《微生物的新陈代谢(2)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微生物的新陈代谢(2)（43页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1.代谢是细胞内发生的全部生化反响的总称，主要是由和两个过程组成。微生物的分解代谢是指在细胞内降解成，并能量的过程；合成代谢是指利用在细胞内合成，并能量的过程。2.微生物的4种糖酵解途径中，是存在于大多数生物体内的一条主流代谢途径；是存在于某些缺乏完整EMP途径的微生物中的一种替代途径，为微生物所特有；是产生4碳、5碳等中间产物，为生物合成提供多种前体物质的途径。3.产能代谢中，微生物通过磷酸化和磷酸化将某种物质氧化而释放的能量储存在ATP等高能分子中；磷酸化既存在于发酵过程中，也存在于呼吸作用过程中。4.呼吸作用与发酵作用的根本区别是呼吸作用中电子载体不是将电子直接传递给底物降解的中间产物，
2、而是交给系统，逐步释放出能量后再交给。5.无氧呼吸的最终电子受体不是氧，而是外源电子受体，像NO3-、NO2-、SO4-、CO2等无机化合物，或等有机化合物。6.乳 酸 发 酵 一 般 要 在 _ 条 件 下 进 行,它 可 分 为 _ 和 _ 乳 酸 发 酵。编辑课件 思考题思考题1.什么是新陈代谢？分解代谢？合成什么是新陈代谢？分解代谢？合成代谢？代谢？2.四种糖酵解途径的终产物及各自特四种糖酵解途径的终产物及各自特点？点？3.什么是同型乳酸发酵、异型乳酸发什么是同型乳酸发酵、异型乳酸发酵？它们的异同？酵？它们的异同？4.什么叫什么叫stickland反响？反响？编辑课件l1、底物水平磷酸
3、化、底物水平磷酸化l物质在生物氧化过程中，常生成一些含有高能键化合物质在生物氧化过程中，常生成一些含有高能键化合物，将其高能磷酸根交给物，将其高能磷酸根交给ADP而生成而生成ATP的过程的过程。l2、氧化磷酸化、氧化磷酸化l物质在生物氧化过程中形成的物质在生物氧化过程中形成的NADH和和FADH通过位通过位于线粒体和细菌膜上的电子传递系统将电子传递给氧于线粒体和细菌膜上的电子传递系统将电子传递给氧或其他氧化性物质或其他氧化性物质,在这个过程中偶连在这个过程中偶连ATP的生成。的生成。l3、光合磷酸化、光合磷酸化l在光能的驱动下通过电子的传递产生在光能的驱动下通过电子的传递产生ATP的磷酸化反的
4、磷酸化反响。响。能量转化的形式能量转化的形式ATP形成的方式形成的方式编辑课件二、自养微生物的生物氧化产二、自养微生物的生物氧化产ATP和产复原力和产复原力编辑课件四大营养类型能量来源及产能方式编辑课件一化能自养微生物的生物氧化一化能自养微生物的生物氧化定义：氧化无机物而获得能量的微生物。定义：氧化无机物而获得能量的微生物。化能自养微生物必须从氧化磷酸化所获得的能量化能自养微生物必须从氧化磷酸化所获得的能量中，花费一大局部中，花费一大局部ATPATP以逆呼吸链传递的方式把以逆呼吸链传递的方式把无机氢无机氢H+e-H+e-转变成复原力转变成复原力HH编辑课件一化能自养微生物的生物氧化一化能自养微
5、生物的生物氧化 化能自养微生物复原化能自养微生物复原CO2CO2所需要的所需要的ATPATP和和HH是通是通过氧化无机底物，例如过氧化无机底物，例如NH+4NH+4、NO-2NO-2、H2SH2S、S0S0、H2H2和和Fe2+Fe2+等而获得的。等而获得的。1 1、产能方式、产能方式无机物氧化无机物氧化 通过氧化复原态的无机底物脱通过氧化复原态的无机底物脱H H或或e-e-实现的。实现的。借助于经过呼吸链的氧化磷酸化反响产借助于经过呼吸链的氧化磷酸化反响产ATPATP。化能自养菌一般都是好氧菌以化能自养菌一般都是好氧菌以O2O2为受氢体，为受氢体，极少厌氧菌。极少厌氧菌。编辑课件 2、最初能
6、源：、最初能源：NH+4、NO-2、H2S、S0、H2和和Fe2+等无机底等无机底物不仅可作为最初能源产生物不仅可作为最初能源产生ATP，而且其中有些，而且其中有些底物还可作为无机氢供体。底物还可作为无机氢供体。3、复原力、复原力H的产生：的产生：无机氢在充分提供无机氢在充分提供ATP能量的条件下，可通过能量的条件下，可通过逆呼吸链传递的方式形成复原逆呼吸链传递的方式形成复原CO2的复原力的复原力H。化能自养微生物复原化能自养微生物复原CO2时时ATP和和H的来源的来源编辑课件4、化能自养菌的呼吸链、化能自养菌的呼吸链 复原态的无机物中，复原态的无机物中，H2的氧化复原电位比的氧化复原电位比N
7、AD+/NADH对稍对稍低些，其余都明显高于它。低些，其余都明显高于它。各种无机底物进行氧化时，必须按其相应的氧化复原电位的各种无机底物进行氧化时，必须按其相应的氧化复原电位的位置进入呼吸链，由此化能自养菌呼吸链只具有很低的氧化位置进入呼吸链，由此化能自养菌呼吸链只具有很低的氧化磷酸化效率磷酸化效率P/O。由于化能自养微生物产由于化能自养微生物产H以及固定以及固定CO2要大量耗要大量耗ATP，因此它，因此它们的产能效率、生长速率和生长得率都很低。们的产能效率、生长速率和生长得率都很低。每消耗每消耗1mol氧氧原子所产生的原子所产生的ATPmol数数 编辑课件5、化能自养微生物能量代谢的主要特点
8、、化能自养微生物能量代谢的主要特点 无机底物的氧化直接与呼吸链发生联系，即由脱无机底物的氧化直接与呼吸链发生联系，即由脱氢酶或氧化复原酶催化的无机底物脱氢或电子后，氢酶或氧化复原酶催化的无机底物脱氢或电子后，可直接进入呼吸链传递；可直接进入呼吸链传递；呼吸链的组分更为多样化，氢或电子可以从任一呼吸链的组分更为多样化，氢或电子可以从任一组分直接进入呼吸链；组分直接进入呼吸链；产能效率即产能效率即P/OP/O比一般要低于化能异养微生物。比一般要低于化能异养微生物。编辑课件二光能营养微生物二光能营养微生物光合磷酸化光合磷酸化 (photophosphorylation)四大营养类型编辑课件光能营养微
9、生物的光合作用类型光能营养微生物的光合作用类型 1、环式光合磷酸环式光合磷酸化化2、非环式光合磷酸、非环式光合磷酸化化 3、嗜盐菌紫膜的光合作用、嗜盐菌紫膜的光合作用产能途径：产能途径：编辑课件3 3、嗜盐菌紫膜的光合作用、嗜盐菌紫膜的光合作用只在嗜盐菌中才有的无叶绿素或菌绿素参只在嗜盐菌中才有的无叶绿素或菌绿素参与的独特光合作用。与的独特光合作用。嗜盐菌：一类必须在高盐嗜盐菌：一类必须在高盐3.5 5.0 mol/L NaCl环境中才能生长的古细菌。环境中才能生长的古细菌。细胞内富含类胡萝卜素而呈红、橘黄、黄细胞内富含类胡萝卜素而呈红、橘黄、黄色。色。其细胞膜可别离出红色和紫色两局部其细胞膜
10、可别离出红色和紫色两局部编辑课件3 3、嗜盐菌紫膜的光合作用、嗜盐菌紫膜的光合作用(1)(1)嗜盐菌的细胞膜：嗜盐菌的细胞膜：红膜：红色局部，是细胞膜的主要局部。红膜：红色局部，是细胞膜的主要局部。含类胡萝卜素、黄素蛋白、含类胡萝卜素、黄素蛋白、cytcyt等用于氧等用于氧化磷酸化反响的呼吸链载体成分；化磷酸化反响的呼吸链载体成分；紫膜：由称作细菌视紫红质的蛋白质和类紫膜：由称作细菌视紫红质的蛋白质和类脂组成，在细胞膜上呈斑片分布，能进行脂组成，在细胞膜上呈斑片分布，能进行独特的光合作用。细菌视紫红质的功能与独特的光合作用。细菌视紫红质的功能与叶绿素相似，能吸收光能，并在光量子的叶绿素相似，能
11、吸收光能，并在光量子的驱动下起着质子泵作用。驱动下起着质子泵作用。编辑课件2光介导光介导ATP合成合成紫膜光合磷酸化紫膜光合磷酸化photophosphorylation by purple membranceATP酶酶紫紫 膜膜H+H+H+-+-细胞壁细胞壁红 膜H+ADP+PiATP主要特点：不经过电子传递，直接产生主要特点：不经过电子传递，直接产生ATP紫膜的光合磷酸化是迄今知道的最简单的光合紫膜的光合磷酸化是迄今知道的最简单的光合磷酸化反响磷酸化反响编辑课件2 2光介导光介导ATPATP合成合成 当环境中O2浓度很低时，嗜盐菌无法利用氧化磷酸化来满足其正常的能量需要，这时，假设光照条件
12、适宜，它就能合成紫膜，并利用紫膜的光介导ATP合成机制获得必要的能量。通过紫膜的光能转化而建立的质子梯度除了可驱动ATP合成，还可为嗜盐菌在高盐环境中建立跨膜的钠离子电化学梯度，并由此完成一系列的生理生化功能。编辑课件第三节 微生物独特合成代谢途径举例一、自养微生物的一、自养微生物的CO2固定固定二、生物固氮二、生物固氮三、微生物结构大分子三、微生物结构大分子肽聚糖的生物合成肽聚糖的生物合成编辑课件一、自养微生物的一、自养微生物的CO2固定固定 各种自养微生物在其生物氧化包括氧化磷酸化、发酵和光合磷酸各种自养微生物在其生物氧化包括氧化磷酸化、发酵和光合磷酸化中获取的能量主要用于化中获取的能量主
13、要用于CO2的固定。在微生物中，至今已了解的固定。在微生物中，至今已了解的的CO2固定的途径有固定的途径有4条。条。将将CO2复原为细胞物复原为细胞物质的过程，称为质的过程，称为CO2固定固定光能光能/化能自养微生物固定化能自养微生物固定CO2的主要途径的主要途径编辑课件二、生物固氮二、生物固氮 生物固氮作用：将大气中分子态氮生物固氮作用：将大气中分子态氮(N2)(N2)通过微生物固氮酶的通过微生物固氮酶的催化而复原成氨催化而复原成氨(NH3)(NH3)的过程。生物固氮是地球上仅次于光合的过程。生物固氮是地球上仅次于光合作用的生物化学反响。作用的生物化学反响。一固氮微生物一固氮微生物(nitr
14、ogen fixing organisms,diazotrophs(nitrogen fixing organisms,diazotrophs 80 80余属，全部为原核生物包括古生菌，主要包括细菌、余属，全部为原核生物包括古生菌，主要包括细菌、放线菌和蓝细菌。放线菌和蓝细菌。根据固氮微生物与高等植物及其他生物的关系，可将它们分根据固氮微生物与高等植物及其他生物的关系，可将它们分为以下为以下3 3类：类：1 1、自生固氮菌、自生固氮菌 2 2、共生固氮菌、共生固氮菌 3 3、联合固氮菌、联合固氮菌编辑课件1 1、自生固氮菌、自生固氮菌 独立生活状况下能够固氮的微生物。独立生活状况下能够固氮的微
15、生物。生活在土壤或水域中，能独立地进行固氮，但并不生活在土壤或水域中，能独立地进行固氮，但并不将氨释放到环境中，而是合成氨基酸，组成自身蛋白质。将氨释放到环境中，而是合成氨基酸，组成自身蛋白质。自生固氮微生物的固氮效率较低，每消耗自生固氮微生物的固氮效率较低，每消耗1 1克葡萄糖大克葡萄糖大约只能固定约只能固定1010-2020毫克氮。毫克氮。编辑课件2 2、共生固氮菌、共生固氮菌 与其它生物形成共生体，在共生体内进行固氮的微与其它生物形成共生体，在共生体内进行固氮的微生物。生物。只有在与其他生物紧密地生活在一起的情况下，才只有在与其他生物紧密地生活在一起的情况下，才能固氮或才能有效地固氮；并
16、将固氮产物氨，通过根瘤能固氮或才能有效地固氮；并将固氮产物氨，通过根瘤细胞酶系统的作用，及时运送给植物体各部，直接为共细胞酶系统的作用，及时运送给植物体各部，直接为共生体提供氮源。共生体系的固氮效率比自生固氮体系高生体提供氮源。共生体系的固氮效率比自生固氮体系高得多，每消耗得多，每消耗1 1克葡萄糖大约能固定克葡萄糖大约能固定280280毫克氮毫克氮编辑课件根瘤菌的根瘤根瘤菌的根瘤编辑课件满江红鱼星藻满江红鱼星藻编辑课件3 3、联合固氮菌、联合固氮菌 联合固氮作用是固氮微生物与植物之间存在联合固氮作用是固氮微生物与植物之间存在的一种简单共生现象。它既不同于典型的共生固的一种简单共生现象。它既不同于典型的共生固氮作用，也不同于自生固氮作用。这些固氮微生氮作用，也不同于自生固氮作用。这些固氮微生物仅存在于相应植物的根际，不形成根瘤，但有物仅存在于相应植物的根际，不形成根瘤，但有较强的专一性，固氮效率比在自生条件下高。较强的专一性，固氮效率比在自生条件下高。编辑课件1 1、生物固氮反响的、生物固氮反响的6 6要素要素固氮酶固氮酶ATPATP的供应的供应 还原力还原力HH及其传递载体及其传递载
