第六章微生物代謝課件

1、 有機物 日 光 還原態(tài)無機物化能異養(yǎng)菌光能營養(yǎng)菌化能自養(yǎng)菌相當于貨幣、電力一樣 酵母的乙醇發(fā)酵 同型乳酸發(fā)酵 丙酸發(fā)酵 丁二醇發(fā)酵 混合酸發(fā)酵 丁酸發(fā)酵 丁酸型發(fā)酵 丙酮-丁醇發(fā)酵 丁醇-異丙酮發(fā)酵厭氧：乙醇發(fā)酵、乳酸發(fā)酵有氧：2分子丙酮酸加入三羧酸循環(huán)l 葡萄糖經(jīng)磷酸化脫氫、脫羧，形成五碳糖l 五碳糖經(jīng)轉(zhuǎn)酮、轉(zhuǎn)醛作用重新合成六碳糖l是直接由葡萄糖起始的、完整的、可單獨進行的途徑，可以和EMP途徑相互補充，增加機體的適應(yīng)能力。l經(jīng)此途徑，糖被徹底分解，故可與三羧酸循環(huán)等氧化途徑相配合。l是還原輔酶II(NADPH2)的提供者，還原型輔酶II是許多生化反應(yīng)所必不可少的。l它的產(chǎn)物是許多重要合成

2、的必要底物。 是少數(shù)缺乏完整EMP途徑的微生物的替代途徑。Enter-Doudoroff途徑2-keto-3-deoxy-8-phosphe-gluconic acid2-酮-3-脫氧-6-磷酸葡糖酸裂解途徑(KDPG途徑)代謝速度快轉(zhuǎn)化率高菌體生存少發(fā)酵溫度高“氫傳遞”實質(zhì)上是電子轉(zhuǎn)移。H=H+e-H+被釋放在細胞液中。 呼吸作用有機物 CO2O2(外在電子受體存在)(氣態(tài)氧被還原為水)碳流電子流 發(fā)酵作用有機物 發(fā)酵產(chǎn)物(如乙醇、乳酸等)內(nèi)部氧化還原作用(無外在電子受體存在)(只有一小部分力量放出水)碳流電子流 無氧呼吸作用有機物 CO2氧化態(tài)NO3-、SO42-、CO32-(還原為NO2

3、-、SO32-、CH4)碳流電子流1 呼吸呼吸l 在生物氧化時以分子氧為最終電子受體。l 細菌呼吸鏈特點K 組分在膜上K 由一系列氧還電位不同的運轉(zhuǎn)體按順序組成K 電子由低電位向高電位流動K 與氧化磷酸化偶聯(lián)，產(chǎn)ATPK 氧化載體的取代性強K 氧化載體可增可減K 有分支呼吸鏈的存在 有機物 CO2O2(外在電子受體存在)(氣態(tài)氧被還原為水)碳流電子流2 無氧呼吸無氧呼吸l 在生物氧化時呼吸鏈末端的最終電子受體為無機氧化物。有機物 CO2氧化態(tài)NO3-、SO42-、CO32-(還原為NO2-、SO32-、CH4)碳流電子流3 發(fā)酵作用發(fā)酵作用有機物 發(fā)酵產(chǎn)物(如乙醇、乳酸等)內(nèi)部氧化還原作用(無

4、外在電子受體存在)(只有一小部分力量放出水)碳流電子流l 微生物以有機物為基質(zhì)，以有機物為最終電子受體的生物氧化過程。狹義廣義廉價的原料 有用的代謝產(chǎn)物有O2、無O2有益微生物 酵母的乙醇發(fā)酵 同型乳酸發(fā)酵 丙酸發(fā)酵 丁二醇發(fā)酵 混合酸發(fā)酵 丁酸發(fā)酵 丁酸型發(fā)酵 丙酮-丁醇發(fā)酵 丁醇-異丙酮發(fā)酵1 氫細菌l 是依靠H2的氧化獲得能量，以CO2為碳源的自養(yǎng)菌。l氫細菌利用氫化酶氧化分子氫，產(chǎn)生生物合成所需要的能量。2 硝化細菌l 亞硝酸細菌亞硝酸細菌亞硝酸細菌：NH3 NO2-硝酸細菌: NO2- NO3-硝酸細菌硝酸細菌3 硫細菌包括光能自養(yǎng)硫細菌和化能自養(yǎng)硫細菌氧化磷酸化底物磷酸化l 能量來

5、源： 光能 ATP 細菌葉綠素 (光合細菌) l 光合色素： 葉綠素 (藍細菌) 細菌視紫質(zhì) (鹽細菌)l 光合磷酸化：由光能引起葉綠素分子逐出電子，并通過電子傳遞來產(chǎn)生ATP的方式。l 類型光合色素環(huán)式光合磷酸化非環(huán)式光合磷酸化1 環(huán)式光合磷酸化還原力怎么解決？2 非環(huán)式光合磷酸化光光合合磷磷酸酸化化光光反反應(yīng)應(yīng)系系統(tǒng)統(tǒng)光光合合色色素素供供氫氫體體光光合合作作用用產(chǎn)產(chǎn)能能還還原原力力環(huán)環(huán)式式I細菌葉綠素H2S、H2、H2S2O32-非放氧性1ATP不產(chǎn)生非非環(huán)環(huán)式式II葉綠素H2O放氧性2ATPNADPH2還原力來自于水的光解3 嗜鹽菌紫膜的光合作用1 Calvin循環(huán)l 羧化反應(yīng)l 還原反應(yīng)l CO2受體的再生2 乙酰-輔酶A途徑3 還原性TCA循環(huán)途徑N2 +6H 2NH3生物固氮生物固氮固氮生物 Mg2+ATP (1)自生固氮菌：能獨立進行固氮的微生物 (2)共生固氮菌：與它種生物共生時才能固氮的微生物 (3)聯(lián)合固氮菌：必須生活在植物跟際、葉面或動物腸道等處才能固氮的微生物 l ATP供應(yīng)l 還原力及其載體l 固氮酶l 還原底物N2l 鎂離子l 嚴格的厭氧微環(huán)境定氮法 同位素法 乙炔法(1965年)HC CH H2C C