第五章 微生物的代谢.ppt

第五章微生物的代谢
第一节代谢概论
代谢(metabolism):
细胞内发生的各种化学反应的总称
代谢
分解代谢(catabolism)
合成代谢(anabolism)
复杂分子
(有机物)
分解代谢
合成代谢
简单小分子
ATP
[H]
第二节微生物产能代谢
一切生命活动都是耗能反应,因此,能量代谢是一切生物代谢
的核心问题。
能量代谢的中心任务,是生物体如何把外界环境中的多种形式的
最初能源转换成对一切生命活动都能使用的通用能源------ATP。
这就是产能代谢。
最初
能源
有机物
还原态无机物
日光
化能异养微生物
化能自养微生物
光能营养微生物
通用能源
(ATP)
生物氧化就是发生在或细胞内的一切产能性氧化反应的总称
生物氧化与燃烧的比较
第二节微生物产能代谢
生物氧化的形式包括某物质与氧结合、脱氢或脱电子三种
生物氧化的功能为:
产能(ATP)、产还原力[H]和产小分子中间代谢物
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,这个过程就是
生物氧化,是一个产能代谢过程。(参见P98)
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
能量转换储存在高能化合物(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。
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。
二、异养微生物的生物氧化
生物氧化反应
发酵
呼吸
有氧呼吸
厌氧呼吸
1. 发酵(fermentation)
有机物氧化释放的电子直接交给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的代谢产物。
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。
(参见P98)
发酵的种类有很多,可发酵的底物有碳水化合物、有机酸、
氨基酸等,其中以微生物发酵葡萄糖最为重要。
(参见P98)
生物体内葡萄糖被降解成丙酮酸的过程称为糖酵解(glycolysis)
糖酵解是发酵的基础
主要有四种途径:
EMP途径、HMP途径、ED途径、磷酸解酮酶途径。
(1)EMP途径(Embden-Meyerhof pathway)
(参见P99)
二、异养微生物的生物氧化
微生物学与第一次世界大战
德国:
(Carl Neuberg)
丙酮酸
CO2
乙醛
NADH
NAD+
乙醇
磷酸二羟基丙酮
NADH
NAD+
磷酸甘油
甘油
3%的亚硫酸氢钠(pH7)
haromyces cerevisiae厌氧发酵
参见P101,酵母菌的一型和二型发酵
(磺化羟基乙醛)
第一次世界打战期间德国主要用这种方法生产甘油
产量:1000吨/月
目前的甘油生产方法:
使用的微生物:
Dunaliella aslina(一种嗜盐藻类)
胞内积累高浓度的甘油从而使细胞的渗透压保持平衡
生活在盐湖及海边的岩池等盐浓度很高环境