微生物的新陈代谢 (3)讲稿.ppt
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1、关于微生物的新陈代谢(3)第一页,讲稿共六十八页哦概念新陈代谢新陈代谢(Metabolism)一般泛指生物与周围环境进行物质交换和能量交换的过程。生物小分子合成生物大分子 合成代谢 (同化)耗能新陈代谢新陈代谢 能量代谢 物质物质 代代 谢谢 产能 分解代谢 (异化)生物大分子分解为生物小分子 新陈代谢新陈代谢的共同特点:(1)在温和条件下进行(由酶催化);(2)反应步骤繁多,但相互配合、有条不紊、彼此协调,且逐步进行,表征 了新陈代谢具有严格的顺序性;(3)对内外环境具有高度的调节功能和适应功能。第二页,讲稿共六十八页哦第一节 微生物的能量代谢 有机物 日光 ATP 还原态无机物 化能异养菌
2、 光能营养菌化能自养菌第三页,讲稿共六十八页哦一、化能异养微生物的生物氧化生物氧化功能:ATP、H、小分子代谢物 生物氧化形式:加氧、脱氢、失电子 生物氧化过程:脱氢、递氢、受氢 或电子、电子、电子 生物氧化类型:有氧呼吸、无氧呼吸、发酵第四页,讲稿共六十八页哦一、化能异养微生物的生物氧化(一)底物脱氢的4条途径 EMP途径:糖酵解途径 HMP 途径:戊糖磷酸途径 ED途径:2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡糖酸KDPG途径 TCA循环:三羧酸循环途径第五页,讲稿共六十八页哦(一)底物脱氢的4条途径 1.EMP途径:糖酵解途径(10步反应)2NADH+H+2丙酮酸丙酮酸4ATP2ATP2ATP 耗能
3、阶段产能阶段C6为葡萄糖,C3为3-磷酸-甘油醛C6C3第六页,讲稿共六十八页哦第七页,讲稿共六十八页哦(一)底物脱氢的4条途径 2.HMP途径-6-磷酸葡萄糖酸途径6C6H12O6 葡萄糖6C5 12NADPH+12H+ATP 一系列反应 6CO25C6经一系列反应重新合成己糖6-磷酸-葡萄糖+12NADP+6H20-5-磷酸-葡萄糖+12NADPH+12H+6CO2+Pi 第八页,讲稿共六十八页哦第九页,讲稿共六十八页哦(一)底物脱氢的4条途径3.ED途径(KDPG途径)-4步反应 6C6H12O6 葡萄糖2ATP ATP KDPG NADH+H+2丙酮酸 KDPG为2-酮-3-脱氧-6-
4、磷酸葡糖酸 C6H12O6+ATP+Pi+NADP+NAD+2CH3COCOOH+ATP+NADPH+H+NADH+H+当缺乏EMP途径时的一种替代途径,是微生物特有的途径-细菌酒精发酵ATP 一系列反应 NADPH+H+第十页,讲稿共六十八页哦第十一页,讲稿共六十八页哦6-磷酸-葡萄糖酸脱水酶KDPG醛缩酶KDPG6-磷酸-葡萄糖酸丙酮酸第十二页,讲稿共六十八页哦一、化能异养微生物的生物氧化(一)底物脱氢的4条途径 4.TCA循环-分解代谢和合成代谢的枢纽 FADH2 4NADH+4H+CO2 GTP 丙酮酸-乙酰COA-呼吸链第十三页,讲稿共六十八页哦第十四页,讲稿共六十八页哦一、化能异养
5、微生物的生物氧化(二)递氢与受氢 H-H-H-有机小分子-乙醇、乳酸 发酵 O2 H2O 有氧呼吸 NO3-,SO42-,CO2 NO2,SO32-,CH4 无氧呼吸 第十五页,讲稿共六十八页哦一、化能异养微生物的生物氧化(二)递氢与受氢 1.有氧呼吸-完全电子呼吸链 将H-完全电子呼吸链-O2 ADP+Pi ATPH2O产能效率高第十六页,讲稿共六十八页哦完全电子呼吸链NADH2-NAD FAD-FADH2 还原态Fe-S-氧化态Fe-S 氧化态-醌-还原态-醌 还原态-Cyt b-氧化态 氧化态 Cytc-还原态 还原态Cyt a-氧化态 O2-H2OATP ATPATP低还原势 高第十七
6、页,讲稿共六十八页哦一、化能异养微生物的生物氧化(二)递氢与受氢 2.无氧呼吸-部分电子呼吸链 将H-部分电子呼吸链-无机氧化物 少数为有机物ADP+Pi ATP硝酸盐呼吸(反硝化)、硫酸盐呼吸、铁呼吸、碳酸盐呼吸等第十八页,讲稿共六十八页哦一、化能异养微生物的生物氧化(二)递氢与受氢 3.发酵-无氧条件下 底物水平磷酸化-产能效率低 H-中间代谢物-发酵产物(1)交给EMP途径的丙酮酸或丙酮酸的转化物-不同菌不同,但H平衡第十九页,讲稿共六十八页哦 乳酸乙醇2,3-丁二醇丙酸异丙醇丁醇丁酸盐乙酸乙醇第二十页,讲稿共六十八页哦一、化能异养微生物的生物氧化(二)递氢与受氢 3.发酵-无氧条件下
7、(2)交给HMP途径的产物 异型乳酸发酵-除乳酸外还有其它产物,如乙醇、乙酸、CO2等同型乳酸发酵只有乳酸第二十一页,讲稿共六十八页哦一、化能异养微生物的生物氧化3.发酵-无氧条件下(2)交给HMP途径的中间物 以葡萄糖为底物的异型乳酸发酵-1乳酸、1乙醇、1CO2 以核糖为底物的异型乳酸发酵-1乳酸、1乙酸、1CO2 双歧杆菌乳酸发酵-1乳酸、1.5乙酸 第二十二页,讲稿共六十八页哦葡萄糖 5-磷酸-核酮糖 6-磷酸-葡萄糖酸 乙酰-COA 葡萄糖-6-磷酸 乙酰磷酸 5-磷酸-木酮糖 丙酮酸 3-磷酸-甘油醛 乙醇 乙醛 乳酸 ATP ADPNAD+NADH+H+NAD+NADH+H+CO
8、2NADH+H+NAD+NADH+H+NAD+NAD+NADH+H+NADH+H+NAD+ADP ATP第二十三页,讲稿共六十八页哦 核糖 5-磷酸-核糖 乙酸 乙酰磷酸 3-磷酸甘油醛 5-磷酸-木酮糖 乳酸 丙酮酸NADH2 NAD+NAD+NADH2ADP ATPATP ADPADP ATP第二十四页,讲稿共六十八页哦一、化能异养微生物的生物氧化3.发酵-无氧条件下(3)交给ED途径的中间物 交给丙酮酸-乙醇(细菌的酒精发酵)第二十五页,讲稿共六十八页哦一、化能异养微生物的生物氧化3.发酵-无氧条件下(3)Stickland反应 一种氨基酸脱氢-另一种氨基酸受氢 第二十六页,讲稿共六十八
9、页哦第二十七页,讲稿共六十八页哦能量代谢总图第二十八页,讲稿共六十八页哦第二节 分解代谢与合成代谢的联系12种中间代谢物 葡萄糖-1-P 葡萄糖-6-P 二羟丙酮-P 3-P-甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸由EMP途径产生第二十九页,讲稿共六十八页哦第二节 分解代谢与合成代谢的联系 核糖-5-P 赤藓糖-4-P由HMP途径产生乙酰-COA 草酰乙酸-酮戊二酸 琥珀酰-COA由TCA循环产生第三十页,讲稿共六十八页哦一.两用代谢途径 合成细胞物质 分解产能 EMP途径 TCA循环第三十一页,讲稿共六十八页哦二.代谢物回补途径回补(10条途径)磷酸烯醇式丙酮酸 草酰乙酸第三十二页,讲稿共六十八页
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