《微生物的代谢》课件

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1、第六章微生物的代谢本章提要第一节代谢概论第二节微生物的产能代谢第三节微生物耗能代谢第四节微生物代谢的调节第五章微生物次级代谢与次级代谢产物第一节代谢概论新陈代谢(metabolism)1、按活细胞内进行的化学反应分：分解代谢(catabolism)大分子小分子（能量，细胞组分的前体）合成代谢(anabolism)小分子大分子（酶，结构组分等）分解代谢的三个阶段：▲蛋白质氨基酸多糖单糖脂类脂肪酸▲降解成丙酮酸、乙酰辅酶A等，产ATP▲降解成CO2（通过三羧酸循环），产生ATPIIIIII分解代谢的三个阶段2、按物质转化方式分：物质代谢物质在体内转化的过程。能量代谢伴随物质转化

2、而发生的能量形式相互转化。3、按代谢产物在机体中作用不同分：初级代谢提供能量、前体、结构物质等的代谢类型;产物对机体有生理活性。次级代谢在一定生长阶段出现的代谢类型；其产物——抗生素、色素、激素、生物碱等。第二节微生物的产能代谢光能化学能光能能源有机物氧化化学能无机物氧化最初能源有机物日光还原态的无机物通用能源ATPF1-F0ATP酶（腺苷三磷酸合成酶）合成ATP机制F1-F0ATP酶：分子马达。能量转化的核心酶。▲膜内侧的F1和膜中的F0结构域。▲“类车轮”结构——由9个亚基组成。▲可以象“车轮”一样旋转。▲旋转动力来自质子跨膜运输（膜外到膜内）。▲旋转过程中结合ADP和Pi合成A

3、TP。F1-F0ATP酶（分子马达）与ATP合成关系示意图α3β3γδε膜内膜外电子传递过程中能量(ATP)产生机制米切尔的化学渗透偶联假说（1961，P.Mitchell）1978Nobel奖F0F1ATP膜膜内膜外2H+ADP+PiATP+H2O建立膜内外质子浓度差（H+)。借助质子势的推动将能量蕴藏在质子势中。一光能（一）光合微生物的种类（二）微生物的光合磷酸化作用（三）进行光合磷酸化微生物的特点通过光合磷酸化将光能转变成化学能。（一）光合微生物的种类1、自养型：蓝细菌、红硫菌、绿硫菌等；2、异养或兼性：红螺菌、嗜盐菌等。有光、无氧时-光合磷酸化嗜盐菌获能途径有氧时-氧化磷酸化（二

4、）微生物的光合磷酸化作用（photophosphorylation）生物类型方式条件色素反应中心产物还原力(NADPH)中H的来源光合细菌环式无O2菌绿素类胡萝卜素等1个不产氧ATP质子泵绿色植物藻类兰细菌非环式有O2叶绿素藻色素等2个产氧ATPH2O光解嗜盐菌紫膜低O2细菌视紫红质紫膜不产氧ATP来自H2S等无机物氢供体指光能转化为化学能的过程。有3种。（三）进行光合磷酸化微生物的特点1细菌内含光合色素2具光合单位3光合磷酸化1、细菌内含光合色素光合生物特有，是光合作用关键物质。叶绿素（chl）或细菌叶绿素（Bchl）类胡萝卜素藻胆素嗜盐菌具有菌视紫质、菌绿质。叶绿素几种类胡萝卜素的辅

5、助色素（AccessoryPigment）褐藻素β-胡萝卜素藻兰素类胡萝卜素不直接参与光合反应。其作用：把捕获的光能高效传给细菌叶绿素，进行光合磷酸化作用。做为叶绿素所催化的光氧化反应的淬灭剂。在细胞能量代谢上起辅助作用。2、具光合单位有光合色素和电子传递系统的存在位点。光合色素分布于光合系统Ⅰ光合系统Ⅱ每个光合系统即是1个光合单位。如：蓝细菌—类囊体红螺菌、红硫菌—在细胞膜内壁形成单位膜组成的光合单位。光合细菌中，光照越强，光合单位越多。光捕获复合体（含菌绿素、类胡萝卜素）反应中心复合体1个光合单位3光合磷酸化◆环式光合磷酸化◆非环式光合磷酸化◆嗜盐菌紫膜的光合作用当1个叶绿素（菌绿素

6、）分子吸收光量子时，叶绿素被激活，导致叶绿素释放1个电子而被氧化，释放出的电子在电子传递系统中逐步释放能量。将光能转化为化学能。代表微生物光合作用部位光合作用特点原核生物的红螺菌属、绿菌属、红假单胞菌属。厌氧菌。菌绿素光反应和暗反应组成,只有一个光反应系统，不放氧。环式光合磷酸化是一种原始产能机制。电子循环式传递，形成回路。铁氧环蛋白泛醌Cyt.bCyt.CADP+PiATPe-e-e-e-e-菌绿素+菌绿素环式光合磷酸化的光反应hv环式光合磷酸化的暗反应光能转变的化学能CO2有机物ATPNADH2只有一个光合系统（光合单位），有光反应和暗反应环式光合磷酸化特点不放氧气。不产还原剂NAD

7、H2，固定CO2所需NADH2来自电子传递非环式光合磷酸化代表微生物光合作用部位光合作用特点蓝细菌叶绿素光合系统Ⅰ和光合系统Ⅱ偶联。产氧气。电子传递途径不形成环式回路非环式光合磷酸化FdFpe-e-e-Cyt.be-PQ(质体醌)e-Fe.SADP+PiATPe-叶绿素a叶绿素a+e-Ⅰ叶绿素b叶绿素b+ⅡH201/202Mn2+2H+e-ADP+PiATPCyt.CNADPH+H+非环式光合磷酸化特点两个光合系统，即光合单位（叶绿