微生物代谢工程的基本概念省公开课一等奖全国示范课微课金奖PPT课件.pptx

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1. 微生物细胞能为其本身提供代谢能2. 细胞能量转换机构组成3. 微生物代谢中电子流和电子回路4. 生物氧化和辅酶再生5. 生化反应路径和代谢路径6. 生化反应网络和代谢网络7. 代谢网络联网问题8. 代谢流和碳架物质流9. 代谢主流
介绍 26 个基本概念：
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1. 微生物细胞能为其本身提供代谢能 微生物细胞生存方式与动物、植物等高等生物细胞不一样，微生物细胞能独立存在、自主生活。所以每个微生物细胞都含有能量转换机构，这种机构可把其它形式能量转换成能被其本身直接使用能量(如 ATP、GTP 和储存在膜上质子运动势 ΔP )，暂且把它们称为代谢能。在代谢能直接支撑下，活细胞才能维持其高度有序状态。
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 微生物细胞能量转换机构包含：需要代谢能来激活代谢路径相关酶和这些酶辅酶、原核微生物细胞质膜和真核微生物线粒体内膜，以及这些膜上电子传递链和ATP酶，还有在能量代谢和主动输送中起辅助作用相关载体系统。
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 工业发酵普遍使用化能异养型微生物靠生物氧化把化学能转化为可被微生物直接利用代谢能。微生物细胞生物氧化过程必须借助于辅酶，而且其生物氧化过程和跨膜主动输送过程伴伴随电子（或质子）流动，形成微生物代谢跨膜质子回路。【下续】
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ATP
ATP酶
呼吸链
微生物代谢跨膜质子回路示意图
电子回路示意图
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  在微生物活细胞中，参加生物氧化反应脱氢酶辅酶本身不能跨过膜，被局限在其所在细胞空间内。它们必须被再生，才能回用，以维持能量代谢。脱氢酶辅酶在细胞氧化还原反应中接收电子而被还原成还原型辅酶，还原型辅酶把电子释放给电子受体，从而实现脱氢酶辅酶再生。依据最终电子受体类型，可把生物氧化分成有氧呼吸、无氧呼吸和发酵三种类型。
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　　 　　一系列按序进行生物化学反应组成生化反应路径；若这条路径在活细胞里运行，则为代谢路径。
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