微生物的代謝-(2).ppt

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時(shí)間:2020-04-11

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1、本章教學(xué)目的、要求:1、掌握發(fā)酵、呼吸作用、有氧呼吸、無(wú)氧呼吸的概念。能量轉(zhuǎn)換的方式。酶活性的調(diào)節(jié)方式。2、熟悉糖酵解的途徑。次級(jí)代謝及次級(jí)代謝產(chǎn)物的概念。3、了解自養(yǎng)微生物的生物氧化及耗能代謝的例子。光合磷酸化。新陳代謝=分解代謝+合成代謝什么是代謝?代謝(metabolism)是細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的各種化學(xué)反應(yīng)的總稱,它主要由分解代謝(catabolism)和合成代謝(anabolism)兩個(gè)過(guò)程組成。復(fù)雜有機(jī)分子簡(jiǎn)單小分子+ATP+[H]分解代謝合成代謝物質(zhì)代謝:物質(zhì)在體內(nèi)轉(zhuǎn)化的過(guò)程。能量代謝:伴隨物

2、質(zhì)轉(zhuǎn)化而發(fā)生的能量相互轉(zhuǎn)化。按物質(zhì)轉(zhuǎn)化方式分:分解代謝:指細(xì)胞將大分子物質(zhì)降解成小分子物質(zhì),并在這個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生能量。合成代謝:是指細(xì)胞利用簡(jiǎn)單的小分子物質(zhì)合成復(fù)雜大分子的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中要消耗能量。物質(zhì)代謝初級(jí)代謝:一般將微生物從外界吸收各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),通過(guò)分解代謝和合成代謝,生成維持生命活動(dòng)的物質(zhì)和能量的過(guò)程。產(chǎn)物:氨基酸、核苷酸等。次級(jí)代謝:指微生物在一定生長(zhǎng)時(shí)期,以初級(jí)代謝產(chǎn)物為前體,合成一些對(duì)微生物的生命活動(dòng)無(wú)明確功能的物質(zhì)的過(guò)程。產(chǎn)物:抗生素、色素、激素、生物堿等。按代謝產(chǎn)物在機(jī)體中作用不

3、同分:第一節(jié)、微生物的產(chǎn)能代謝第二節(jié)、耗能代謝第三節(jié)、微生物代謝的調(diào)節(jié)第四節(jié)、微生物次級(jí)代謝和次級(jí)代謝產(chǎn)物第一節(jié)、微生物產(chǎn)能代謝能量代謝的中心任務(wù),是生物體如何把外界環(huán)境中多種形式的最初能源轉(zhuǎn)換成對(duì)一切生命活動(dòng)都能使用的通用能源—ATP。這就是產(chǎn)能代謝。一切生命活動(dòng)都是耗能反應(yīng),因此,能量代謝是一切生物代謝的核心問(wèn)題。最初能源有機(jī)物日光還原態(tài)無(wú)機(jī)物化能自養(yǎng)菌光能營(yíng)養(yǎng)菌化能異養(yǎng)菌通用能源(ATP)一、異養(yǎng)生物的生物氧化電子受體不同發(fā)酵呼吸有氧呼吸無(wú)氧呼吸定義:微生物細(xì)胞將有機(jī)物氧化釋放的電子直接交給底

4、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。1.發(fā)酵(fermentation)特點(diǎn):1)通過(guò)底物水平磷酸化產(chǎn)ATP;2)葡萄糖氧化不徹底,大部分能量存在于發(fā)酵產(chǎn)物中;3)產(chǎn)能率低;4)產(chǎn)多種發(fā)酵產(chǎn)物。發(fā)酵的底物:糖類、有機(jī)酸、氨基酸等。糖酵解(glycolysis):葡萄糖被降解成丙酮酸的過(guò)程。糖酵解EMP途徑HMP途徑ED途徑PK/HK途徑(1)、EMP途徑糖酵解途徑、己糖二磷酸途徑。1C6H12O6+2NAD++2(ADP+Pi)2CH3COCOOH+2(NADH+H

5、+)+2ATP+2H2O總反應(yīng)式:兩個(gè)階段耗能階段產(chǎn)能階段3種產(chǎn)物丙酮酸2NADH+2H+2ATP10個(gè)反應(yīng)EMP葡萄糖6-磷酸-葡萄糖6-磷酸-果糖1,6-二磷酸-果糖3-磷酸-甘油醛3-磷酸-甘油酸1,3-二磷酸-甘油酸2-磷酸-甘油酸磷酸烯醇丙酮酸丙酮酸磷酸二羥丙酮ATPADPATPADPNAD+NADH+H+ADPATPADPATPEMP途徑66-磷酸-葡萄糖+12NADP++6H2O56-磷酸-葡萄糖+12(NADPH+H++6CO2+1Pi)總反應(yīng)式:(2)HMP途經(jīng)己糖—磷酸途徑、磷酸

6、葡糖酸途徑、磷酸戊糖途徑。過(guò)程:氧化階段葡萄糖------5-P-核酮糖非氧化階段5C糖互變,分子重排產(chǎn)能:1molG------35molATP產(chǎn)物:3C,4C,5C,6C,7C功能:1.提供能量2.多種C架3.提供NADPH還原劑4.5C糖用于核酸合成(3)ED途徑ED途徑的總反應(yīng)式:1C6H12O6+1(ADP+Pi+1NADP++1NAD+)2CH3COCOOH+1ATP+1(NADH+H+)+1(NADPH+H+)ED途徑是一條缺乏完整EMP途徑的微生物利用葡萄糖的一條替代途徑。ED途徑為

7、微生物特有,僅存在于少數(shù)細(xì)菌(某些假單胞菌、某些發(fā)酵單胞菌等)中。ED途徑可不依賴于EMP與HMP而單獨(dú)存在,但可與EMP途徑、HMP途徑、TCA循環(huán)相聯(lián)系。ED途徑的概況及與其他途徑的聯(lián)系ED途徑葡萄糖6-磷酸-葡萄糖6-磷酸-葡糖酸KDPGKDPG醛縮酶3-磷酸-甘油醛丙酮酸EMPEMP途徑HMP途徑(某些假單胞菌)有氧(某些發(fā)酵單胞菌)無(wú)氧ATPNADPHH2ONADH2ATP6-PG脫水酶TCA循環(huán)乙醇發(fā)酵磷酸甘油醛----乳酸+2H2O+2ATP乙酰磷酸-----乙酸赤蘚糖-4-磷酸--乳

8、酸乙酰磷酸------乙酸PKHK(4)PK/HK途徑(磷酸解酮酶途徑)C5C6異型乳酸發(fā)酵PK途徑磷酸戊糖酮解酶途徑(腸膜明串珠菌、番茄乳桿菌、甘露醇乳桿菌、短桿乳桿菌)乙酰磷酸+3-磷酸-甘油醛特征性酶木酮糖酮解酶乙醇丙酮酸乳酸1G???乳酸+乙醇+1ATP+CO2+H2OG5-磷酸-木酮糖G6-磷酸-果糖HK途徑4-磷酸-赤蘚糖+乙酰磷酸特征性酶磷酸己糖酮解酶3--磷酸甘油醛+乙酰磷酸5-磷酸-木酮糖,5-磷酸-核糖乙酸戊糖酮解酶6-磷酸-果糖乳酸乙酸1G???

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