第四章微生物的代谢和调控
第四章 微生物的代谢和调控
内容导读微生物生物氧化类型微生物代谢多样性微生物主要代谢途径微生物初级代微生物次级代人工调控代谢方法谢调控谢调控氨基酸发酵代谢调控微生物代谢人工调控与应用核苷酸发酵代谢调控诱导酶的产生与反馈阻遇次级代谢的主要调节机制微生物代谢调节的特性次级代谢产物的特征分解代谢产物阻退酶活性的反馈抑制β-内酰胺发酵代谢调控
内容导读
第一节微生物的代谢的多样性
第一节 微生物的代谢的多样性
新陈代谢简称代谢（metabolism），是营养物质在生物体内所经历的一切化学变化的总称。代谢（metabolism）是生命存在的基本特征，是生物体内所进行的全部生化反应的总称。它主要由分解代谢（catabolism）和合成代谢（anabolism）两个过程组成新陈代谢分解代谢十合成代谢分解代谢是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，在这个过程中要消耗能量
代谢(metabolism) 是生命存在的基本特征，是生物体内所进行的 全部生化反应的总称。它主要由分解代谢( catabolism )和合成代 谢( anabolism )两个过程组成。 新陈代谢 ＝ 分解代谢 ＋ 合成代谢 分解代谢是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，在 这个过程中要消耗能量。 一、新陈代谢 简称代谢( metabolism) ，是营养物质在生物体内所经历的一切 化学变化的总称
新陈代谢简称代谢（metabolism），是营养物质在生物体内所经历的一切化学变化的总称简单小分子分解代谢复杂分子ATP（有机物）合成代谢H一切生物，在其新陈代谢的本质上具有高度的统一性和明显的多样性
复杂分子 （有机物） 分解代谢 合成代谢 简单小分子 ATP [H] 一切生物，在其新陈代谢的本质上具有高度的统一性和明显的 多样性。 一、新陈代谢 简称代谢( metabolism) ，是营养物质在生物体内所经历的一切 化学变化的总称
产能代谢或生物氧化是指在活细胞内物质经过一系列连续的氧化还原反应，逐步分解并释放出能量的过程，是一个产能代谢过程生物氧化的形式、过程、功能和类型脱氢（或电子）某物质与氧结合递氢（或电子）过程脱氢形式人受氢（或电子）失去电子产能（ATP）有氧呼吸功能产还原力「H]足无氧呼吸类型产小分子中间代谢物发酵异养微生物利用有机物通过生物氧化来进行产能代谢。自养微生物则利用无机物
是指在活细胞内物质经过一系列连续的氧化还原反应，逐步分解 并释放出能量的过程，是一个产能代谢过程。 产能代谢或生物氧化 异养微生物利用有机物 自养微生物则利用无机物 通过生物氧化来进行产能代谢。 生物氧化的形式、过程、功能和类型 形式 脱氢 失去电子 某物质与氧结合 过程 递氢（或电子） 受氢（或电子） 脱氢（或电子） 功能 产还原力［H］ 产小分子中间代谢物 产能（ATP） 类型 无氧呼吸 发酵 有氧呼吸
一、异养微生物的生物氧化异养微生物利用有机物进行生物氧化。根据氧化还原反应中递氢特点尤其是电子受体的不同，可将微生物的生物氧化反应分为：发酵非呼吸链B-2H+ATP2H++2e★中间代谢物（发酵产物）有机能源呼吸链0有氧呼吸2H++2eH,O+ATP2呼吸链2H++2e氧化型的化合物十ATP无氧呼吸
2H++2e 非呼吸链 有 机 能 源 2H++2e 2H++2e 中间代谢物 B-2H＋ATP （发酵产物） 发 酵 呼吸链 O2 H2O ＋ATP 呼吸链 氧化型的化合物＋ATP 有氧呼吸 无氧呼吸 根据氧化还原反应中递氢特点尤其是电子受体的不同，可将微 生物的生物氧化反应分为： 异养微生物利用有机物进行生物氧化。 一、异养微生物的生物氧化
有氧呼吸：是底物脱下的氢经完整的呼吸链（RCrespirarorychain，又称电子传递链ETcelectrontransportchain）传递，最终被外源分子氧接收产生水并释放出ATP形式的能量。CH1206呼吸链有氧呼吸1/202>H,ONAD(P)HFADH2无氧呼吸NO，SO.2，CO2，延胡索酸图EMP途径NO，SO2，CH4，琥珀酸无氧呼吸：底物脱氢后，经部分呼吸链递HIMP途径最终由氧化态的无机物或有机物受氢，并氧化磷酸化产能反应。发酵中间代谢物A、B、CAH2、BH2CH,TCA例如：丙酮酸循环发酵产物：乙醇、乳酸等发酵：以有机化合物作为电子供体（被氧化）和/或电CO2子受体（被还原），其电子传递直接由电子供体交给电子受体，不经过其他电子递体的传递，可将其看作分子内的转移。生物氧化
本节重点解读产生ATP?化能有机营养型形成NAD(P)H?化能无机自养型微生物如何光能营养型形成小分子中间代谢物？乙醇发酵、乳酸发酵
本节重点解读 化能有机营养型 化能无机自养型 光能营养型 微生物如何 产生ATP? 形成NAD(P) H？ 形成小分子中间代谢物？ 乙醇发酵、乳酸发酵
切生命活动都是耗能反应，因此，能量代谢是一切生物代谢的核心问题能量代谢的中心问题，是生物体如何把环境中的多种形式的最初能源转换成对一切生命活动都能利用的通用能源（ATP)。微生物产能代谢的多样性：化能异养微生物有机物最初化能自养微生物通用能源还原态无机物能源(ATP)光能营养微生物日光
一切生命活动都是耗能反应，因此，能量代谢是一切生物代 谢的核心问题。 能量代谢的中心问题，是生物体如何把环境中的多种形式的 最初能源转换成对一切生命活动都能利用的通用能源(ATP)。 最初 能源 有机物 还原态无机物 日光 化能异养微生物 化能自养微生物 光能营养微生物 通用能源 (ATP) 微生物产能代谢的多样性: