第五章 微生物的代谢.ppt

第五章微生物的代谢
第五章微生物的代谢
微生物在生长发育和繁殖过程中,需要不断地从外界环境中摄取营养物质,在体内经过一系列的生化反应,转变成能量和构成细胞的物质,并排出不需要的产物。这一系列的生化过程称为新陈代谢。
微生物的代谢(metabolism)是指发生在微生物细胞中的分解代谢(catabolism)与合成代谢(anabolism)的总和。
分解代谢(catabolism)指细胞将大分子物质降解成小分子物质,并在这个过程中产生能量。
合成代谢(anabolism)指细胞利用小分子物质合成复杂大分子的过程,并在这个过程中消耗能量。
在代谢过程中,微生物通过分解作用产生化学能,光合微生物还可将光能转化成化学能,这些能量
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无论是分解代谢还是合成代谢,代谢途径都是由一系列连续的酶反应构成的,前一部反应的产物是后续反应的底物。
细胞能有效调节相关的酶促反应,使生命活动得以正常进行。
某些微生物在代谢过程中,除了产生其生命活动所必需的初级代谢产物和能量外,还会产生一些次级代谢产物。这些物质除有利于微生物生存,还与人类生产生活密切相关。
一、生物氧化
二、异养微生物的生物氧化
三、自养微生物的生物氧化
四、能量转换
第一节微生物的产能代谢
一、生物氧化
分解代谢实际上是物质在生物体内经过一系列连续的氧化还原反应,逐步分解并释放能量的过程,这个过程也称为生物氧化,是一个产能代谢过程。
在生物氧化过程中释放的能量可被微生物直接利用,也可通过能量转换贮存在高能化合物(如ATP)中,以便逐步被利用,还有部分能量以热的形式被释放到环境中。
不同类型微生物进行生物氧化所利用的物质是不同的,异养微生物利用有机物,自养微生物则利用无机物,通过生物氧化来进行产能代谢。
生物氧化的形式:
某物质与氧结合、脱氢和失去电子3种。
生物氧化的过程:
脱氢(或电子)、递氢(或电子)和受氢(或电子)
生物氧化的功能:
产能(ATP)、产还原力、产小分子中间代谢物
生物氧化的类型:
发酵、呼吸(有氧呼吸和无氧呼吸)
二、异养微生物的生物氧化
异养微生物氧化有机物的方式,根据氧化还原反应中电子受体的不同可分成发酵和呼吸两种类型,而呼吸又可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种方式。
(一)发酵(fermentation)
广义的“发酵”是指利用微生物生产有用代谢产物的一种生产方式;
狭义的“发酵”是指在无外源电子受体的条件下,微生物细胞将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某种中间产物,同时释放能量并产生各种不同代谢产物的过程。
在发酵条件下有机化合物只是部分地被氧化,因此,只释放出一小部分的能量。发酵过程的氧化是与有机物的还原偶联在一起的。被还原的有机物来自于初始发酵的分解代谢,即不需要外界提供电子受体。
在工业生产中常把好氧或兼性厌氧微生物在通气或厌气的条件下的产品生产过程统称为发酵。
发酵(fermentation)