第五章微生物的营养和代谢第六章微生物遗传ppt课件文档资料.ppt

“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。第五章微生物的营养和代谢第五章微生物的营养和代谢本章重点和难点：本章重点和难点： 微生物营养类型，微生物的微生物营养类型，微生物的产能方式和微生物特有的合成代产能方式和微生物特有的合成代谢（生物固氮、肽聚糖合成、次谢（生物固氮、肽聚糖合成、次生代谢产物）生代谢产物）“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。5.1 微生物的营养物质和营养类型微生物的营养物质和营养类型 细胞从外界环境中摄取化学物质，使其细胞从外界环境中摄取化学物质，使其在生长过程中获取生命活动所需的能量及其在生长过程中获取生命活动所需的能量及其结构物质的生理过程称为营养或营养作用结构物质的生理过程称为营养或营养作用 。外界环境中可为细胞提供结构组分、能量、外界环境中可为细胞提供结构组分、能量、代谢调节物质和良好生理环境的化学物质称代谢调节物质和良好生理环境的化学物质称为营养物质或养料为营养物质或养料 。 5.1.1营养物质及其功能营养物质及其功能从元素成分看，需要最多的是：从元素成分看，需要最多的是：C、H、O、N、P、K、Ga、Mg、S、Fe等等10种，且种，且C、H、O、N、S、P还是碳水化合物、脂类、还是碳水化合物、脂类、蛋白质和核酸的成分。蛋白质和核酸的成分。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。1.碳源：碳源：凡能共给微生物碳素营养的物质称凡能共给微生物碳素营养的物质称为碳源。为碳源。碳素的主要作用是组成菌体细胞物碳素的主要作用是组成菌体细胞物质和共给微生物生长发育所需的能量。质和共给微生物生长发育所需的能量。碳源分无机（碳源分无机（CO2及碳酸盐）和有及碳酸盐）和有机碳源（糖类、有机酸类、油脂及烃机碳源（糖类、有机酸类、油脂及烃类）类） 。实验室培养微生物常用的碳源主要实验室培养微生物常用的碳源主要有：葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉、甘油有：葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉、甘油和一些有机酸等。和一些有机酸等。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.氮源：氮源：能被微生物利用的含氮物质为氮源。能被微生物利用的含氮物质为氮源。氮素是构成微生物细胞基本物质蛋白氮素是构成微生物细胞基本物质蛋白质和核酸的主要成分，一般不提供能源质和核酸的主要成分，一般不提供能源（硝化细菌能利用氨作为氮源和能源）。（硝化细菌能利用氨作为氮源和能源）。氮源分无机（分子态氮、硝酸盐、铵氮源分无机（分子态氮、硝酸盐、铵盐等）和有机（尿素、氨基酸、蛋白质、盐等）和有机（尿素、氨基酸、蛋白质、蛋白胨、肉膏等）两大类。蛋白胨、肉膏等）两大类。实验室培养微生物常用的氮源主要有：实验室培养微生物常用的氮源主要有：铵盐、硝酸盐、尿素、蛋白胨和牛肉膏铵盐、硝酸盐、尿素、蛋白胨和牛肉膏等。发酵工业上常以豆饼粉、花生饼粉等。发酵工业上常以豆饼粉、花生饼粉和玉米浆等作为微生物的氮源。和玉米浆等作为微生物的氮源。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。 N2 固氮酶固氮酶 (N2)固氮微生物固氮微生物 NH4N 蛋白质蛋白质 原生营养原生营养: 凡是以葡萄糖或其他有机化合物为凡是以葡萄糖或其他有机化合物为唯一碳源和能源唯一碳源和能源, 以无机化合物为唯一氮源以无机化合物为唯一氮源,能够满足碳、氮营养需要的化能有机营养微能够满足碳、氮营养需要的化能有机营养微生物生物, 统称为原生营养型。统称为原生营养型。如果这种条件不如果这种条件不能满足营养需要能满足营养需要, 则为则为缺陷营养缺陷营养(营养缺陷型营养缺陷型): 某些微生物由于合成能力发生障碍某些微生物由于合成能力发生障碍, 所以在所以在微生物培养时要添加某种或某几种氨基酸或微生物培养时要添加某种或某几种氨基酸或碱基等有机化合物才能生长。碱基等有机化合物才能生长。 “雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。3.矿质元素矿质元素 矿质元素也是微生物生命活动所不矿质元素也是微生物生命活动所不可缺少的营养物质，可分为两大类，即可缺少的营养物质，可分为两大类，即大量元素大量元素(P、K、Mg、Ga、S、Na等等)和微量元素和微量元素(Fe、B、Cu、Zn、Mo、Co)。其主要功能是：。其主要功能是：构成微生物细构成微生物细胞的组成成分；胞的组成成分；作为酶的组成部分或作为酶的组成部分或维持酶的活性；维持酶的活性；调节细胞的渗透压、调节细胞的渗透压、氢离子浓度、氢离子浓度、Eh等；等；作为自养微生物作为自养微生物的能源的能源。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.生长因子生长因子 凡能调节微生物代谢活动的微量有机物质凡能调节微生物代谢活动的微量有机物质称为生长因子。包括维生素、氨基酸和核苷三称为生长因子。包括维生素、氨基酸和核苷三类。其作用是用来构成酶的辅基或辅酶类。其作用是用来构成酶的辅基或辅酶(是某是某些酶活性所必需的成分些酶活性所必需的成分)(表表) 各种微生物所需生长因子的种类和数量是各种微生物所需生长因子的种类和数量是不一样的，如自养微生物和一些腐生性细菌、不一样的，如自养微生物和一些腐生性细菌、霉菌，能自己合成这类物质，不需外界供给；霉菌，能自己合成这类物质，不需外界供给；而有些微生物而有些微生物(根瘤菌、乳酸杆菌等根瘤菌、乳酸杆菌等)因缺乏合因缺乏合成这类物质的能力，必须外界供给才能生长。成这类物质的能力，必须外界供给才能生长。 在实验室通常用作生长因子的物质有：酵在实验室通常用作生长因子的物质有：酵母膏、玉米浆、肝浸液、麦芽汁、牛肉膏、米母膏、玉米浆、肝浸液、麦芽汁、牛肉膏、米糠等。糠等。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。 维生素及其在代谢中的作用维生素及其在代谢中的作用 化合物化合物 代谢中的作用代谢中的作用生物素生物素泛泛 酸酸辅酶辅酶M硫胺素硫胺素(B1)维生素维生素K催化羧化反应的酶的辅酶催化羧化反应的酶的辅酶辅酶辅酶A的前体的前体甲烷形成中的辅酶甲烷形成中的辅酶硫胺素焦磷酸脱羧酶、转醛醇酶和硫胺素焦磷酸脱羧酶、转醛醇酶和转酮醇酶的辅转酮醇酶的辅甲基醌类的前体，起电子载体作用甲基醌类的前体，起电子载体作用(如延胡索酸还原酶如延胡索酸还原酶)“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。微生物对生长素的需要分三类微生物对生长素的需要分三类情况情况: :自养微生物不需外源自养微生物不需外源供应供应; ; 需部分供给或部分供需部分供给或部分供给生长素的前体才能生长给生长素的前体才能生长; ; 要供给多种生长因素才能生要供给多种生长因素才能生长长( (常需要供给植物汁液、动常需要供给植物汁液、动物煮汁才能生长物煮汁才能生长) )。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。5.水水作用：作用： 是细胞的主要组成成分；是细胞的主要组成成分； 直接参加各种代谢反应直接参加各种代谢反应; 是细胞吸收营养物质和排泄废物是细胞吸收营养物质和排泄废物的介质；的介质； 可调节菌体内的温度可调节菌体内的温度(水比热大有水比热大有利吸热利吸热,散热散热) ； 水维持细胞膨压；水维持细胞膨压； 可供给菌体营养。可供给菌体营养。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。5.1.2微生物的营养类型微生物的营养类型 根据微生物所需要的能源和碳源的不根据微生物所需要的能源和碳源的不同，可将微生物的营养类型分为四大类：同，可将微生物的营养类型分为四大类： 营营 养养 类类 型型光能无机光能无机 营养型营养型光能有机光能有机营养型营养型化能无机化能无机营养型营养型化能有机化能有机营养型营养型 能能 源源主要碳源主要碳源氢或电子氢或电子 供体供体光能光能CO2水或还原水或还原态无机物态无机物光能光能CO2有机物有机物化学能化学能CO2还原态无还原态无机物机物化学能化学能有机有机 物物有机物有机物“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。1.光能无机营养型光能无机营养型(或称光能自养型或称光能自养型) 这类微生物是利用光作为生活所需要的能这类微生物是利用光作为生活所需要的能源，以源，以CO2作为唯一或主要碳源，以无机物作作为唯一或主要碳源，以无机物作为供氢体来还原为供氢体来还原CO2合成细胞合成细胞 的有机物质。如的有机物质。如藻类和少数细菌藻类和少数细菌(红硫细菌、绿硫细菌红硫细菌、绿硫细菌)，它们，它们都含光和色素都含光和色素(叶绿素或细菌叶绿素、类胡萝叶绿素或细菌叶绿素、类胡萝卜素和藻胆素卜素和藻胆素)，可以在完全无机的环境中生，可以在完全无机的环境中生长，所以称光能无机营养型。长，所以称光能无机营养型。 但应注意，三大色素中，叶绿素或细菌叶但应注意，三大色素中，叶绿素或细菌叶绿素是主要的光合色素，而类胡萝卜素和藻胆绿素是主要的光合色素，而类胡萝卜素和藻胆素因不能单独进行光合作用而称为辅助色素，素因不能单独进行光合作用而称为辅助色素，其主要功能是捕获光能转移到光反应中心，并其主要功能是捕获光能转移到光反应中心，并保护膜系统免遭光氧化的破坏。保护膜系统免遭光氧化的破坏。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。 光光 能能 CO2 + H2O - CH2O + O2 叶绿素叶绿素 光光 能能 CO2 + 2 H2S - CH2O + 2S + H2O 细胞叶绿素细胞叶绿素 光光 能能 CO2 + 2 H2A - CH2O + H2O + 2A 光合色素光合色素“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.光能有机营养型光能有机营养型(光能异养型光能异养型) 这类微生物利用光作为能源，利用简单有机这类微生物利用光作为能源，利用简单有机物作为供氢体以还原物作为供氢体以还原CO2合成细胞有机物质。如合成细胞有机物质。如红螺细菌：红螺细菌： CH3 光光 能能 CHOH+CO2- 2CH3COCH3+CH2O+H2O CH3 光合色素光合色素 (异丙醇异丙醇) (丙酮丙酮)“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。3.化能无机营养型化能无机营养型(化能自养型化能自养型) 能从无机物氧化过程中获得能量，并以能从无机物氧化过程中获得能量，并以CO2作为唯一或主要碳源进行生长的微生物。作为唯一或主要碳源进行生长的微生物。如铁细菌、亚消化细菌、消化细菌和硫细菌如铁细菌、亚消化细菌、消化细菌和硫细菌。 Fe+2 Fe+3 + e +能量能量 2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量能量 2HNO2 + O2 2HNO3 +能量能量 2S + 3O2 + H2O 2H2SO4 +能量能量 能能 量量 CO2 + 4H CH2O + H2O“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.化能有机营养型化能有机营养型(化能异养型化能异养型) 这是一类以有机物为能源和这是一类以有机物为能源和碳源的微生物，包含的种类最碳源的微生物，包含的种类最多。就已知的微生物中绝大多多。就已知的微生物中绝大多数细菌、全部真菌、原生动物数细菌、全部真菌、原生动物及病毒都属于这一营养类型。及病毒都属于这一营养类型。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。5.1.3 培养基培养基培养基：培养基： 按照微生物生长繁殖所按照微生物生长繁殖所需要的各种营养物质，用人需要的各种营养物质，用人工方法配制而成的营养基质。工方法配制而成的营养基质。它是进行微生物学研究、生它是进行微生物学研究、生产微生物制品等的基础。产微生物制品等的基础。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。1.培养基的配制原则培养基的配制原则培养基一般包括碳源、氮源、无机盐和培养基一般包括碳源、氮源、无机盐和生长因子。生长因子。(营养成分及其配比要恰当营养成分及其配比要恰当) 10-310-4 mol/L 10-610-8 mol/L C/N=6:1培养基的浓度要恰当。培养基的浓度要恰当。控制适当控制适当pH。 pH=4.56 pH=77.5“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.培养基的类型及其应用培养基的类型及其应用化学组成化学组成 根据培养基组成物质的根据培养基组成物质的化学成分是否完全了解，可将培养化学成分是否完全了解，可将培养基分为合成培养基和天然培养基基分为合成培养基和天然培养基合成培养基：合成培养基： 用化学成分已知的营用化学成分已知的营养物质配制而成的培养基。养物质配制而成的培养基。 天然培养基：天然培养基： 用化学成分未知或不用化学成分未知或不完全知道其化学成分的有机物质配完全知道其化学成分的有机物质配制而成的培养基。制而成的培养基。 “雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。物理状态物理状态 根据培养基制成后的物理根据培养基制成后的物理状态的不同，可分为：液体、固体和半状态的不同，可分为：液体、固体和半固体培养基。固体培养基。固体培养基固体培养基是在液体培养基中加入凝固剂是在液体培养基中加入凝固剂(1.5%2.0%的琼脂的琼脂)而制成的培养基。而制成的培养基。半固体培养基半固体培养基是在液体培养基中加入是在液体培养基中加入0.2%0.7%的琼脂配制而成。的琼脂配制而成。特定用途特定用途 按特定用途，可将培养基按特定用途，可将培养基分为基础、加富、选择和鉴别培养基。分为基础、加富、选择和鉴别培养基。 (伊红伊红甲基蓝培养基甲基蓝培养基)“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。5.2 微生物的能量代谢微生物的能量代谢5.2.1细胞中的氧化还原反应与能量产生细胞中的氧化还原反应与能量产生 AH2 2H+ + 2e + A (氧化氧化) B + 2H+ + 2e BH2 (还原还原)AH2 + B A + BH2 (氧化还原氧化还原)2H+ + 2e- H2 E0/ = -421mV1/2O2 + 2H+ + 2e- H2O E0/ = +816mV “雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。5.2.2 高能化合物和高能化合物和ATP的合成的合成 1.细胞中的高能化合物细胞中的高能化合物“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.细胞合成细胞合成ATP的途径的途径“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。底物水平磷酸化底物水平磷酸化 这种磷酸化的特点即在底物氧化过程这种磷酸化的特点即在底物氧化过程中生成含高能磷酸键的化合物，通过相中生成含高能磷酸键的化合物，通过相应酶的作用将此高能磷酸根转移给应酶的作用将此高能磷酸根转移给ADP生成生成ATP。 X P + ADP X + ATP “雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。氧化磷酸化氧化磷酸化 通过呼吸链产生通过呼吸链产生ATP的过程称为电的过程称为电子传递水平磷酸化或氧化磷酸化。子传递水平磷酸化或氧化磷酸化。 这种磷酸化的这种磷酸化的 特点是当由物质氧化特点是当由物质氧化产生的质子和电子向最终电子受体转移产生的质子和电子向最终电子受体转移时需经过一系列的氢和电子传递体，每时需经过一系列的氢和电子传递体，每个个 传递体都是一个氧化还原系统。这一传递体都是一个氧化还原系统。这一系列的氢和电子传递体在不同生物中大系列的氢和电子传递体在不同生物中大同小异，构成一条链，称其为呼吸链。同小异，构成一条链，称其为呼吸链。流动的电子通过呼吸链时逐步释放出能流动的电子通过呼吸链时逐步释放出能量，该能量可使量，该能量可使ADP生成生成ATP。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。光合磷酸化光合磷酸化 光合磷酸化是将光能转变光合磷酸化是将光能转变为化学能的过程。在这种转为化学能的过程。在这种转化过程中光合色素起着重要化过程中光合色素起着重要作用。微生物中蓝细菌、光作用。微生物中蓝细菌、光合细菌以及嗜盐细菌的光合合细菌以及嗜盐细菌的光合色素的光合磷酸化特点均有色素的光合磷酸化特点均有所不同。所不同。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。5.2.3 微生物细胞中能量的释放和利用微生物细胞中能量的释放和利用 1.发酵作用发酵作用 2.有氧呼吸有氧呼吸 3.无氧呼吸无氧呼吸 4.ATP的作用的作用“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。5.3 微生物的分解代谢微生物的分解代谢 复杂有机物质，通过一复杂有机物质，通过一系列分解代谢酶系的催化，系列分解代谢酶系的催化，产生能量产生能量(ATP)和小分子物质和小分子物质的过程称为分解代谢。的过程称为分解代谢。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。5.3.1 己糖的分解己糖的分解 糖酵解途径和三羧酸循环糖酵解途径和三羧酸循环 葡萄糖在有氧条件下的分葡萄糖在有氧条件下的分解过程主要经过解过程主要经过4个阶段：个阶段：糖酵解糖酵解 生成乙酰辅酶生成乙酰辅酶A 三羧酸循环三羧酸循环 进入呼进入呼吸链产能。吸链产能。 “雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。1.糖酵解的糖酵解的EM途径途径 是指在不需要氧的条件下是指在不需要氧的条件下一分子葡萄糖经转化成一分子葡萄糖经转化成1，6-二磷酸果糖后，在醛缩酶催二磷酸果糖后，在醛缩酶催化下，裂解并由此生成化下，裂解并由此生成2分子分子丙酮酸的过程。丙酮酸的过程。(见图见图)“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.乙酰辅酶乙酰辅酶A的生成的生成 丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系CH3COCOOH + CoASH + NAD+ ( 丙酮酸丙酮酸 ) ( 辅酶辅酶A ) CH3COScoA + H+ +CO2 ( 乙酰辅酶乙酰辅酶A ) (丙酮酸脱氢酶、二氢硫辛酸转乙酰基酶、丙酮酸脱氢酶、二氢硫辛酸转乙酰基酶、二氢硫辛酸脱氢酶二氢硫辛酸脱氢酶)“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。3.三羧酸循环三羧酸循环(TCA循环循环) 此循环是从乙酰辅酶此循环是从乙酰辅酶A与与草酰乙酸综合形成柠檬酸开草酰乙酸综合形成柠檬酸开始的，它是葡萄糖降解成丙始的，它是葡萄糖降解成丙酮酸后进一步彻底氧化的过酮酸后进一步彻底氧化的过程。程。(见图见图)“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.进入呼吸链产能进入呼吸链产能 在此步骤中，三羧酸循环中生成在此步骤中，三羧酸循环中生成的的NADH和和FADH2进入呼吸链，将进入呼吸链，将H+ 和电子交给和电子交给O2生成水并生成能量生成水并生成能量 。 经过以上四个阶段后，在理想条经过以上四个阶段后，在理想条件下，件下，1分子葡萄糖被彻底氧化为分子葡萄糖被彻底氧化为H2O和和CO2，可共计产生，可共计产生38个个ATP。(EM途径产生途径产生8个、生成乙酰辅酶个、生成乙酰辅酶A时产生时产生6个、个、TCA循环共产生循环共产生24个个ATP)。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。5.3.2 丙酮酸代谢的多样性丙酮酸代谢的多样性“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。5.4 微生物的合成代谢微生物的合成代谢 微生物的合成代谢微生物的合成代谢(也称同化也称同化作用作用)是指从简单的小分子物质是指从简单的小分子物质合成复杂的大分子物质合成复杂的大分子物质(如蛋白如蛋白质、核酸、多糖和脂类等化合物质、核酸、多糖和脂类等化合物)的过程。的过程。 合成作用必需具备三要素：合成作用必需具备三要素：小分子前体物质、能量和还原力。小分子前体物质、能量和还原力。而这三要素主要从分解代谢而这三要素主要从分解代谢(异异化作用化作用)中获得。中获得。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。5.4.1 无机养料的同化无机养料的同化1.二氧化碳的同化二氧化碳的同化 CO2是自养微生物的唯一碳源。异养微生是自养微生物的唯一碳源。异养微生物也能利用物也能利用CO2作为补尝的碳源。作为补尝的碳源。 将空气中的将空气中的CO2同化成为细胞有机物的过同化成为细胞有机物的过程称为程称为CO2的同化。的同化。(CO2的固定的固定)自养微生物对自养微生物对CO2的固定：总反应如下的固定：总反应如下 ATP6CO2+12NADPH C6H12O6 + 12NADP+ 酶酶“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。异养微生物对异养微生物对CO2的固定的固定“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.硝酸盐的同化还原硝酸盐的同化还原 NO3-+ NADPH + H+ NO2- + H2O + NADP+ NO2- NH2OH NH3 NADPH+H+ NADP+ NADPH+H+ NADP+ “雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。3.分子态氮的同化分子态氮的同化固氮酶固氮酶 是氮气还原的生物催化剂。是氮气还原的生物催化剂。其分子量很大，一般都含有其分子量很大，一般都含有2种蛋白组分：种蛋白组分：钼铁蛋白和铁蛋白。前者由钼铁蛋白和铁蛋白。前者由4个亚单位组个亚单位组成，分子量成，分子量200-240KDa，含，含2个个Mo原子，原子，302Fe原子，还含有大致相等的不稳定原子，还含有大致相等的不稳定的的S原子；后者由原子；后者由2 个亚单位组成，分子个亚单位组成，分子量量57-72KDa,4个个Fe原子和原子和4个不稳定的个不稳定的S原子。原子。 作用的条件：作用的条件：两组分结合后才起两组分结合后才起固氮作用；固氮作用；能量问题以及电子供体和能量问题以及电子供体和载体；载体；氧的影响；氧的影响；氨的阻抑效应问氨的阻抑效应问题题。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。氮分子的还原过程氮分子的还原过程 氮分子的还原需要氢和电子，其来氮分子的还原需要氢和电子，其来源因不同固氮微生物而异。如源因不同固氮微生物而异。如厌氧的巴厌氧的巴氏梭菌氏梭菌靠丙酮酸裂解；靠丙酮酸裂解；光合细菌光合细菌通过光通过光合磷酸化获得电子；合磷酸化获得电子；好氧的固氮菌好氧的固氮菌则是则是通过通过TCA循环等来获得；循环等来获得；在共生的根瘤在共生的根瘤类菌体中类菌体中，有大量贮藏物质，有大量贮藏物质-聚聚-羟基羟基丁酸，它能为固氮作用提供电子。丁酸，它能为固氮作用提供电子。(图图)“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.硫酸盐的同化还原硫酸盐的同化还原 ATP + SO4 腺苷磷酸硫酸酐腺苷磷酸硫酸酐 + PPi ATP +腺苷磷酸硫酸酐腺苷磷酸硫酸酐 磷酸腺苷磷酸硫酸磷酸腺苷磷酸硫酸 + ADP NADPH+H+ NADP+ 磷酸腺苷磷酸硫酸磷酸腺苷磷酸硫酸 磷酸腺苷磷酸磷酸腺苷磷酸 + SO3- NADH+H+ NAD+ H2S + H2O “雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。5.4.2大分子前体物质的合成大分子前体物质的合成1.碳水化合物的合成碳水化合物的合成 自养微生物所需的碳水化合自养微生物所需的碳水化合物是物是CO2经卡尔文氏循环而合成；经卡尔文氏循环而合成；大多数化能异养微生物利用葡萄糖大多数化能异养微生物利用葡萄糖等碳水化合物作为能源和形成氨基等碳水化合物作为能源和形成氨基酸等简单化合物的骨架。作为前体酸等简单化合物的骨架。作为前体分子，细胞中最重要的是六碳糖分子，细胞中最重要的是六碳糖(葡萄糖葡萄糖)和五碳糖和五碳糖(核糖和脱氧核核糖和脱氧核糖糖)。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.氨基酸的合成氨基酸的合成“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。3.核苷酸的生物合成核苷酸的生物合成 核苷酸是核酸核苷酸是核酸(DNA和和RNA)的建筑块，也是一些辅的建筑块，也是一些辅酶的组分，如酶的组分，如NAD、FAD和和辅酶辅酶A，还是糖原等大分子生，还是糖原等大分子生物合成中活化的中间物。核物合成中活化的中间物。核苷酸的结构在前已作介绍，苷酸的结构在前已作介绍，其合成很复杂，在此不作阐其合成很复杂，在此不作阐述。述。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。5.4.3 细胞结构成分大分子物质的合成细胞结构成分大分子物质的合成1.多糖的生物合成多糖的生物合成 UDP葡糖焦磷酸化酶葡糖焦磷酸化酶 UTP + G-1-P UDPG + PPi(尿苷尿苷-3-磷酸磷酸) (葡萄糖葡萄糖-1-磷酸磷酸) (尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖) 转葡糖基酶转葡糖基酶 UDPG + (葡萄糖葡萄糖)n (葡萄糖葡萄糖)n+1 + UDP“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.肽聚糖的合成和细胞壁的增长肽聚糖的合成和细胞壁的增长“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。5.4.4微生物合成的次生代谢产物微生物合成的次生代谢产物根据次生代谢产物作用不同根据次生代谢产物作用不同,主要可以分为：主要可以分为：1.毒素毒素 微生物在代谢过程中可产生一微生物在代谢过程中可产生一 些对动植物细胞有毒杀作用的物质称为些对动植物细胞有毒杀作用的物质称为毒素。毒素大多是蛋白质物质，如肉毒毒素。毒素大多是蛋白质物质，如肉毒梭菌产生的肉毒素、破伤风梭菌产生的梭菌产生的肉毒素、破伤风梭菌产生的破伤风毒素、痢疾杆菌产生的各种内外破伤风毒素、痢疾杆菌产生的各种内外毒素等。还有一些微生物杀虫剂，就是毒素等。还有一些微生物杀虫剂，就是利用微生物的繁殖和毒素的存在而使害利用微生物的繁殖和毒素的存在而使害虫致死。虫致死。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2.抗生素抗生素 能抑制他种微生物生长及活动能抑制他种微生物生长及活动 的物质为抗生素。大多数放线菌以及某的物质为抗生素。大多数放线菌以及某些真菌、细菌都能产生抗生素，如点青些真菌、细菌都能产生抗生素，如点青霉和灰黄青霉产生的青霉素，是二十世霉和灰黄青霉产生的青霉素，是二十世纪三十年代发现的第一种抗生素。迄今纪三十年代发现的第一种抗生素。迄今报道的抗生素已有报道的抗生素已有2500-3000种，但由于种，但由于对动物的毒性或副作用等原因，目前真对动物的毒性或副作用等原因，目前真正具有实用价值的却只有正具有实用价值的却只有青霉素青霉素、链霉链霉素素、四环素类四环素类、红霉素红霉素、新生霉素新生霉素、利利福平福平、放线菌素放线菌素等等60多种。但近年来，多种。但近年来，农用抗生素如农用抗生素如井岗霉素井岗霉素、春日霉素春日霉素、庆庆丰霉素丰霉素、灭瘟素灭瘟素等已在植物病害防治、等已在植物病害防治、森林保护等方面发挥了一定的作用。森林保护等方面发挥了一定的作用。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。3.生长刺激素生长刺激素 是一种高度生理活性是一种高度生理活性 物质，是微生物产生的可以刺激动物质，是微生物产生的可以刺激动植物生长或性器官发育的一类物质。植物生长或性器官发育的一类物质。如赤霉菌产生的赤霉。如赤霉菌产生的赤霉。4.色素色素 许多微生物能产生各种有色许多微生物能产生各种有色物质。如黏质赛氏杆菌产生的灵菌物质。如黏质赛氏杆菌产生的灵菌红素。红素。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以