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第七章微生物的代谢

（MicrobialMetabolism）内容微生物的能量（ATP的结构、ATP的生成*＃、微生物的氧化方式*、能量的利用）微生物的分解代谢（几糖*、丙酮酸*＃、多糖、蛋白质、脂肪及其他）微生物的合成代谢（无机养料同化*、前体物质及其大分子的合成、细胞壁的合成、次生代谢*）第一节微生物的能量微生物的分解代谢和合成代谢

伴随能量的生成和释放1.（自由能、自由能变、吸能反应、放能反应）2.高能化合物：无论是吸能反应还是放能反应都需要一个能携带和转移能量的化合物，在生物体内，这种化合物叫高能化合物。一.ATP的结构腺苷三磷酸：A－P～P～PATP=ADP磷酸化作用：ADP可以接受其他高能磷酸化合物转移来～P，再生成ATP，这个作用称为磷酸化作用。ATP是能量转移中心二.ATP的生成*＃通过磷酸化作用一）底物水平磷酸化（Substratelevelphosphorylation）二）氧化磷酸化（OxidativePhosphorylation）三）光合磷酸化（Photophosphorylation）一）底物水平磷酸化1.概念：在某种化合物氧化的过程中，可以生成一种含高能磷酸键的化合物，此化合物通过相应的酶作用，将高能磷酸根转移给ADP，生成ATP。2.特点：不经电子传递链，电子直接在两种化合物间转移X～P+ADP→ATP+X二）氧化磷酸化（或电子传递磷酸化）1.概念：在底物氧化过程中，脱掉的氢经呼吸链传递给氧化合生成水，并且偶联ADP磷酸化生成ATP的过程。2.特点：质子和电子向终端电子受体转移时，需经过一系列的氢和电子传递体，每个传递体都是一个氧化还原系统。传递中逐步释放能量，并生成ATP。传递体：各种辅酶和辅基真核微生物－－在线粒体内膜原核微生物－－在细胞质膜上如：真核生物和G-细菌中的泛醌（ubiquinone,UQ或CoQ）UQ?UQH(CoQ?CoQH)氧化磷酸化中电子传递与磷酸化的偶联3.电子传递磷酸化的效率：P/O每消耗一个氧原子所形成的ATP的数目真核微生物P/O＝3细菌P/O1（效率低）三）光合磷酸化1.概念：将光能转变成化学能的过程，即光合色素电子传递与高能磷酸键偶联的过程。2.特点：依靠光合色素不同生物有差别1）蓝细菌光合色素为叶绿素（chlorophyll）还原CO2所需的e-来自H2O的光解；并有O2的释放属于非环式光合磷酸化（Z链传递），有两个光反应系统（I和II），产生ATP和NADPH+H+2）光合细菌光合色素为细菌叶绿素（bacteriochlorophyll）还原CO2所需的e-来自还原态的无机S、氢或有机物；没有O2的释放属于环式光合磷酸化，产生ATP3）极端嗜盐古菌光合色素为细菌紫膜质（bacteriorhodopsin）视黄醛+蛋白质无电子传递链，视黄醛借助光能泵出H+，形成H+梯度，当H+通过H+-ATP酶返回时，合成ATP三.微生物的氧化方式根据终端电子受体的性质：一）有氧呼吸（aerobicrespiration）二）发酵作用（fermentation）三）无氧呼吸（anaerobicrespiration）一）有氧呼吸1.概念：化合物氧化脱下的氢和电子经呼吸链传递，最终交给氧，并生成水。2.特点：有氧参加氧化彻底产能量多1G+O2→CO2+H2O+688kcal见于需氧菌、兼性厌氧菌二）发酵作用1.概念：化合物氧化时脱下的氢和电子经某些辅酶和辅基的传递交给另一有机物，最终产生一种还原性产物的作用。2.特点：不需氧参加（呼吸抑制发酵，巴斯德效应）氧化不彻底产能量少1G+有机受体→CH3CH2OH+54kcal见于兼性或专性厌氧菌+还原性产物三）无氧呼吸1.概念：化合物氧化时脱下的氢和电子经一系列电子传递体，最终交给无机氧化物的作用。NO3-、NO2-、SO42-、S2O32-、CO2等2.特点：无氧参加氧化较彻底产能量少1G+NO3-→CO2+H2O+29kcal+NO2-见于专性或兼性厌氧菌四.能量的利用一）生物合成二）其他生命活动三）生物发光四）生物热第二节微生物的分解代谢一.己糖的分解一）糖酵解（glycolysis）葡萄糖降解生成丙酮酸的过程Embden-Meyerhof-Parnaspathway