微生物的新陳代謝1

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1、代謝是細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的全部生化反應(yīng)的總稱,主要是由____和____兩個過程組成。微生物的分解代謝是指____在細(xì)胞內(nèi)降解成____,并____能量的過程;合成代謝是指利用____在細(xì)胞內(nèi)合成____,并____能量的過程。微生物的4種糖酵解途徑中,____是存在于大多數(shù)生物體內(nèi)的一條主流代謝途徑;____是存在于某些缺乏完整EMP途徑的微生物中的一種替代途徑,為微生物所特有;____是產(chǎn)生4碳、5碳等中間產(chǎn)物,為生物合成提供多種前體物質(zhì)的途徑。產(chǎn)能代謝中,微生物通過____磷酸化和____磷酸化將某種物質(zhì)氧化而釋放的能量

2、儲存在ATP等高能分子中;____磷酸化既存在于發(fā)酵過程中,也存在于呼吸作用過程中。呼吸作用與發(fā)酵作用的根本區(qū)別是呼吸作用中電子載體不是將電子直接傳遞給底物降解的中間產(chǎn)物,而是交給____系統(tǒng),逐步釋放出能量后再交給____。無氧呼吸的最終電子受體不是氧,而是外源電子受體,像NO3-、NO2-、SO4-、CO2等無機(jī)化合物,或____等有機(jī)化合物。乳酸發(fā)酵一般要在_________條件下進(jìn)行,它可分為__________和_________乳酸發(fā)酵。思考題1.什么是新陳代謝?分解代謝?合成代謝?2.四種糖酵解途徑的終產(chǎn)

3、物及各自特點(diǎn)?3.什么是同型乳酸發(fā)酵、異型乳酸發(fā)酵?它們的異同?4.什么叫stickland反應(yīng)?1、底物水平磷酸化物質(zhì)在生物氧化過程中,常生成一些含有高能鍵化合物,將其高能磷酸根交給ADP而生成ATP的過程。2、氧化磷酸化物質(zhì)在生物氧化過程中形成的NADH和FADH通過位于線粒體和細(xì)菌膜上的電子傳遞系統(tǒng)將電子傳遞給氧或其他氧化性物質(zhì),在這個過程中偶連ATP的生成。3、光合磷酸化在光能的驅(qū)動下通過電子的傳遞產(chǎn)生ATP的磷酸化反應(yīng)。能量轉(zhuǎn)化的形式——ATP形成的方式二、自養(yǎng)微生物的生物氧化(產(chǎn)ATP和產(chǎn)還原力)營養(yǎng)類型能

4、源氫供體基本碳源實(shí)例光能無機(jī)營養(yǎng)型(光能自養(yǎng)型)光無機(jī)物CO2藍(lán)細(xì)菌,紫硫細(xì)菌,綠硫細(xì)菌,藻類光能有機(jī)營養(yǎng)型(光能異養(yǎng)型)光有機(jī)物CO2及簡單有機(jī)物紅螺菌科的細(xì)菌(即紫色無硫細(xì)菌)化能無機(jī)營養(yǎng)型(化能自養(yǎng)型)無機(jī)物無機(jī)物CO2硝化細(xì)菌,硫化細(xì)菌,鐵細(xì)菌,氫細(xì)菌,硫磺細(xì)菌等化能有機(jī)營養(yǎng)型(化能異養(yǎng)型)有機(jī)物有機(jī)物有機(jī)物絕大多數(shù)細(xì)菌和全部真核微生物四大營養(yǎng)類型——能量來源及產(chǎn)能方式(一)化能自養(yǎng)微生物的生物氧化定義:氧化無機(jī)物而獲得能量的微生物?;茏责B(yǎng)微生物必須從氧化磷酸化所獲得的能量中,花費(fèi)一大部分ATP以逆呼吸鏈傳遞

5、的方式把無機(jī)氫(H++e-)轉(zhuǎn)變成還原力[H](一)化能自養(yǎng)微生物的生物氧化化能自養(yǎng)微生物還原CO2所需要的ATP和[H]是通過氧化無機(jī)底物,例如NH+4、NO-2、H2S、S0、H2和Fe2+等而獲得的。1、產(chǎn)能方式——無機(jī)物氧化通過氧化還原態(tài)的無機(jī)底物(脫H或e-)實(shí)現(xiàn)的。借助于經(jīng)過呼吸鏈的氧化磷酸化反應(yīng)產(chǎn)ATP。化能自養(yǎng)菌一般都是好氧菌(以O(shè)2為受氫體),極少厭氧菌。2、最初能源:NH+4、NO-2、H2S、S0、H2和Fe2+等無機(jī)底物不僅可作為最初能源產(chǎn)生ATP,而且其中有些底物還可作為無機(jī)氫供體。3、還原力

6、[H]的產(chǎn)生:無機(jī)氫在充分提供ATP能量的條件下,可通過逆呼吸鏈傳遞的方式形成還原CO2的還原力[H]。化能自養(yǎng)微生物還原CO2時ATP和[H]的來源4、化能自養(yǎng)菌的呼吸鏈還原態(tài)的無機(jī)物中,H2的氧化還原電位比NAD+/NADH對稍低些,其余都明顯高于它。各種無機(jī)底物進(jìn)行氧化時,必須按其相應(yīng)的氧化還原電位的位置進(jìn)入呼吸鏈,由此化能自養(yǎng)菌呼吸鏈只具有很低的氧化磷酸化效率(P/O)。由于化能自養(yǎng)微生物產(chǎn)[H]以及固定CO2要大量耗ATP,因此它們的產(chǎn)能效率、生長速率和生長得率都很低。每消耗1mol氧原子所產(chǎn)生的ATPmol

7、數(shù)5、化能自養(yǎng)微生物能量代謝的主要特點(diǎn)①無機(jī)底物的氧化直接與呼吸鏈發(fā)生聯(lián)系,即由脫氫酶或氧化還原酶催化的無機(jī)底物脫氫或電子后,可直接進(jìn)入呼吸鏈傳遞;②呼吸鏈的組分更為多樣化,氫或電子可以從任一組分直接進(jìn)入呼吸鏈;③產(chǎn)能效率即P/O比一般要低于化能異養(yǎng)微生物。(二)光能營養(yǎng)微生物——光合磷酸化(photophosphorylation)營養(yǎng)類型能源氫供體基本碳源實(shí)例光能無機(jī)營養(yǎng)型(光能自養(yǎng)型)光無機(jī)物CO2藍(lán)細(xì)菌,紫硫細(xì)菌,綠硫細(xì)菌,藻類光能有機(jī)營養(yǎng)型(光能異養(yǎng)型)光有機(jī)物CO2及簡單有機(jī)物紅螺菌科的細(xì)菌(即紫色無硫細(xì)菌

8、)化能無機(jī)營養(yǎng)型(化能自養(yǎng)型)無機(jī)物無機(jī)物CO2硝化細(xì)菌,硫化細(xì)菌,鐵細(xì)菌,氫細(xì)菌,硫磺細(xì)菌等化能有機(jī)營養(yǎng)型(化能異養(yǎng)型)有機(jī)物有機(jī)物有機(jī)物絕大多數(shù)細(xì)菌和全部真核微生物四大營養(yǎng)類型√光能營養(yǎng)微生物的光合作用類型1、環(huán)式光合磷酸化2、非環(huán)式光合磷酸化3、嗜鹽菌紫膜的光合作用產(chǎn)能途徑:3、嗜鹽菌紫膜的光合作用只在嗜鹽菌中才有的無葉綠素

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