資源描述:
《《微生物的代謝》課件》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第六章微生物的代謝本章提要第一節(jié)代謝概論第二節(jié)微生物的產(chǎn)能代謝第三節(jié)微生物耗能代謝第四節(jié)微生物代謝的調(diào)節(jié)第五章微生物次級代謝與次級代謝產(chǎn)物第一節(jié)代謝概論新陳代謝(metabolism)1、按活細胞內(nèi)進行的化學(xué)反應(yīng)分:?分解代謝(catabolism)大分子??小分子(能量,細胞組分的前體)?合成代謝(anabolism)小分子?大分子(酶,結(jié)構(gòu)組分等)分解代謝的三個階段:▲蛋白質(zhì)氨基酸多糖單糖脂類脂肪酸▲降解成丙酮酸、乙酰輔酶A等,產(chǎn)ATP▲降解成CO2(通過三羧酸循環(huán)),產(chǎn)生ATPIIIIII分解代謝的三個階段2、按物質(zhì)轉(zhuǎn)化方式分:?物質(zhì)代謝物質(zhì)在體內(nèi)轉(zhuǎn)化的過程。?能量代謝伴隨物質(zhì)轉(zhuǎn)化
2、而發(fā)生的能量形式相互轉(zhuǎn)化。3、按代謝產(chǎn)物在機體中作用不同分:?初級代謝提供能量、前體、結(jié)構(gòu)物質(zhì)等的代謝類型;產(chǎn)物對機體有生理活性。?次級代謝在一定生長階段出現(xiàn)的代謝類型;其產(chǎn)物——抗生素、色素、激素、生物堿等。第二節(jié)微生物的產(chǎn)能代謝光能化學(xué)能光能能源有機物氧化化學(xué)能無機物氧化最初能源有機物日光還原態(tài)的無機物通用能源ATPF1-F0ATP酶(腺苷三磷酸合成酶)合成ATP機制F1-F0ATP酶:分子馬達。能量轉(zhuǎn)化的核心酶。▲膜內(nèi)側(cè)的F1和膜中的F0結(jié)構(gòu)域。▲“類車輪”結(jié)構(gòu)——由9個亞基組成。▲可以象“車輪”一樣旋轉(zhuǎn)?!D(zhuǎn)動力來自質(zhì)子跨膜運輸(膜外到膜內(nèi))?!D(zhuǎn)過程中結(jié)合ADP和Pi合成A
3、TP。F1-F0ATP酶(分子馬達)與ATP合成關(guān)系示意圖α3β3γδε膜內(nèi)膜外電子傳遞過程中能量(ATP)產(chǎn)生機制米切爾的化學(xué)滲透偶聯(lián)假說(1961,P.Mitchell)1978Nobel獎F0F1ATP膜膜內(nèi)膜外2H+ADP+PiATP+H2O建立膜內(nèi)外質(zhì)子濃度差(H+)。借助質(zhì)子勢的推動將能量蘊藏在質(zhì)子勢中。一光能(一)光合微生物的種類(二)微生物的光合磷酸化作用(三)進行光合磷酸化微生物的特點通過光合磷酸化將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能。(一)光合微生物的種類1、自養(yǎng)型:藍細菌、紅硫菌、綠硫菌等;2、異養(yǎng)或兼性:紅螺菌、嗜鹽菌等。有光、無氧時-光合磷酸化嗜鹽菌獲能途徑有氧時-氧化磷酸化(二
4、)微生物的光合磷酸化作用(photophosphorylation)生物類型方式條件色素反應(yīng)中心產(chǎn)物還原力(NADPH)中H的來源光合細菌環(huán)式無O2菌綠素類胡蘿卜素等1個不產(chǎn)氧ATP質(zhì)子泵綠色植物藻類蘭細菌非環(huán)式有O2葉綠素藻色素等2個產(chǎn)氧ATPH2O光解嗜鹽菌紫膜低O2細菌視紫紅質(zhì)紫膜不產(chǎn)氧ATP來自H2S等無機物氫供體指光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程。有3種。(三)進行光合磷酸化微生物的特點1細菌內(nèi)含光合色素2具光合單位3光合磷酸化1、細菌內(nèi)含光合色素光合生物特有,是光合作用關(guān)鍵物質(zhì)。葉綠素(chl)或細菌葉綠素(Bchl)類胡蘿卜素藻膽素嗜鹽菌具有菌視紫質(zhì)、菌綠質(zhì)。葉綠素幾種類胡蘿卜素的輔
5、助色素(AccessoryPigment)褐藻素β-胡蘿卜素藻蘭素類胡蘿卜素不直接參與光合反應(yīng)。其作用:把捕獲的光能高效傳給細菌葉綠素,進行光合磷酸化作用。做為葉綠素所催化的光氧化反應(yīng)的淬滅劑。在細胞能量代謝上起輔助作用。2、具光合單位有光合色素和電子傳遞系統(tǒng)的存在位點。光合色素分布于光合系統(tǒng)Ⅰ光合系統(tǒng)Ⅱ每個光合系統(tǒng)即是1個光合單位。如:藍細菌—類囊體紅螺菌、紅硫菌—在細胞膜內(nèi)壁形成單位膜組成的光合單位。光合細菌中,光照越強,光合單位越多。光捕獲復(fù)合體(含菌綠素、類胡蘿卜素)反應(yīng)中心復(fù)合體1個光合單位3光合磷酸化◆環(huán)式光合磷酸化◆非環(huán)式光合磷酸化◆嗜鹽菌紫膜的光合作用當(dāng)1個葉綠素(菌綠素
6、)分子吸收光量子時,葉綠素被激活,導(dǎo)致葉綠素釋放1個電子而被氧化,釋放出的電子在電子傳遞系統(tǒng)中逐步釋放能量。將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。代表微生物光合作用部位光合作用特點原核生物的紅螺菌屬、綠菌屬、紅假單胞菌屬。厭氧菌。菌綠素光反應(yīng)和暗反應(yīng)組成,只有一個光反應(yīng)系統(tǒng),不放氧。環(huán)式光合磷酸化是一種原始產(chǎn)能機制。電子循環(huán)式傳遞,形成回路。鐵氧環(huán)蛋白泛醌Cyt.bCyt.CADP+PiATPe-e-e-e-e-菌綠素+菌綠素環(huán)式光合磷酸化的光反應(yīng)hv環(huán)式光合磷酸化的暗反應(yīng)光能轉(zhuǎn)變的化學(xué)能CO2有機物ATPNADH2只有一個光合系統(tǒng)(光合單位),有光反應(yīng)和暗反應(yīng)環(huán)式光合磷酸化特點不放氧氣。不產(chǎn)還原劑NAD
7、H2,固定CO2所需NADH2來自電子傳遞非環(huán)式光合磷酸化代表微生物光合作用部位光合作用特點藍細菌葉綠素光合系統(tǒng)Ⅰ和光合系統(tǒng)Ⅱ偶聯(lián)。產(chǎn)氧氣。電子傳遞途徑不形成環(huán)式回路非環(huán)式光合磷酸化FdFpe-e-e-Cyt.be-PQ(質(zhì)體醌)e-Fe.SADP+PiATPe-葉綠素a葉綠素a+e-Ⅰ葉綠素b葉綠素b+ⅡH201/202Mn2+2H+e-ADP+PiATPCyt.CNADPH+H+非環(huán)式光合磷酸化特點兩個光合系統(tǒng),即光合單位(葉綠