北京大學(xué)微生物微生物的新陳代謝

北京大學(xué)微生物微生物的新陳代謝第1頁/共36頁第一節(jié)微生物的能量代謝細(xì)胞內(nèi)所進(jìn)行的一切反應(yīng)統(tǒng)稱代謝物質(zhì)代謝合成物質(zhì)分解物質(zhì)產(chǎn)生能量消耗能量能量代謝第2頁/共36頁ATP產(chǎn)生的主要方式底物水平磷酸化氧化磷酸化---------電子傳遞鏈光合磷酸化有機(jī)物質(zhì)氧化磷酸化供氫------遞氫--------受氫呼吸；厭氧呼吸；發(fā)酵（受體不同）第3頁/共36頁NAD電子傳遞鏈第4頁/共36頁電子傳遞鏈的流向有嚴(yán)格的順序，傳遞體的成員不能缺少，順序也不可顛倒------------有嚴(yán)格的組織順序和定位關(guān)系根據(jù)接受代謝脫下來的氫的初始的受體不同NADH電子傳遞鏈(3個(gè)ATP)NAD+FMNH2CoQCyt(Fe2+)O2NADH2FMNCoQH2Cyt(Fe3+)H2OFADH2電子傳遞鏈(2個(gè)ATP)延胡索酸琥珀酸FADH2----------------------------------------------FAD第5頁/共36頁原核生物電子傳遞鏈有以下幾個(gè)特點(diǎn)第6頁/共36頁化學(xué)滲透假說------氧化磷酸化形成ATP機(jī)制ATP合成酶

基部（線粒體內(nèi)膜）頭部（伸向膜內(nèi)）----催化中心頸部利于ADP和Pi結(jié)合使結(jié)合的ADP和Pi形成ATP使ATP釋放

通過呼吸鏈有關(guān)酶系的作用，將底物分子上質(zhì)子從膜的內(nèi)側(cè)傳遞到膜的外側(cè)，造成膜內(nèi)外兩側(cè)質(zhì)子分布的不均勻，成為合成ATP能量的來源。通過ATP合成酶的逆反應(yīng)消除質(zhì)子動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生ATP第7頁/共36頁能夠?qū)崿F(xiàn)脫氫的物質(zhì)代謝過程EMP途徑（糖酵解）HMP途徑ED途徑TCA途徑可產(chǎn)生NADH或NADPH進(jìn)入電子傳遞鏈第8頁/共36頁糖類的降解多糖大分子--------單糖，以葡萄糖為主，微生物降解葡萄糖除為微生物提供生長(zhǎng)所需要的能量外，還為合成代謝提供小分子化合物C架和還原力NADH2和NADPH2第9頁/共36頁EMP途徑第10頁/共36頁第11頁/共36頁HMP途徑第12頁/共36頁第13頁/共36頁ED途徑缺乏完整EMP途徑的一種代替途徑，微生物特有的。特點(diǎn)：G只經(jīng)過4步反應(yīng)，形成丙酮酸第14頁/共36頁TCA循環(huán)途徑第15頁/共36頁幾種途徑的代謝產(chǎn)物第16頁/共36頁根據(jù)最終的氫受體不同好氧型生物呼吸--------o2厭氧型生物厭氧呼吸-----無機(jī)氧化物（少數(shù)有機(jī)氧化物）發(fā)酵（狹義）某一內(nèi)源性中間代謝產(chǎn)物第17頁/共36頁無氧呼吸（P112)

定義：指一類呼吸鏈末端的氫受體為外源無機(jī)氧化物。（少數(shù)為有機(jī)物）的生物氧化.硝酸鹽呼吸（同化性硝酸鹽還原作用）（異化性硝酸鹽還原作用）硫酸鹽呼吸硫呼吸鐵呼吸碳酸鹽呼吸延胡索酸呼吸第18頁/共36頁第19頁/共36頁發(fā)酵產(chǎn)能

不需要分子態(tài)的氧氣作為電子受體的氧化作用1.產(chǎn)能方式：底物水平的磷酸化2.電子受體：底物形成的中間產(chǎn)物又作為受氫體接受氫形成新產(chǎn)物，不需要氧氣參加.3.底物去向：底物氧化不徹底，只釋放部分能量第20頁/共36頁發(fā)酵產(chǎn)能的幾種方式由EMP途徑中丙酮酸出發(fā)的發(fā)酵通過HMP途徑的發(fā)酵（p116-表5-3）通過ED途徑的發(fā)酵（p105）由氨基酸的發(fā)酵產(chǎn)能（p118-圖5-17）第21頁/共36頁乙醇發(fā)酵第22頁/共36頁乳酸發(fā)酵第23頁/共36頁返回第24頁/共36頁二.細(xì)菌的代謝產(chǎn)物（一）分解代謝產(chǎn)物和細(xì)菌的生化反應(yīng)VP試驗(yàn)甲基紅試驗(yàn)吲哚試驗(yàn)第25頁/共36頁VP試驗(yàn)陰性陽性大腸桿菌：—產(chǎn)氣桿菌：+第26頁/共36頁甲基紅試驗(yàn)陽性陰性對(duì)照大腸桿菌：+產(chǎn)氣桿菌：—第27頁/共36頁陽性吲哚試驗(yàn)大腸桿菌：+產(chǎn)氣桿菌：—第28頁/共36頁光合磷酸化產(chǎn)能第29頁/共36頁循環(huán)光合磷酸化的特點(diǎn)1.菌綠素有兩種狀態(tài)2.產(chǎn)能ATP與產(chǎn)還原力分別進(jìn)行3.還原力來自于無機(jī)氫供體4.不產(chǎn)氧1.產(chǎn)生一個(gè)ATP2.在供應(yīng)條件下，使外源的供氫體逆電子流產(chǎn)還原力氫第30頁/共36頁依賴葉綠素的光合作用第31頁/共36頁非循環(huán)光合磷酸化特點(diǎn)：電子途徑屬于非循環(huán)式的在有氧的條件下進(jìn)行有兩個(gè)光合系統(tǒng)PsⅠ和PsⅡ反應(yīng)產(chǎn)生能量（PsⅡ)還原力產(chǎn)自（PsⅠ）和O25.還原力的[H]來自于H2O分子的光解產(chǎn)物H+和電子第32頁/共36頁依賴細(xì)菌視紫紅質(zhì)的光合作用第33頁/