第五章+微生物的酶与代谢ppt课件.ppt

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1、第五章微生物的酶与代谢生物小分子合成生物大分子合成代谢（同化）耗能新陈代谢能量代谢物质代谢产能分解代谢（异化）生物大分子分解为生物小分子合成代谢––––生物体从体内或体外环境中取得原料，合成各种细胞结构物质或具有各种生理功能的物质的过程（同化过程）分解代谢––––生物结构体内所有的分解作用，包括各种营养物质或细胞结构物质降解成简单的产物的过程（异化过程)新陈代谢（Metabolism）泛指生物与周围环境进行物质交换和能量交换的过程（1）在温和条件下进行(由酶催化)（2）反应步骤繁多，但相互配合、有条不紊、彼此协调，且逐步进行，表征了新陈

2、代谢具有严格的顺序性（3）对内外环境具有高度的调节功能和适应功能。新陈代谢的特点主要内容微生物的酶微生物的能量代谢微生物的分解代谢第一节微生物的酶酶是由活细胞产生的具有催化作用的生物大分子酶的特性1、绝大多数酶具有蛋白质的一切性质如：aa结合成的大分子；两性电离细胞内呈水溶性溶胶强酸、强碱、高热、高盐等理化因素作用下失去生理活性2、酶的催化作用具有高度的专一性绝对专一性、相对专一性、立体异构专一性3、酶的催化效率高，作用条件温和。机理：降低活化能的方式进行（1）催化速度比无机催化剂高1000万－10万亿倍（2）作用条件为常温常压，pH近

3、乎中性。酶的催化性又称酶的活性或活力。酶的活性与酶的浓度，底物浓度，反应的温度，pH值以及化合物、无机离子浓度等有关酶的结构与功能作用方式分为6种：水解酶、氧化还原酶、转移酶、异构酶、裂解酶、合成酶根据酶在细胞内的位置分：胞外酶（水解酶）、胞内酶（还原酶、转移酶、裂解酶、异构酶、合成酶等）和细胞间质酶（渗透酶等细胞膜与细胞质中间）酶产生规律：固有酶（成分酶）和适应酶（诱导酶）酶在结构上可分为单成分酶和双成分酶单成分酶：只具有酶蛋白的酶，这类酶本身具有催化特性，酶的活性中心是由酶上少数几个化学基团构成双成分酶酶蛋白＋活性基（辅酶或金属离子

4、）作用：酶蛋白（具有活性中心，决定结合的专一性）活性基（起着决定催化反应性质的作用，在催化反应中担负着传递电子、原子或化学基团的作用）酶在微生物细胞中的分布微生物细胞的构造虽然简单，但却是一个完整的整体，各种酶在细胞中有严格的分布，从而在空间和时间上保证了微生物的代谢具有严格的顺序性和规律性细胞膜：参与营养物质运输的酶（渗透酶）细胞质：分解糖及有机物质的酶与合成酶呼吸酶类：原核生物（细胞内膜）、真核生物（线粒体）核糖体：蛋白质合成酶第二节微生物的能量代谢能量代谢––––微生物体内的能量转变过程热力学第二定律能量守恒微生物的能量代谢是通过

5、生物氧化反应来实现的生物氧化–––微生物在细胞内酶作用下把营养物质氧化的过程有机物（化能异养菌）最初能源日光（光能营养菌）通用能源无机物（化能自养菌）生物氧化的特点：（1）系列酶在温和的条件下按次序催化；（2）氧化反应能量释放分段进行（3）放出能量一部分的化学能的形式储存在能量载体内生物氧化作用的实质是物质代谢中脱下的氢离子（电子）转移给受氢体根据最终电子（氢）受体的不同，可把微生物的生物氧化作用分为三类：有氧呼吸作用、无氧呼吸作用、发酵作用一、微生物生物氧化的产能模式有氧呼吸作用无氧呼吸作用发酵作用有氧呼吸作用以分子氧作为最终电子（氢

6、）受体的生物氧化作用，称为有氧呼吸方式：呼吸底物逐步彻底氧化：C6H12O6－→CO2+H2O+ATP适用的微生物：好氧微生物，兼性厌氧微生物以分子氧为最终受体的生物氧化C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O有氧呼吸（aerobicrespiration）发酵面食的制作就即利用了微生物的有氧呼吸除糖酵解过程外，还包括三羧酸循环和电子传递链两部分反应无氧呼吸作用以无机氧化物替代分子氧作为最终电子受体的生物氧化作用称为无氧呼吸适用范围：某些厌氧微生物和兼性厌氧的微生物特点：基质氧化彻底，释放能量少发酵作用以有机物作为最终电子受体的呼吸作

7、用称为发酵Note：次序，低于1、2，若有外源电子受体（02，无机氧化物）时，不发生发酵作用特点：基质不能彻底氧化，产生能量极少，有中间产物积累适用微生物：各种微生物发酵作用––––无氧工业上的发酵––––利用微生物的转化作用来从底物生成代谢物，可在有氧或无氧的条件下进行发酵作用是工业上发酵的一种形式二、ATP的生成ATP和酰基辅酶A可做为微生物体内吸能和放能反应的偶联者能量多余––––→储存能量不足––––→释放1、概念（1）光合磷酸化：仅适于光合生物能量来自光能，以光能生成ATP的过程（2）氧化磷酸化：适于所有生物能量来自化学能，以

8、化合物的氧化所放出的能量生成ATP的称为氧化磷酸化2、ATP生成方式（1）底物水平磷酸化通式：X~Pi＋ADP––––ATP＋XX~Pi－ATP，1.3－二磷酸甘油酸，乙酰磷酸，2－磷酸烯醇式丙酮酸，氨甲