代谢 生物氧化途径 生物固氮 肽聚糖合成

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1、微生物的新陈代谢代谢--生命体进行的一切化学反应。代谢分为分解代谢和合成代谢。分解代谢：复杂营养物分解为简单化合物（异化作用）。合成代谢：简单小分子合成为复杂大分子（同化作用）微生物对能量利用：有机物化能异养菌日光光能营养菌→通用能源ATP还原态无机物化能自养菌只有ATP和酰基辅酶A起偶联作用，其他高能化合物只作为〜P供体。生物氧化的形式包括：某物质与氧结合、脱氢、失去电子三种。生物氧化过程分为：脱氢、递氢、受氢三个阶段。生物氧化功能：产能（ATP）、产还原力[H]、产小分子中间代谢物。生物氧化类型：呼吸、无

2、氧呼吸和发酵。底物（基质）脱氢的四条主要途径以葡萄糖作为典型底物1、EMP途径（糖酵解途径）有氧时，与TCA连接，将丙酮酸彻底氧化成二氧化碳和水。无氧时，丙酮酸进一步代谢成有关产物。EMP途径总反应为：C6H12O6+2NAD++2Pi+2ADP→2CH3COCOOH（丙酮酸）+2NADH+2H+2ATP+2H2O。EMP终产物的去向：1）有氧条件：2NADH+H+经呼吸链的氧化磷酸化反应产生6ATP；2）无氧条件：①丙酮酸还原成乳酸；②酵母菌（酿酒酵母）的酒精发酵：丙酮酸脱羧为乙醛，乙醛还原为乙醇。（3）E

3、MP途径生理功能①供应ATP形式的能量和还原力（NADH2）；②是连接其他几个重要代谢的桥梁（TCA、HMP、ED途径）③为生物合成提供多种中间代谢物；④通过逆向反应可进行多糖合成。（4）生产实践意义与乙醇、乳酸、甘油、丙酮、丁醇等的发酵产生关系密切。2、HMP途径（己糖-磷酸途径）产生大量NADPH2和多种重要中间代谢物。HMP途径的总反应6葡萄糖-6-磷酸+12NADP++6H2O→5葡萄糖-6-磷酸+12NADPH+12H++6CO2+PiHMP途径的三个阶段1）葡萄糖分子经过三步反应产生核酮糖-5-磷

4、酸和CO2；2）核酮糖-5-磷酸同分异构化或表异构化为核糖-5-磷酸和木糖-5-磷酸；3）无氧参与条件下，几种戊糖发生碳架重排，产生己糖磷酸和丙糖磷酸。HMP途径在微生物生命活动中的重要意义①供应合成原料提供戊糖-P、赤藓糖-P；②产还原力：产生12NADPH2；③作为固定CO2的中介：是自养微生物CO2的中介（核酮糖-⑤-P在羧化酶的催化下固定CO2并形成核酮糖-15-二磷酸）；④扩大碳源利用范围：为微生物利用C3～C7多种碳源提供了必要的代谢途径；⑤连接EMP途径：为生物合成提供更多的戊糖。（4）生产实践

5、意义可提供许多重要的发酵产物（核苷酸、氨基酸、辅酶、乳酸等）。3、ED途径2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸裂解途径KDPG是少数缺乏完整EMP的微生物具有的一种替代途径，细菌酒精发酵经ED进行。ED途径总反应式C6H12O6+ADP+Pi+NADP++NAD+→2CH3COCOOH+ATP+NADPH+H++NADH+H+ED途径特点1）KDPG（2-酮-3-脱氧-6-P-葡萄糖酸）裂解为丙酮酸和3-磷酸甘油醛；2）存在KDPG醛缩酶；3）两分子丙酮酸来历不同；4）产能效率低（1molATP/1mol葡萄糖

6、）。5）可与EMP、HMP、TCA循环等代谢途径相连，可相互协调、满足微生物对能量、还原力和不同中间代谢产物的需要。4、TCA循环（三羧酸循环）真核在线粒体中，原核在细胞质中。TCA在代谢中占有重要枢纽地位TCA循环的意义：（1）生理意义：在一切分解代谢和合成代谢中占有枢纽地位，在动植物和微生物细胞中普遍存在，不仅是糖分解代谢的主要途径，也是脂肪、蛋白质分解代谢的最终途径，具有重要生理意义（2）实践意义：与微生物大量发酵产物如柠檬酸、苹果酸、琥珀酸和谷氨酸等的生产密切相关。柠檬酸是葡萄糖经TCA循环形成的最有

7、代表性的发酵产物。葡萄糖经不同脱氢途径后的产能效率TCA循环总反应式丙酮酸+4NAD++FAD+GDP+Pi+3H2O→3CO2+4(NADH+H+)+FADH2+GTP若起始于乙酰-CoA乙酰-CoA+3NAD++FAD+GDP+Pi+2H2O—→2CO2+3（NADH+H+）+FADH2+GTP+CoA自养微生物自养微生物按其最初能源的不同，可分为两大类：一类是能对无机物进行氧化而获得能量的微生物，化能无机自养型微生物；另一类是能利用日光辐射能的微生物，光能自养型微生物。分解代谢和合成代谢的联系两用代谢途

8、径凡在分解代谢和合成代谢中均具有功能的代谢途径，称为两用代谢途径。EMP、HMP和TCA循环都是重要的两用代谢途径。代谢回补顺序：又称代谢物补偿途径或添补途径，是指能补充两用代谢途径中因合成代谢而消耗的中间代谢物的那些反应。生物固氮生物固氮：是指大气中的分子氮通过微生物固氮酶的催化而还原成氨的过程，生物界中只要原核生物才具有固氮能力。固氮微生物（都是原核微生物）①自生固氮菌：好氧、厌氧、兼性厌氧及各