北京大学微生物微生物的新陈代谢

1、 Chapter 7 Microbial Metabolism 第一节 微生物的能量代谢 细胞内所进行的一切反应统称代谢 物质代谢 合成物质 分解物质 产生能量 消耗能量 能量代谢 ATP产生的主要方 式 底物水平磷酸化 氧化磷酸化-电子传递链 光合磷酸化 有机物质氧化磷酸化 供氢-递氢-受氢 呼吸；厌氧呼吸；发酵 （受体不同） NAD电子传递链 v电子传递链的流向有严格的顺序，传递体的成员不能 缺少，顺序也不可颠倒-有严格的组织顺序和定 位关系 v根据接受代谢脱下来的氢的初始的受体不同 NADH电子传递链(3个ATP) NAD+ FMNH2 CoQ Cyt (Fe2+) O2 NADH2 F

2、MN CoQH2 Cyt (Fe3+) H2O FADH2电子传递链(2个ATP) 延胡索酸 琥珀酸 FADH2 - FAD 原核生物电子传递链有以下几个 特点 化学渗透假说-氧化磷酸化形成ATP机制 ATP合成酶 基部（线粒体内膜） 头部（伸向膜内）-催化中心 颈部 利于ADP和Pi结合 使结合的ADP和Pi 形成ATP 使ATP释放 通过呼吸链有关酶系的作用，将底物分子上质子从膜 的内侧传递到膜的外侧，造成膜内外两侧质子分布的不 均匀，成为合成ATP能量的来源。 通过ATP合成酶 的逆反应消除质子动势，产生ATP 能够实现脱氢的物质代谢过程 EMP途径（糖酵解） HMP途径 ED 途径 T

3、CA途径 可产生NADH或NADPH 进入电子传递链 糖类的降解 v多糖大分子-单糖，以葡萄糖为主， 微生物降解葡萄糖除为微生物提供生长所需 要的能量外，还为合成代谢提供小分子化合 物C架和还原力NADH2和NADPH2 EMP途径 HMP途径 ED途径 缺乏完整EMP途径的 一种代替途径，微生 物特有的。 特点： G 只经过4步反应， 形成丙酮酸 TCA循环途径 几种途径的代谢产 物 根据最终的氢受体不 同 v好氧型生物 呼吸 -o2 v厌氧型生物 厌氧呼吸-无机氧化物（少数有机氧化物） v发酵 （狭义） 某一内源性中间代谢产物 无氧呼吸（P112) 定义：指一类呼吸链末端的氢受体为外源无机

4、氧化物。 （少数为有机物）的生物氧化. v硝酸盐呼吸（同化性硝酸盐还原作用） （异化性硝酸盐还原作用） v硫酸盐呼吸 v硫呼吸 v铁呼吸 v碳酸盐呼吸 v延胡索酸呼吸 发酵产能 不需要分子态的氧气作为电子受体的氧化作用 1. 产能方式：底物水平的磷酸化 2. 电子受体：底物形成的中间产物又作为受氢体 接受氢形成新产物，不需要氧气参加. 3. 底物去向：底物氧化不彻底，只释放部分能量 发酵产能的几种方式 v由EMP途径中丙酮酸出发的发酵 v通过HMP途径的发酵（p116-表5-3） v通过ED途径的发酵 （p105） v由氨基酸的发酵产能 （p118-图5-17） 乙醇发酵 乳酸发酵 返回 二.

5、 细菌的代谢产物 （一）分解代谢产物和细菌的生化反应 VP试验 甲基红试验 吲哚试验 VP 试 验 阴性阳性 大肠杆菌： 产气杆菌：+ 甲基红试验 阳性阴性 对照 大肠杆菌：+ 产气杆菌： 阳性 吲哚试验 大肠杆菌：+ 产气杆菌： 光合磷酸化产能 循环光合磷酸化的特 点 1.菌绿素有两种状态 2.产能ATP与产还原力分别进行 3.还原力来自于无机氢供体 4.不产氧 1.产生一个ATP 2.在供应条件下，使外源的供氢体逆电子流产还原力氢 依赖叶绿素的光合作 用 非循环光合磷酸化 特点： 1. 电子途径属于非循环式的 2. 在有氧的条件下进行 3. 有两个光合系统Ps和 Ps 4. 反应产生能量（Ps)还原力产自（ Ps）和O2 5. 还原力的H来自于H2O分子的光解产物H+和电子 依赖细菌视紫红质的光合作用 光能营养型微生物的光合磷酸化比 较 能量的利用 v用于细胞内物质的合成 v用于微生物的生命活动，主动运输，鞭毛的运动 v生物发光 v产生热量 ED途径 缺乏完整EMP途径的 一种代替途径，微生 物特有的。 特点： G 只经