柠檬酸发酵.ppt

第五章微生物的代谢
【知识目标】
、合成代谢和能量代谢的概念。
。
,掌握糖分解代谢的四种途径。
,及其在发酵工业中的应用。
。
【技能目标】
、合成代谢和能量代谢的理论,指导生产,获得初级代谢产物和次级代谢产物。
,提高目的产物的产量。
第一节微生物的能量代谢
一、微生物的呼吸类型
有氧呼吸
无氧呼吸
发酵

根据微生物呼吸类型不同,可以将微生物分为好氧微生物、厌氧微生物和兼性厌氧微生物。
二、生物氧化链
微生物从呼吸底物脱下氢和电子向最终受氢(电子)体转移的过程中,要经过一系列的中间传递体,而这些中间传递体按一定的顺序排列成链,按顺序将氢和电子转移,最终将电子传给氢,这种“链”称为呼吸链,也称为生物氧化链。
它主要由脱氢酶、辅酶Q(CoQ)、细胞色素组成。
真核生物的呼吸链在线粒体内膜上,原核生物的呼吸链在细胞质膜上。
它的主要功能就是传递氢和电子,同时将电子传递过程中释放的能量合成ATP。
三、 ATP的产生
ATP是生物体内能量的主要传递者。
当微生物获得能量后,都是先将它们转换成ATP。当需要能量时,ATP分子上的高能键水解,重新释放出能量。ATP是一高能磷酸化合物,ADP与Pi合成ATP的过程叫做磷酸化。
微生物体内ATP合成的方式有三种:
(一)底物水平磷酸化:底物分子中的能量直接以高能键形式转移给ADP生成ATP。
(二)氧化磷酸化:底物脱氢或失电子的过程与磷酸化这两个过程紧密地偶联在一起,氧化释放的能量用于ATP合成。
(三)光合磷酸化:在光照条件下,叶绿体将ADP和无机磷(Pi)结合形成ATP的过程。
第二节微生物的分解代谢
糖、蛋白质、脂类等营养物质被微生物利用之前,通常都需要被分解成小分子的物质。营养物质不同,分解的方式也不一样。
一、微生物糖代谢的途径
糖类是异养微生物的主要碳素来源和能量来源,包括各种多糖、双糖和单糖。多糖必须在细胞外由相应的胞外酶水解,才能被吸收利用;双糖和单糖被微生物吸收后,立即进入分解途径,被降解成简单的含碳化合物,同时释放能量,供应细胞合成所需的碳源和能源。
微生物糖代谢的主要途径有:EMP途径,HMP途径ED途径PK和HK途径等四种。
(一)EMP途径
EMP途径又称糖酵解途径或二磷酸己糖途径(图5-2)。
EMP途径的特征性酶是1,6 - 二磷酸果糖醛缩酶,它催化1,6 - 二磷酸果糖裂解生成2个磷酸丙糖,其中磷酸二羟丙酮可以转为3-磷酸甘油醛。2个磷酸丙糖经磷酸烯醇式丙酮酸生成2分子丙酮酸。丙酮酸是EMP途径的关键产物,由它出发在不同微生物中可以进行多种发酵。
图5-1 EMP途径
“-1”代表消耗ATP数“+2”代表生成ATP数
(二)HMP途径
HMP途径又称磷酸戊糖途径(图5-2)。它是循环途径。
图5-2 HMP途径(TK为转羟乙醛酶,TA为转二羟丙酮基酶)
(三)ED途径
ED途径又称2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡糖酸裂解途径(图5-3)。