微生物的代謝metabolismof

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1、ChapterⅤ微生物的代謝MetabolismofMicroorganismsMetabolismCatabolismAnabolismEnergy–yieldingnutrientsCarbohydratesFatsProteinsCatabolismEnergy–poorendproductsCO2,H2O,NH3CellmacromoleculesProteins,Polysaccharides,Lipids,NucleicacidsPrecursormoleculesAminoacids,Sugars,Fattyacids,NitrogenousbasesAnabolismATPR

2、elationshipbetweenEnergyandMetabolismEnergyclassesofbacteria-lightenergysourceorchemicalenergysourceHighenergycompounds-batteryforcellsPEP乙酰磷酸鹽一、微生物的產(chǎn)能代謝生物氧化物質(zhì)在生物體內(nèi)經(jīng)過一系列氧化還原反應(yīng)逐步釋放能量的過程物質(zhì)ATP合成代謝生物運(yùn)動(dòng),發(fā)光產(chǎn)熱主動(dòng)運(yùn)輸1)異養(yǎng)微生物的生物氧化發(fā)酵作用(fermentation)呼吸作用(respiration)有氧呼吸無氧呼吸A發(fā)酵作用(fermentation)微生物細(xì)胞將有機(jī)物氧化釋放的電子直接交

3、給底物本身未完全氧化的某種中間產(chǎn)物,同時(shí)釋放能量并產(chǎn)生各種不同的代謝產(chǎn)物發(fā)酵作用不需要外界提供電子供體糖的發(fā)酵,有機(jī)酸的發(fā)酵,氨基酸的發(fā)酵EMPpathwayHMPpathwayEDHK(PK)糖酵解(Glycolysis)EMPpathwayEmbden–MeyerhofpathwayHMPpathwayHexosemonophosphatepathwayPentosephosphatepathway(PPP)EDpathwayEntner-Doudoroffpathway葡萄糖葡萄糖-6-磷酸葡萄糖酸-6-磷酸2-酮-3-脫氫-葡萄糖酸-6-磷酸甘油醛-3-磷酸丙酮酸ATPADPNADP

4、+NADPHH2OH2OEDpathwayPseudomonassaccharophilaHexokinaseGlucose-6-phosphatedehydrogenase6-phosphogluconatedehydrogenaseKDPGaldolase磷酸解酮酶途徑PKpathwayPKHKpathwayGG-6-PF-6-PAcetylphosphateEthanolErythrose-4-PHKPyruvateAcetaldehydeEthanol(乙醇)Lactate(乳酸)NADHCO22,3-Butanediol丁二醇Butyrate丁酸Isopropanol(異丙醇)Pr

5、opionate(丙酸)Butanol(丁醇)酵母的三種發(fā)酵類型Ⅰ型發(fā)酵丙酮酸乙醛乙醇Ⅱ型發(fā)酵丙酮酸乙醛甘油Ⅲ型發(fā)酵丙酮酸乙醛乙酸乙醇甘油乳酸的三種發(fā)酵方式同型發(fā)酵乳酸異型發(fā)酵乳酸+乙醇(乙酸)雙歧發(fā)酵乙酰磷酸+丁糖-4-磷酸乙酰磷酸+甘油醛-3-磷酸同型發(fā)酵雙歧發(fā)酵Erythrose-4-PAcetylphosphateEthanolHKGG-6-PF-6-PAcetylphosphateGlyceradehyde-3-PPK異型發(fā)酵B呼吸作用微生物在降解底物過程中,將釋放出的電子交給NAD(P)+、FAD或FMN等電子載體,再經(jīng)過電子傳遞系統(tǒng)傳給外源電子受體,從而生成水或者其他還原性產(chǎn)物

6、并釋放能量的過程。有氧呼吸O2為最終電子受體無氧呼吸氧化型化合物為最終電子受體無氧呼吸與發(fā)酵作用?有氧呼吸aerobicRespiration以O(shè)2作為最終電子受體無氧呼吸AnaerobicRespiration以氧化型化合物作為最終電子受體又稱厭氧呼吸2)自養(yǎng)微生物的生物氧化光能自養(yǎng)微生物化能自養(yǎng)微生物光能自養(yǎng)微生物產(chǎn)氧光能自養(yǎng)微生物藍(lán)藻(藍(lán)細(xì)菌)不產(chǎn)氧光能自養(yǎng)微生物紫細(xì)菌綠細(xì)菌化能自養(yǎng)微生物硝化細(xì)菌和亞硝化細(xì)菌NH3NO2-NO3-eO2ATP氨的氧化硫桿菌(Thiobacillus),硫球菌(Thiosphaera)S2-SSO32-SO42-eO2ATP硫的氧化AcidMineDra

7、inageThiobacillusferrooxidans氫氧化細(xì)菌H22H++2e氧化亞鐵硫桿菌Fe2+Fe3++e能量轉(zhuǎn)換底物水平磷酸化氧化磷酸化光合磷酸化ATP三、微生物的耗能代謝TheUseofEnergyinBiosynthesis微生物利用生物能合成細(xì)胞物質(zhì)及其他耗能代謝的過程●細(xì)胞物質(zhì)的合成●其他生理過程1.細(xì)胞物質(zhì)的合成A.CO2的固定(fixationofCO2)途徑1:Calvincycl

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