第4章 微生物的生理(续).ppt

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1、异化作用（分解代谢）同化作用（合成代谢）新陈代谢细胞物质合成（营养被转变为机体组分）产生能量需要能量营养物质分解第三节微生物的产能代谢一、微生物的生物氧化和产能微生物生物氧化的本质是氧化与还原的统一过程，是细胞内一系列产能代谢的总称。此过程有能量的产生和转移；有还原力[H]的产生以及小分子中间代谢产物的产生。1、微生物产能的方式和种类电能（电子移动产生）化学能（氧化有机物和无机物的化学反应中释放的能量）机械能（鞭毛运动、细胞质流动等运动产生的）光能（发光细菌产生的）这些能量有的被用于合成反应和生命的其他活动，有的以热量的形式散发，有的被贮存在ATP（三磷酸腺苷）中。

2、ATP含有高能磷酸键（31.4KJ），但仅是能量的暂时贮存物质，若要长期储存能量，ATP将转化成储能物，如聚β－羟基丁酸，淀粉等。2、生物能量的转移中心－ATP化能异养菌光能营养菌化能自养菌ATP日光有机物最初能源还原态无机物通用能源ATP(腺苷三磷酸)ATP的化学组成和功能7.3千卡/摩尔（1）氧化磷酸化微生物在好氧呼吸和无氧呼吸时，通过电子传递体系产生ATP的过程。递氢（电子）和受氢过程与磷酸化反应相偶联产生ATP。3、ATP的生成方式ADP+H3PO4ATPAMP+2H3PO4ATPATP生成的反应式（2）底物水平磷酸化厌氧微生物和兼性厌氧微生物在底物氧化过程

3、中，产生一种含高自由能的中间体，这一中间体将高能键交给ADP，使ADP磷酸化而生成ATP。底物水平磷酸化作用与氧化磷酸化作用的区别：底物水平磷酸化作用是指ATP的形成直接与一个中间代谢物上的磷酸基团转移相偶联。氧化磷酸化作用是指ATP的生成基于电子传递相偶联的磷酸作用。（3）光合磷酸化光引起叶绿素、菌绿素或菌紫素逐出电子，通过电子传递体系产生ATP的过程。ADP+H3PO4ATPAMP+2H3PO4ATPATP生成的反应式二、各种营养类型微生物的产能代谢（一）化能异氧型微生物的产能代谢（二）化能自氧型微生物的产能代谢（三）光能自氧型微生物的产能代谢（四）光能异氧型微

4、生物的产能代谢根据最终电子受体（受氢体）可将微生物呼吸分为：发酵、好氧呼吸、无氧呼吸三种。（一）化能异养型微生物的产能代谢AH2+B→A+BH2供氢体受氢体AH2→A+2H++2e-失去电子伴随脱氢B+2H++2e-→BH2得到电子伴随加氢或脱氧1、发酵定义：无外源电子受体的条件下，底物脱氢后所产生的还原力［H］未经呼吸链传递而直接交给某一内源性中间代谢物接受，以实现底物水平磷酸化产能的一类生物氧化反应。有少量能量释放，多数能量仍保留在产物中。发酵的种类有很多，可发酵的底物有糖类、有机酸、氨基酸等，其中以微生物发酵葡萄糖最为重要。两大步骤，三小步骤一、糖酵解：（1）

5、预备反应，不发生氧化还原反应，消耗ATP，产物是3－磷酸甘油醛。（2）氧化还原反应，产生ATP，产物为丙酮酸二、氧化还原反应，丙酮酸进一步发酵可产生乙醇和CO2乙醇发酵途径葡萄糖被分解为丙酮酸的过程称为糖酵解，主要分为四种途径：EMP、HMP、ED、磷酸解酮酶途径。葡萄糖的酵解生成乙醇糖酵解糖酵解反应式：C6H12O6+2NAD+2Pi+2ADP→2CH3COCOOH+2NADH+2H++2ATP丙酮酸还原为乙醇反应式：CH3COCOOH+NADH+H+→CH3CH2OH+CO2乙醇发酵总反应式：C6H12O6+2Pi+2ADP→2CH3CH2OH+2CO2+2AT

6、P238.3KJ能量利用率：根据代谢产物和代谢途径不同，有各种不同的发酵类型。乙醇发酵乳酸发酵混合酸发酵丙酮丁醇发酵酵母菌的一型发酵（1）氧化基质：葡萄糖（2）最终的受氢体：乙醛发酵特点C6H12O6+2ADP+2Pi2CH3CH2OH+2CO2+2ATP葡萄糖1,6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸乙醇乙醛丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2NAD+2NADH2ATP2ADP2ADP2ATP2ADP2ATP[O][H]丙酮酸脱羧酶自丙酮酸开始的各种发酵巴斯德效应（磺化羟基乙醛）酵母菌的二型发酵CO2丙酮酸乙醛NADHNAD+乙醇磷酸二羟

7、丙酮NADHNAD+磷酸甘油甘油3%的亚硫酸氢钠（pH7）酵母菌的三型发酵CH2COOHCH2CHOCH2CHOCH2CH2OHH2ONADH2NAD在碱性条件下，两分子乙醛之间发生岐化反应，即相互进行氧化还原反应，一分子乙醛被氧化成乙酸，另一分子乙醛被还原为乙醇。同型乳酸发酵C6H12O6+2ADP+2Pi2CH3CHOHCOOH+2ATP葡萄糖1,6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸乳酸丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2NAD2NADH2ATP2ADP2ADP2ATP2ADP2ATP[O][H]（1）氧化基质：葡萄糖（2）最终的