第五章 微生物的代谢与发酵
第五章 微生物的代谢与发酵
第五章 微生物的代谢 新陈代谢：发生在活细胞中的各种分解代谢 （catabolism）和合成代谢（anabolism）的总和。 新陈代谢 = 分解代谢 + 合成代谢 分解代谢：指复杂的有机物分子通过分解代谢酶系的催 化，产生简单分子、腺苷三磷酸（ATP）形式的能量和 还原力的作用。 合成代谢：指在合成代谢酶系的催化下，由简单小分子、 ATP形式的能量和还原力一起合成复杂的大分子的过程
第五章 微生物的代谢 新陈代谢：发生在活细胞中的各种分解代谢 （catabolism）和合成代谢（anabolism）的总和。 新陈代谢 = 分解代谢 + 合成代谢 分解代谢：指复杂的有机物分子通过分解代谢酶系的催 化，产生简单分子、腺苷三磷酸（ATP）形式的能量和 还原力的作用。 合成代谢：指在合成代谢酶系的催化下，由简单小分子、 ATP形式的能量和还原力一起合成复杂的大分子的过程
物质代谢：物质在体内转化的过程. •能量代谢：伴随物质转化而发生的能量形式相互转化. 按代谢产物在机体中作用不同分： •初级代谢： 提供能量、前体、结构物质等生命活动所 必须的代谢物的代谢类型；产物：氨基酸、核苷酸等. •次级代谢： 在一定生长阶段出现非生命活动所必需的代谢类型； 产物：抗生素、色素、激素、生物碱等 按物质转化方式分： 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。 合成代谢：是指细胞利用简单的小分子物质合成复杂大分 子的过程。在这个过程中要消耗能量
物质代谢：物质在体内转化的过程. •能量代谢：伴随物质转化而发生的能量形式相互转化. 按代谢产物在机体中作用不同分： •初级代谢： 提供能量、前体、结构物质等生命活动所 必须的代谢物的代谢类型；产物：氨基酸、核苷酸等. •次级代谢： 在一定生长阶段出现非生命活动所必需的代谢类型； 产物：抗生素、色素、激素、生物碱等 按物质转化方式分： 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。 合成代谢：是指细胞利用简单的小分子物质合成复杂大分 子的过程。在这个过程中要消耗能量
第二节 微生物的能量代谢 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。 有机物 最初能源 日光 通用能源 还原态无机物 化能自养菌 化能异养菌 光能营养菌
第二节 微生物的能量代谢 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。 有机物 最初能源 日光 通用能源 还原态无机物 化能自养菌 化能异养菌 光能营养菌
微生物氧化的形式 生物氧化作用：细胞内代谢物以氧化作用释放（产生）能量的 化学反应。氧化过程中能产生大量的能量，分段释放，并以高 能键形式贮藏在ATP分子内，供需时使用。 生物氧化的方式： ①和氧的直接化合： C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O ②失去电子： Fe2+ → Fe3+ + e - ③化合物脱氢或氢的传递: CH3 -CH2 -OH CH3 -CHO NAD NADH2
微生物氧化的形式 生物氧化作用：细胞内代谢物以氧化作用释放（产生）能量的 化学反应。氧化过程中能产生大量的能量，分段释放，并以高 能键形式贮藏在ATP分子内，供需时使用。 生物氧化的方式： ①和氧的直接化合： C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O ②失去电子： Fe2+ → Fe3+ + e - ③化合物脱氢或氢的传递: CH3 -CH2 -OH CH3 -CHO NAD NADH2
复杂分子 （有机物） 分解代谢 合成代谢 简单小分子 ATP [H] 生物氧化的功能： 产能(ATP) 产还原力【H】 小分子中间代谢物
复杂分子 （有机物） 分解代谢 合成代谢 简单小分子 ATP [H] 生物氧化的功能： 产能(ATP) 产还原力【H】 小分子中间代谢物
生物氧化的过程 一般包括三个环节： ①底物脱氢（或脱电子）作用（该底物称作电子供体或供氢体） ②氢（或电子）的传递（需中间传递体，如NAD、FAD等） ③最后氢受体接受氢（或电子）（最终电子受体或最终氢受体） 底物脱氢的途径 1、 EMP途径 2、HMP 3、ED 4、TCA
生物氧化的过程 一般包括三个环节： ①底物脱氢（或脱电子）作用（该底物称作电子供体或供氢体） ②氢（或电子）的传递（需中间传递体，如NAD、FAD等） ③最后氢受体接受氢（或电子）（最终电子受体或最终氢受体） 底物脱氢的途径 1、 EMP途径 2、HMP 3、ED 4、TCA
一、化能异养微的生物氧化 （一）底物脱氢的途径
一、化能异养微的生物氧化 （一）底物脱氢的途径
（一）EMP途径
（一）EMP途径
EMP途径特点： 葡萄糖分子经转化成1，6—二 磷酸果糖后，在醛缩酶的催化下， 裂解成两个三碳化合物分子，即磷 酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛。 3-磷酸甘油醛被进一步氧化生 成2分子丙酮酸， 1分子葡萄糖可降解成2分子3- 磷酸甘油醛，并消耗2分子ATP。 2分子3-磷酸甘油醛被氧化生成 2分子丙酮酸，2分子NADH2 和4分子ATP
EMP途径特点： 葡萄糖分子经转化成1，6—二 磷酸果糖后，在醛缩酶的催化下， 裂解成两个三碳化合物分子，即磷 酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛。 3-磷酸甘油醛被进一步氧化生 成2分子丙酮酸， 1分子葡萄糖可降解成2分子3- 磷酸甘油醛，并消耗2分子ATP。 2分子3-磷酸甘油醛被氧化生成 2分子丙酮酸，2分子NADH2 和4分子ATP