第四章微生物的代谢 与调节及其人工控制 江南大学生物工程学院
江南大学生物工程学院 第四章 微生物的代谢 与调节及其人工控制
微生物的代谢 ·新陈代谢netabolism The complex of physical and chemical processes occurring within a living cell or organism that are necessary for the maintenance of life.In metabolism some substances are broken down to yield energy for vital processes while other substances, necessary for life,are synthesized
微生物的代谢 • 新陈代谢 metabolism The complex of physical and chemical processes occurring within a living cell or organism that are necessary for the maintenance of life. In metabolism some substances are broken down to yield energy for vital processes while other substances, necessary for life, are synthesized
·分解代谢catabolism 合成代谢anabolism 指复杂的有机分子 在合成酶系的催化 通过分解代谢酶系的催 下，由简单的小分子、 化产生简单分子、能量 能量(ATP)和还原力 ATP、和还原力(H田) (田)一起合成复杂的 的过程。 生物的大分子的过程。 复杂分子 分解代谢酶系 (有机物 简单分子+ATP+[H可 合成代谢酶系
• 合成代谢anabolism 在合成酶系的催化 下，由简单的小分子、 能量（ATP）和还原力 （[H]）一起合成复杂的 生物的大分子的过程。 • 分解代谢catabolism 指复杂的有机分子 通过分解代谢酶系的催 化产生简单分子、能量 (ATP)、和还原力（[H]） 的过程。 复杂分子 (有机物) 分解代谢酶系 合成代谢酶系 简单分子 + ATP + [H]
分解代谢的三个阶段 将大分子的营养物质降解成氨基酸、单糖、脂肪 酸等小分子物质。 。 进一步降解成为简单的乙酰辅酶A、丙酮酸、及 能进入TCA循环的中间产物。 将第二阶段的产物完全降解生成CO2，并将前 面形成的还原力(NADH,)通过呼吸吸链氧化 同时形成大量的ATP。 微生物代谢的持点：多样性、适应性、可控性
分解代谢的三个阶段 • 将大分子的营养物质降解成氨基酸、单糖、脂肪 酸等小分子物质。 • 进一步降解成为简单的乙酰辅酶A、丙酮酸、及 能进入TCA循环的中间产物。 • 将第二阶段的产物完全降解生成CO2 ， 并将前 面形成的还原力（NADH2）通过呼吸吸链氧化、 同时形成大量的ATP。 微生物代谢的特点：多样性、适应性、可控性
初级代谢和初级代谢产物 初级代谢primary metabolism 微生物从外界吸收各种营养物质，通过分解 代谢和合成代谢，生成维持生命活动的物质和 能量的过程。 初级代谢产物primary metabolites 包括所有与细胞合成有关的物质 如：氨基酸、核苷酸、乙醇、有机酸、酶
初级代谢和初级代谢产物 • 初级代谢primary metabolism 微生物从外界吸收各种营养物质，通过分解 代谢和合成代谢，生成维持生命活动的物质和 能量的过程。 • 初级代谢产物primary metabolites 包括所有与细胞合成有关的物质 如：氨基酸、核苷酸、乙醇、有机酸、酶
次级代谢和次级代谢产物 ·次级代谢secondary metabolism 微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物 为前体，合成一些对微生物的生命活动无明显 确切功能的物质的过程。 ·次级代谢产物secondary metabolites 抗生素、激素、生物碱、色素、维生素等
次级代谢和次级代谢产物 • 次级代谢 secondary metabolism 微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物 为前体，合成一些对微生物的生命活动无明显 确切功能的物质的过程。 • 次级代谢产物secondary metabolites 抗生素、激素、生物碱、色素、维生素等
Growth Primary metabolite formation Growth 1 Secondary metabolite formation Time
第一节微生物的代谢 一、 微生物的能量代谢 新陈代谢中的核心问题：能量代谢 ·能量代谢的中心任务：是生物体如何把环 境中多种形式的最初能源转换成为对一切 生命活动都能使用的通用能源。 生物体能量代谢的实质：ATP和酰基辅酶A、 。 酰基磷酸等的生成和利用问题。即ATP的生 成和利用的问题
第一节 微生物的代谢 一、微生物的能量代谢 • 新陈代谢中的核心问题：能量代谢 • 能量代谢的中心任务：是生物体如何把环 境中多种形式的最初能源转换成为对一切 生命活动都能使用的通用能源。 • 生物体能量代谢的实质：ATP和酰基辅酶A、 酰基磷酸等的生成和利用问题。即ATP的生 成和利用的问题
能源的转化 化能异养菌 有机物 最初能源 光能营养菌 日光 通用能源 化能自氧菌 (ATP) 无机物*一一
化能异养菌 有机物 光能营养菌 日 光 通用能源 化能自氧菌 无机物* 最 初 能 源 (ATP) 能源的转化
(一)生物氧化反应 ·一系列酶在温和条件下按一定次序的催 化 。 放能分阶段进行 ·释放的能量部分贮藏在能量载体中
（一）生物氧化反应 • 一系列酶在温和条件下按一定次序的催 化 • 放能分阶段进行 • 释放的能量部分贮藏在能量载体中