物氧化 二．自养微生物的生物氧化 三．能量转换
一．异养微生物的生物氧化 • 发酵 • 呼吸作用
一．异养微生物的生物氧化 • 发酵 • 呼吸作用
一．异养微生物的生物氧化 １．发酵（fermentation） • 发酵是指微生物细胞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。 • 广义发酵：泛指任何利用好氧或厌氧微生物来生 产有用代谢产物或食品、饮料的一种生产方式。 • 发酵的种类有很多，可发酵的底物有糖类、有机 酸、氨基酸等，其中以微生物发酵葡萄糖最为重 要
一．异养微生物的生物氧化 １．发酵（fermentation） • 发酵是指微生物细胞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。 • 广义发酵：泛指任何利用好氧或厌氧微生物来生 产有用代谢产物或食品、饮料的一种生产方式。 • 发酵的种类有很多，可发酵的底物有糖类、有机 酸、氨基酸等，其中以微生物发酵葡萄糖最为重 要
１．发酵（fermentation） • 生物体内葡萄糖被降解成丙酮酸的过程称为糖酵 解（glycolysis） • 糖酵解是发酵的基础 • 主要有四种糖酵解途径： EMP途径、HMP途径、ED途径、磷酸解酮酶途 径
１．发酵（fermentation） • 生物体内葡萄糖被降解成丙酮酸的过程称为糖酵 解（glycolysis） • 糖酵解是发酵的基础 • 主要有四种糖酵解途径： EMP途径、HMP途径、ED途径、磷酸解酮酶途 径
EMP途径 （Embden-Meyerhof pathway） 葡萄糖 葡糖-6-磷酸 果糖-6-磷酸 果糖-1，6- 二磷酸 1，3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 磷酸二羟丙酮 甘油醛-3-磷酸 ATP ADP ATP ADP ADP ATP ADP ATP NAD+ NADH+H+ a a :预备性反应 b b :氧化还原反应 EMP途径意义： 为细胞生命活动提 供ATP 和 NADH 底物水平磷酸化 底物水平磷酸化
EMP途径 （Embden-Meyerhof pathway） 葡萄糖 葡糖-6-磷酸 果糖-6-磷酸 果糖-1，6- 二磷酸 1，3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 磷酸二羟丙酮 甘油醛-3-磷酸 ATP ADP ATP ADP ADP ATP ADP ATP NAD+ NADH+H+ a a :预备性反应 b b :氧化还原反应 EMP途径意义： 为细胞生命活动提 供ATP 和 NADH 底物水平磷酸化 底物水平磷酸化