第六章 节 微生物的代谢.ppt

第六章 微生物的代谢;本章内容;第一节 代谢概论; 能量是使自然界中各种活动得以进行的一种能力，所有的物理和化学过程都是能量应用或转移的结果。 ;最初 能源;第二节 糖代谢; (3)果胶的分解 ;1）蔗糖的分解 许多微生物细胞能够分泌蔗糖水解酶：;2. 单糖的分解和产能;;;EMP途径简化流程—2个阶段、10步反应、三种产物;ED途径（KDPG途径），课本P115;;;;HMP途径的代谢特点;;有氧呼吸：底物分解产生的氢，经完整的呼吸链（RC respirarory chain，又称电子传递链ETC electron transport chain）递氢，最终由分子氧接受氢并产生水和释放能量（ATP）的过程。 ;1) 有氧呼吸（aerobic respiration);A. 电子传递链：;原核生物呼吸链的特点:;B. 氧化磷酸化作用的化学渗透假说;电子从NAD+进入呼吸链传递至O2 时，只有3处释放出足够的能量能与ADP磷酸化相偶联，产生3分子ATP； NAD呼吸链的P/O =3 ； 电子从FAD+进入呼吸链传递至O2时，只有2处释放出足够的能量能与ADP磷酸化相偶联，产生2分子ATP，FAD呼吸链的P/O=2；;由于葡萄糖在有氧呼吸中产生的能量要高于发酵中产生的能量，即微生物在有氧呼吸过程中,利用较少的糖而能获得厌氧条件下相同量的ATP。;2） 无氧呼吸（anaerobic respiration）;A. 硝酸盐呼吸; 能进行硝酸盐呼吸的细菌被称为硝酸盐还原细菌（又称反硝化细菌） ，主要生活在土壤和水环境中，如地衣芽孢杆菌、铜绿假单胞菌、依氏螺菌、脱氮副球菌、脱氮硫杆菌和生丝微菌属中的一些成员等。 大肠杆菌也是一种反硝化细菌，但它只能将NO3-还原成NO2- 。; 能进行硝酸盐呼吸的都是一些兼性厌氧微生物即反硝化细菌，专性厌氧微生物无法进行硝酸盐呼吸。但只有在无氧条件下，才能诱导出反硝化作用所需要的硝酸盐还原酶A和亚硝酸还原酶。有氧时其细胞膜上的硝酸盐还原酶合成被阻，细胞进行有氧呼吸。;反硝化作用的生态学作用：;B. 硫酸盐呼吸;C. 硫呼吸; 某些兼性厌氧细菌可将延胡索酸还原成琥珀酸，即以延胡索酸为最终电子受体，而琥珀酸是还原产物。; 在无氧条件下，某些微生物在没有氧、氮或硫作呼吸作用 的最终电子受体时，可以磷酸盐代替，其结果是生成磷化氢（PH3），一种易燃气体。当有机物腐败变质时，经常会发生 这种情况。 若埋葬尸体的坟墓封口不严时，这种气体就很易逸出。农村 的墓地通常位于山坡上，埋葬着大量尸体。在夜晚，气体燃烧 会发出绿幽幽的光。长期以来人们无法正确地解释这种现象， 将其称之为“鬼火”。; 厌氧呼吸的产能较有氧呼吸少，但比发酵多，它使微生物在没有氧的情况下仍然可以通过电子传递和氧化磷酸化来产生ATP，因此对很多微生物是非常重要的。 除氧以外的多种物质可被各种微生物用作最终电子受体，充分体现了微生物代谢类型的多样性。; 狭义的“发酵”: 指在能量代谢或生物氧化中，在无氧条件下，底物（有机物）氧化释放的氢（或电子）不经呼吸链传递，而直接交给某种未完全氧化的中间产物的一类低效产能过程。;发酵作用的两个共同点;3-P-甘油醛;A. 乳酸发酵;由于菌体内酶系不同，乳酸菌的代谢途径分三种类型：;;（磷酸解酮酶）;B. 乙醇发酵;同型乙醇发酵（homoalcholic fermentation） ;优点： 代谢速率高，产物转化率高，菌体生成少，代谢副产物少，发酵温度高。 缺点： 对乙醇耐受力低（7%，酵母8%~10%）；pH较高（ 细菌约pH5，酵母菌为pH3），易染菌。;细菌进行的异型酒精发酵特点;根据在不同条件下代谢产物的不同， 可将酵母菌利用葡萄糖进行的发酵分为三种类型：;微生物学与第一次世界大战;D. 混合酸发酵 甲基红反应(M.R）阳性 葡萄糖 EMP PEP羧化酶 苹果酸脱氢酶 PEP 草酰乙酸 琥珀酸