第五章微生物的新陈代谢-1 新陈代谢( metaboli sm):简称代谢,是指发生在活 细胞中的各种分解代谢和合成代谢的总和。 分解代谢( catabolism):是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、ATP形式 的能量和还原力的作用。又称异化作用。 合成代谢( anabolism):是指在合成代谢酶系的 催化下,由简单小分子、ATP形式的能量和田形式 的还原力,一起合成复杂的大分子的过程。又称同 化作用
第五章 微生物的新陈代谢-1 新陈代谢(metabolism)：简称代谢，是指发生在活 细胞中的各种分解代谢和合成代谢的总和。 •分解代谢（catabolism）：是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、ATP形式 的能量和还原力的作用。又称异化作用。 • 合成代谢（anabolism）：是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[H]形式 的还原力，一起合成复杂的大分子的过程。又称同 化作用
分解代谢和合成代谢间有着极其密切的关系。可 表示为: 合成代谢酶系 复杂分子 简单分子+ATPⅢ 分解代谢酶系 能量代谢、物质代谢 《生物化学》王镜岩第三版下册
• 分解代谢和合成代谢间有着极其密切的关系。可 表示为： 复杂分子 简单分子+ATP+[H] • 能量代谢、物质代谢 分解代谢酶系 合成代谢酶系 《生物化学》王镜岩 第三版 下册
本章的内容: 第一节微生物对有机物的分解 第二节微生物的能量代谢 第三节分解代谢和合成代谢的联系 第四节微生物独特合成代谢途径举例 第五节微生物的代谢调节与发酵生产
本章的内容： 第一节 微生物对有机物的分解 第二节 微生物的能量代谢 第三节 分解代谢和合成代谢的联系 第四节 微生物独特合成代谢途径举例 第五节 微生物的代谢调节与发酵生产
第一节微生物对有机物的分解 不含氮:淀粉、纤维素、半纤维素、果胶物质、木素、芳香族化合物 含氮:蛋白质、几丁质、尿素 含硫、磷有机物 不含氮有机物的分解:产物CO2+H2O 1、淀粉 种子、块茎、球芸、鱗茎、抉根等。淀粉是葡莓糖通过糖苷键连 连接币成的直链游殺身二寒是在自链淀粉的建础上,又父 接而成的一种大分子物质。淀粉有两类 6糖苷键连接而成的分支的攴链淀粉。直链淀粉(80%)和支链淀 粉(209 能将淀粉分解成葡萄糖与双糖的酶称为淀粉酶。淀粉酶是一系列 淀粉分解有关酶的总称这些以不同方 式联合作用 粉转化为葡萄糖。浞粉酶包括ω浞粉酶、β¨淀粉酮、糖化醐与异 淀粉酶4种类型 多种微生物。许多微生物在生长过程中能合成分解淀粉的酶,并 将这些酶分泌到细胞外部 水解产物:麦芽糖、麦芽三糖、其他低聚糖--葡萄糖
第一节 微生物对有机物的分解 不含氮：淀粉、纤维素、半纤维素、果胶物质、木素、芳香族化合物 含氮：蛋白质、几丁质、尿素 含硫、磷有机物 一、不含氮有机物的分解 ：产物 CO2+H2O 1、淀粉 ⚫ 种子、块茎、球茎、鳞茎、块根等。淀粉是葡萄糖通过糖苷键连 接而成的一种大分子物质。淀粉有两类，一类是由α-1，4糖苷键 连接而成的直链淀粉，另一类是在直链淀粉的基础上，又产生α-1， 6糖苷键连接而成的分支的支链淀粉。直链淀粉（80%）和支链淀 粉（20%） ⚫ 能将淀粉分解成葡萄糖与双糖的酶称为淀粉酶。淀粉酶是一系列 与淀粉分解有关酶的总称，这些酶以不同方式联合作用，催化淀 粉转化为葡萄糖。淀粉酶包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶与异 淀粉酶4种类型。 ⚫ 多种微生物。许多微生物在生长过程中能合成分解淀粉的酶，并 将这些酶分泌到细胞外部。 ⚫ 水解产物： 麦芽糖、麦芽三糖、其他低聚糖----葡萄糖
2、纤维素 植物细胞壁,植物体内含量很高,作物含15-45%,木材中 达50% ●纤维素由200-100个葡萄糖亚基通过β-1,4糖苷键组成。天 然纤维分子不溶于水 分解纤维素的微生物很多,但分解能力较强的微生物主要 是真菌。如木霉、根霉、黑曲霉及青霉等。细菌与放线菌 中有些菌种也有较强的分解纤维素能力。纤维素在纤维素 酶作用下水解为葡萄糖。纤维素酶也是由许多密切相关酶 组成的酶系 ●酶:C1、C2酶、β-葡萄糖苷酶。 ●产物:纤维素低聚糖、纤维二糖、葡萄糖
2、纤维素 ⚫ 植物细胞壁，植物体内含量很高，作物含15-45%，木材中 达50%。 ⚫ 纤维素由200-1000个葡萄糖亚基通过ß-1,4糖苷键组成。天 然纤维分子不溶于水。 ⚫ 分解纤维素的微生物很多，但分解能力较强的微生物主要 是真菌。如木霉、根霉、黑曲霉及青霉等。细菌与 放线菌 中有些菌种也有较强的分 解纤维素能力。纤维素在纤维素 酶作用下水解为葡萄糖。纤维素酶也是由许多密切相关酶 组成的酶系。 ⚫ 酶：C1、C2酶、 ß-葡萄糖苷酶。 ⚫ 产物：纤维素低聚糖、纤维二糖、葡萄糖
3、半纤维素 °物细胆聖的要累组分含量仅次于纤维票。如玉 成糖(木糖、阿拉伯糖)和己糖(半乳糖和甘露糖) 浴而成,易分解。 °多种微生物真菌中的曲舞:青我及木等均解 酶∶內切酶、外切酶、糖苷酶等。 ●产物:相应的单糖
3、半纤维素 ⚫ 植物细胞壁的重要组成分，含量仅次于纤维素。如玉 米的根、茎中含量可达30%。 ⚫ 由戊糖（木糖、阿拉伯糖）和己糖（半乳糖和甘露糖） 缩合而成，易分解。 ⚫ 多种微生物，真菌中的曲霉、青霉及木霉等均能分解 半纤维素，细菌中的噬纤维菌，梭菌中的某些种类 ⚫ 酶：内切酶、外切酶、糖苷酶等。 ⚫ 产物：相应的单糖
4、果胶质的分解 果胶质是构成植物细胞间质的组分。 ●果胶质由半乳糖醛酸单体聚合而成。聚合态半乳糖醛酸称为 果胶酸,果胶酸羧基甲基化的产物称果胶,果胶又分为可溶 性果胶与不溶性果胶(又称原果胶)。 多种真菌和细菌。 果胶酶:原果胶酶、果胶甲基酯酶、聚半乳糖醛酸酶。 ●产物 原果胶酶 原果胶不溶解) 可溶性果胶 果胶甲基酯酶 可溶果胶+H2O 果胶酸+甲醇 聚半乳糖醛酸酶 果胶酸+H2O一 半乳糖醛酸
4、果胶质的分解 ⚫果胶质是构成植物细胞间质的组分。 ⚫果胶质由半乳糖醛酸单体聚合而成。聚合态半乳糖醛酸称为 果胶酸，果胶酸羧基甲基化的产物称果胶，果胶又分为可溶 性果胶与不溶性果胶(又称原果胶)。 ⚫多种真菌和细菌。 ⚫果胶酶：原果胶酶、果胶甲基酯酶、聚半乳糖醛酸酶。 ⚫产物： 原果胶酶 原果胶(不溶解) 可溶性果胶 果胶甲基酯酶 可溶果胶+H2O 果胶酸+甲醇 聚半乳糖醛酸酶 果胶酸+H2O 半乳糖醛酸
●分解果胶酸的微生物可用来进行麻类的脱胶处理。 ●麻纤维脱胶就是利用果胶分解酶完成的。麻类植物 纤维的化学成分为纤维素,存在于茎杄的韧皮部内 纤维素与果胶类物质结合在一起。麻纤维脱胶就是 利用果胶分解微生物有分解果胶能力而不分解纤维 素的特点,将果胶分解掉,使纤维完好地脱离岀来
⚫ 分解果胶酸的微生物可用来进行麻类的脱胶处理。 ⚫ 麻纤维脱胶就是利用果胶分解酶完成的。麻类植物 纤维的化学成分为纤维素，存在于茎杆的韧皮部内， 纤维素与果胶类物质结合在一起。麻纤维脱胶就是 利用果胶分解微生物有分解果胶能力而不分解纤维 素的特点，将果胶分解掉，使纤维完好地脱离出来
5、木素和芳香族化合物 ●植物细胞壁中,如禾本科植物茎杆中约含木素20%。 ●化学复杂,是由许多芳香族亚基缩合而成的聚合物 ●真菌中木素木霉、乳酸镰孢菌。 ●通过解聚、氧化,分解为乙酸和琥珀酸,合成细胞物 质、氧化分解,中间产物是一些芳香族化合物
5、木素和芳香族化合物 ⚫ 植物细胞壁中，如禾本科植物茎杆中约含木素20%。 ⚫ 化学复杂，是由许多芳香族亚基缩合而成的聚合物。 ⚫ 真菌中木素木霉、乳酸镰孢菌。 ⚫ 通过解聚、氧化，分解为乙酸和琥珀酸，合成细胞物 质、氧化分解，中间产物是一些芳香族化合物
6、脂肪的分解 ●脂肪是甘油和脂肪酸形成的酯。在动植物残体中含有一定 量脂类物质。一般作物茎叶中,脂类约占干物质的 0.5%~2.0%,油料作物种子中,脂类约为30%~50% 土壤中的脂类主要来自植物残体,少量来自动物与微生物。 分解脂肪的微生物都具有脂肪酶。 ●在脂肪酶作用下,脂肪水解为甘油和脂肪酸。许多微生物 能以脂肪或脂肪酸作为碳源和能源,但分解缓慢。细菌中 的荧光假单胞菌、灵杄菌,真菌中的白地霉、青霉及曲霉 均能分解利用脂肪
6、脂肪的分解 ⚫ 脂肪是甘油和脂肪酸形成的酯。在动植物残体中含有一定 量脂类物质。一般作物茎叶中，脂类约占干物质的 0.5%～2.0%，油料作物种子中，脂类约为30%～50%。 土壤中的脂类主要来自植物残体，少量来自动物与微生物。 ⚫ 分解脂肪的微生物都具有脂肪酶。 ⚫ 在脂肪酶作用下，脂肪水解为甘油和脂肪酸。许多微生物 能以脂肪或脂肪酸作为碳源和能源，但分解缓慢。细菌中 的荧光假单胞菌、灵杆菌，真菌中的白地霉、青霉及曲霉 均能分解利用脂肪