微生物的新陈代谢课件.ppt

《微生物的新陈代谢课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第六章微生物的新陈代谢——细胞的生物化学第一节：基本代谢（上）——物质与能量在细胞内的基本转化本节教学目标掌握几种主要糖氧化脱氢途径的反应阶段、主要产物特点和生理意义。生物氧化的概念、方式、功能、过程和类型。了解关于新陈代谢以上几条生化反应途径的细节。WD途径。新陈代谢：发生在活细胞中的各种分解代谢（catabolism）和合成代谢（anabolism）的总和。新陈代谢=分解代谢+合成代谢分解代谢：指复杂的有机物分子通过分解代谢酶系的催化，产生简单分子、腺苷三磷酸（ATP）形式的能量和还原力[H]的作用。合成代

2、谢：指在合成代谢酶系的催化下，由简单小分子、ATP形式的能量和还原力[H]一起合成复杂的大分子的过程。复杂分子（有机物）简单分子＋ATP＋[H]分解代谢酶系统合成代谢酶系统分解代谢与合成代谢的关系。对于二者关系的理解：此过程并不可逆，因有能量损失。简单分子是相对而言，其最终形式是CO2和H2O。整个生物代谢过程一般以ATP作为通用能量载体，以NAD(P)H或FMN/FAD作为还原力[H]载体。二者在细胞内的转化关系见下图：分解代谢与合成代谢的关系由于任何生命活动都需要能量，所以能量代谢无无疑是新陈代谢中的核心问

3、题。中心任务：把外界环境中的各种初级能源转换成对一切生命活动都能使用的通用能源——ATP。有机物最初能源日光通用能源还原态无机物化能自养菌化能异养菌光能营养菌微生物氧化的形式生物氧化及其作用：细胞内代谢物通过氧化作用释放能量的一系列化学反应的总称。生物氧化过程中产生大量能量，分段释放，并以高能键形式贮藏在ATP分子内，供需时使用。生物氧化与燃烧截然不同。生物氧化的方式：①和氧的直接化合：有氧呼吸最后一步②失去电子：Fe2+→Fe3++e-③化合物脱氢或氢的传递:CH3-CH2-OHCH3-CHONADNADH2

4、生物氧化的功能：产能(ATP)产还原力[H]产小分子中间代谢物生物氧化的过程一般包括三个环节：①底物脱氢（或脱电子）作用（该底物称作电子供体或供氢体）②氢（或电子）的传递（需中间传递体，如NAD、FAD等）③最后氢受体接受氢（或电子）（最终电子受体或最终氢受体）生物氧化的类型1、呼吸2、无氧呼吸3、发酵生物氧化过程见下图：下面以葡萄糖作为生物氧化的典型底物，讲述其在微生物细胞中的主要4条脱氢途径。生物氧化过程一、EMP途径——糖类分解的主流代谢EMP途径(Embdem-Meyerhof-Parnaspathwa

5、y)又称糖酵解途径(Glycolysis)或己糖二磷酸途径。在EMP途径中,1分子葡萄糖经过10步反应产生2分子丙酮酸、2分子ATP和2分子NADH（H+）3种产物。总反应可划分为耗能和产能两个阶段。EMP途径的反应过程及中间产物葡萄糖葡萄糖-6-磷酸果糖-6-磷酸1，3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸磷酸二羟丙酮甘油醛-3-磷酸ATPADPATPADPADPATPADPATPNAD+NADH+H+aa:预备性反应bb:氧化还原反应果糖-1，6-二磷酸活化移位去磷酸裂解氧化磷酸化

6、再去磷酸EMP途径的反应细节。注意磷酸基团的转移和碳原子数目的变化以及反应的4个阶段。EMP途径的生理意义产能效率虽低，但仍可供应一定的能量(ATP)和还原力(NADH)。是连接其他几个重要代谢途径的桥梁。为生物合成提供多种中间代谢产物。通过逆向反应进行多糖合成。与很多发酵过程密切相关。二、HMP途径——碳骨架多样化的源泉HMP途径(HexosMonophosphatepathway)又称己糖单磷酸途径、戊糖磷酸途径、磷酸葡萄糖酸途径等。在HMP途径中,葡萄糖不经过EMP途径和TCA循环而得到彻底氧化并产生大量

7、还原力(NADPH)和多种重要中间代谢产物。总反应可划分为氧化、异构和碳骨架重排三个阶段。HMP途径降解葡萄糖的三个阶段HMP是一条葡萄糖不经EMP途径和TCA循环途径而得到彻底氧化，并能产生大量NADPH+H+形式的还原力和多种中间代谢产物的代谢途径1.葡萄糖经过几步氧化反应产生核酮糖-5-磷酸和CO22.核酮糖-5-磷酸发生同分异构化或表异构化而分别产生核糖-5-磷酸和木酮糖-5-磷酸3.上述各种戊糖磷酸在无氧参与的情况下发生碳架重排，产生己糖磷酸和丙糖磷酸碳骨架的重排反应涉及6分子葡萄糖HMP降解，见下图

8、第一步第二步第三步HMP的细节，示碳骨架的重排反应6C66C55C66CO212NADPH+H+36ATP35ATPATP经呼吸链碳骨架重排HMP途径的总流程HMP途径的重要意义为核苷酸和核酸及某些辅酶的生物合成提供戊糖-磷酸。产生大量NADPH2，一方面为脂肪酸、固醇等物质的合成提供还原力，另方面可通过呼吸链产生大量的能量。与EMP途径在果糖-1，6-二磷酸和甘油醛-3-磷酸处连接，