《微生物营养和代谢》PPT课件

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1、第二章微生物的营养与代谢（2）主要内容己糖的分解丙酮酸代谢的多样性；无机养料的同化；大分子前体物质的合成；细胞结构成分大分子物质的合成己糖的分解葡萄糖的有氧分解经历了四个阶段：糖酵解——乙酰辅酶A的生成——三羧酸循环——进入呼吸链产能糖酵解的EM途径糖酵解可以通过不同途径，最一般的是EMP途径。这条途径是生物界所共有的。一个分子的葡萄糖在不需要氧的条件下，转化成1，6-二磷酸果糖，随后在醛缩酶的作用下，裂解并由此生成两个分子的丙酮酸的过程。EM途径的反应式反应式：C6H12O6+2NAD++2Pi+2ADP2C

2、H3COCOOH+2NADH+2H++2ATP图见P52糖酵解中能量的产生生成2个NADH和2个ATP，注：在真核生物中，NADH进入线粒体要经过甘油磷酸穿梭系统，细胞质中磷酸二羟丙酮被催化氧化成3-磷酸甘油酸才能进入线粒体，再被重新氧化成磷酸二羟丙酮，但在线粒体中的3-磷酸甘油酸脱氢酶的辅基是FAD，为此只能产生2个ATP，故而1分子的葡萄糖酵解只能产生6个ATP。NAD+NADH+H+α-磷酸甘油磷酸二羟丙酮α-磷酸甘油磷酸二羟丙酮FADH2FAD胞液线粒体内膜①胞液中α-磷酸甘油脱氢酶(辅酶为NAD+)C

3、oQbc1caa3O2①②②线粒体内α-磷酸甘油脱氢酶(辅基为FAD)α-磷酸甘油穿梭乙酰辅酶A的生成丙酮酸在丙酮酸脱氢酶系的催化下氧化脱羧、脱氢生成乙酰辅酶A.CH3COCOOH+CoASH+NAD+丙酮酸脱氢酶系CH3CO~ScoA+NADH+H++CO2丙酮酸脱氢酶系组成丙酮酸脱氢酶、二氢硫辛酸转乙酰基酶和二氢硫辛酸脱氢酶TCA循环乙酰辅酶A经过依一系列的氧化、脱羧。最终生成CO2和H2O并产生能量的过程。它是由H.A.Krebs正式提出的，因此由称为Krebs循环。共生成3个NADH，1个FADH2，1

4、个GTP，TCA循环图进入呼吸链三羧酸循环中生成的NADH和FADH2进入呼吸链，将H+和电子交给O2生成水并产生能量。能量计算经过糖酵解和TCA循环，一个分子的葡萄糖被彻底氧化成CO2和H2O，可产生38个ATP，（真核生物中只产生36个ATP，因为在线粒体中，3-磷酸甘油酸脱氢酶的辅基是FAD）。能量计算酵解（1分子葡萄糖2分子丙酮酸）2个FADH（或NADH）＋2ATP1分子丙酮酸1分子乙酰辅酶A1个NADH1分子乙酰辅酶A3CO2＋H2O3个NADH＋1个FADH＋1个GTP共计产生36～38个ATPT

5、CA循环特点在TCA循环中生产一系列二羧酸和三羧酸化合物，最后又生产草酰乙酸。结果是乙酰辅酶A被分解成CO2，NADH，和FADH2。乙酰辅酶A是脂肪酸合成的原料，TCA循环中的三羧酸和二羧酸也为其他生物合成提供原料，与氨基酸、嘌呤、嘧啶合成有关，因此TCA循环是糖、脂肪和蛋白质等代谢的桥梁；反应中生产大量的能量，同时分子氧不直接参与循环，但TCA循环必须在有氧条件下才能进行。三羧酸循环在微生物代谢中的枢纽地位丙酮酸代谢的多样性丙酮酸在有氧条件下通过TCA循环被彻底氧化成CO2和H2O；在无氧条件下进行发酵作用

6、。发酵有酒精发酵和乳酸发酵，其中乳酸发酵又分为同型乳酸发酵和异型乳酸发酵酒精发酵丙酮酸在无氧条件下生成乙醇的过程。酵母菌发酵反应式：C6H12O6＋ADP＋Pi2CH3CH2OH+2CO2+2ATP乳酸发酵乳酸细菌利用葡萄糖在无氧条件下产生乳酸的过程。同型乳酸发酵：葡萄糖经EM途径降解为丙酮酸，丙酮酸在乳酸脱氢酶作用下被NADH+H+还原为乳酸，如乳杆菌属、链球菌属的多数细菌。异型乳酸发酵：该过程中有磷酸酮糖裂解，并且有乙醇和CO2生成。乳酸发酵反应式同型乳酸发酵：C6H12O6＋2ADP＋2Pi2CH3CHO

7、HCOOH+2ATP异型乳酸发酵：C6H12O6＋ADP＋PiCH3CHOHCOOH＋CH3CH2OH＋CO2+ATP异型乳酸发酵过程A.两岐双岐杆菌;B.明串珠菌同型乳酸发酵与异型乳酸发酵的比较类型途径产物产能/1葡萄糖菌种代表属同型EMP2乳酸2ATPlatobacillusdelbriickii(德氏乳杆菌）Streptococcusfaecalis(粪链球菌）异型HMP1乳酸1ATPLeuconostocmesenteroides(肠膜明串珠菌）1乙醇1CO21乳酸2ATPlatobacillusbre

8、vis(短乳杆菌）1乙酸1CO2微生物的合成代谢是指从简单的小分子物质合成复杂的大分子物质的过程。合成代谢必须具备三要素：小分子前体物质、能量和还原力。合成代谢与分解代谢的区别酶系不同；分解代谢是产能反应，合成代谢是放能反应；在真核生物中合成代谢和分解代谢发生在不同的细胞区域内；而在原核生物细胞中没有分区，分解代谢和合成代谢主要是由不同的酶系完成的。无机养分的同化——CO2的同化自养微