微生物的代谢

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第五章 微生物的代谢

第五章 微生物的代谢

为混合酸发酵。
EMP
葡萄糖
乳酸、乙酸、甲酸 丙酮酸 乙醇 、CO2 、H2 琥珀酸
五 丙酮-丁醇发酵
——严格厌氧菌进行的唯一能大规模生产的发酵产 品。(丙酮、丁醇、乙醇混合物,其比例3:6:1)
——丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutyricum
2丙酮酸 2乙酰-CoA
缩合
乙酰-乙酰 CoA
• 为细胞生命活动提供ATP 和 NADH • 是连接其它几个重要代谢途径的桥梁 • 为生物合成提供多种中间代谢物
2. HM途径(磷酸戊糖支路, 单磷酸己糖途径)
ATP 12NADPH+H+ 36ATP 35ATP
6C6
6C5
经过系列反应后合成己糖 6CO2
5C6
C6为己糖或己糖磷酸;C5为核酮糖-5-磷酸;打方框的为终产物; NADPH+H+必须先由转氢酶将其上的氢转到NAD+上并变成 NADPH+H+后,才能进入呼吸链产ATP;
NADH + H+ NAD+
•异型乳酸发酵途径:肠膜明串珠菌,短乳杆菌
PK/ HK
葡萄糖
乳酸 + 乙醇 + CO2 + 1ATP
•双岐发酵途径:双岐杆菌
PK/ HK 葡萄糖 乳酸 + 乙酸 + CO2 + 2.5ATP
三 丙酸发酵(丙酸细菌,厌氧菌)
葡萄糖
EMP
丙酮酸
丙酸
乳酸
四 混合酸发酵
由于代谢产物中含有多种有机酸,故将其称
生活在盐湖及海边的岩池等盐浓度很高环境
胞内积累高浓度的甘油从而使细胞的渗透压保持平衡

第6章微生物的代谢

第6章微生物的代谢

又称厌氧呼吸,指一类呼吸链末端的氢受体为外源 无机或有机氧化物的生物氧化。 特点:底物经常规途径脱氢后,经部分呼吸链递氢, 最终由氧化态的无机物或有机物受氢,并完成氧化 磷酸化产能反应。
(1)硝酸盐呼吸 在厌氧条件下,兼性厌氧菌以硝酸盐作为最终电子受 体的生物氧化过程,也称为异化性硝酸盐还原作用、 反硝化作用。
第 六 章
微生物的代谢
代谢: 泛指发生在活细胞中的各种分解代谢(catabolism) 和合成代谢(anabolism)的总和 分解代谢酶系
复杂分子 简单分子 + ATP (有机物) 合成代谢酶系
分解代谢 物质代谢 合成代谢
+ [H]
代谢
能量代谢
产能代谢 耗能代谢
第一节 微生物的能量代谢
能量代谢: 是新陈代谢中的核心问题。 中心任务:把外界环境中的各种初级能源转换成 对一切生命活动都能使用的通用能源——ATP。
氧 化 磷 酸 化 与 质 子 梯 度 差
P/O比: 表示电子 传递链氧 化磷酸化 的产能效 率。
抑制氧化磷酸化的因素:
1)抑制电子传递链:KCN、NaN3、和CO等 细胞色素氧化酶抑制剂; 2)解偶联剂阻断ADP磷酸化:2,4二硝基 苯酚、短杆菌肽等
2. 无氧呼吸(anaerobic respiration)
1mol葡萄糖
1mol 乳酸+
1.5mol乙酸+ 2.5molATP
发酵途径的比较
2. 发酵类型
划分依据:发酵产物的种类 (1)乙醇发酵
类型:酵母菌乙醇发酵(EMP)和细菌乙醇发酵(ED)
A. 酵母菌乙醇发酵: 酵母的一型发酵 CO2 NADH
EMP
NAD+ 乙醇

微生物学第五章微生物的代谢

微生物学第五章微生物的代谢
细胞膜透性的调节
通过改变细胞膜的通透性,控制代谢底物和产物的进出,从而调 节代谢过程。
微生物代谢的基因调控
01
原核生物的基因调 控
通过操纵子模型实现基因表达的 调控,包括正调控和负调控两种 方式。
02
真核生物的基因调 控
通过转录因子和顺式作用元件的 相互作用,实现基因表达的精确 调控。
03
基因表达的诱导和 阻遏
03 氮的转化代谢
微生物还可以通过氮的转化代谢将一种含氮化合 物转化成另一种含氮化合物,如硝酸盐还原成氨 的过程。
04Βιβλιοθήκη 微生物代谢的调节与控制代谢调节的方式与机制
酶活性的调节
通过改变酶的构象或修饰酶活性中心,从而调节代谢途径中关键 酶的活性。
代谢物浓度的调节
代谢物浓度的变化可以影响酶的活性,从而调节代谢速率。
用、液相色谱-质谱联用等。
核磁共振法
利用核磁共振技术对微生物代 谢产物进行结构和构象分析, 可以获得代谢产物的详细化学
信息。
生物信息学分析
利用生物信息学方法对微生物 代谢组学数据进行处理和分析, 包括代谢途径分析、代谢网络 构建、代谢物鉴定和代谢调控 研究等。
THANKS
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微生物代谢产物的生物活性与应用
抗生素
由微生物代谢产生的具有抗菌活 性的化合物,用于治疗细菌感染。

微生物代谢产生的生物催化剂,广 泛应用于食品、医药、化工等领域。
激素
某些微生物代谢产物具有激素活性, 可用于调节动植物生长发育。
微生物代谢在环境保护和能源领域的应用
污水处理
利用微生物代谢降解污水中的有机污染物,净化水质。
02
微生物的能量代谢
能量代谢的基本过程

第五章 微生物的代谢

第五章 微生物的代谢

(三)半纤维素的分解 半纤维素也是植物细胞壁的重要组成成分,在植
物体内的含量很高,仅次于纤维素,半纤维素是由戊 糖(主要是木糖和阿拉伯糖)和己糖(主要是半乳糖 和甘露糖)缩合而成的聚合物,有些种类植物在组成 半纤维素的亚基中,还有糖醛酸(主要是半乳糖醛酸 和葡萄糖醛酸)。
半纤维素比纤维素容易分解,能够分解它的微生 物种类也比较多,例如细菌中的噬纤维菌,梭菌中的 某些种类,真菌中的曲霉、青霉、木霉等的某些种类。 半纤维素在相应酶的作用下,分解为相应的单糖。
•反应步骤简单,产能效率低.
• 此途径可与EMP途径、HMP途径和TCA循环相连 接,可互相协调以满足微生物对能量、还原力和不 同中间代谢物的需要。好氧时与TCA循环相连,厌 氧时进行乙醇发酵.
ED途径的总反应

• •
ATP
• • •
ATP
C6H12O6
ADP
KDPG
2ATP NADH2 NADPH2 2丙酮酸
HMP途径的重要意义
•为核苷酸和核酸的生物合成提供戊糖-磷酸。
•产生大量NADPH2,一方面为脂肪酸、固醇等物质的合成提 供还原力,另一方面可通在果糖-1,6-二磷酸和甘油醛-3-磷酸处连接,可 以调剂戊糖供需关系。
•途径中的赤藓糖、景天庚酮糖等可用于芳香族氨基酸合成、 碱基合成、及多糖合成。
醛再氧化成有机酸,最后按脂肪酸β-氧化的方
式分解,为机体生长提供必要的能量与小分子 化合物。
(二)脱氨作用 脱氨基主要有氧化脱氨基(大肠杆菌等参与)、水解
脱氨基(酵母菌等参与)和还原脱氨基(大肠杆菌等参 与)三种方式。 1.氧化脱氨基 CH3CHNH2COOH+1/2O2→CH3COCOOH+NH3 2.水解脱氨基 RCHNH2COOH+H2O→RCH2OH+CO2+NH3 3.还原脱氨基 HOOCCH2CHNH2COOH→HOOCCH=CHCOOH+ NH3

10-12 第五章 微生物的代谢

10-12 第五章  微生物的代谢

1、生物氧化的形式:
包括脱氢或脱电子
①失电子:
Fe2+ → Fe3+ + e CH3-CHO
②化合物脱氢、递氢: CH3-CH2-OH
NAD NADH2
2、生物氧化的过程: 脱氢(或电子)、递氢(或电子)和受氢(或电子)三 个阶段
3、生物氧化的功能: 产能(ATP)、产还原力[H]和产小分子中间代谢物
德国: (Carl Neuberg)
目前甘油生产中使用的微生物 Dunaliella aslina(一种嗜盐藻类) 生活在盐湖及海边的岩池等盐浓度很高环境
胞内积累高浓度的甘油使细胞的渗透压保持平衡
由EMP途径中丙酮酸出发的发酵
②同型乳酸发酵:发酵产物只有乳酸
丙酮酸
NADH2
乳酸
同型乳酸发酵菌株有: 德氏乳杆菌(L.delbruckii)、嗜酸乳杆菌(L.acidophilus)、植物乳杆菌 (L.plantarum)、干酪乳杆菌(L.casei)、粪链球菌(Streptococcus faecalis)
(5)Stickland反应
氨基酸同时为碳源、氮源和能源 以一种氨基酸为H供体,而另一种氨基酸为H受体来实现 生物氧化产能的发酵类型。
3乙酸
丙氨酸
+
2甘氨酸
3NH3
CO2 ATP
Stickland反应特点:
部分氨基酸的氧化与另一些氨基酸的还原相偶联; 产能效率低,1ATP/1G。
各途经的相互关系
H2O
2-酮-3-脱氧-6-磷酸-葡萄糖酸
丙酮酸
~~醛缩酶
(KDPG)
有氧时与TCA循环连接 无氧时进行细菌乙醇发酵
葡萄糖只经过4步反应即可快速获得由EMP途径须经10步 才能获得的丙酮酸。

微生物的代谢

微生物的代谢

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代谢产物
初级代谢产物是指微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必需的物质,如氨基酸、核苷酸、多糖。 脂类、维生素等。在不同种类的微生物细胞中,初级代谢产物的种类基本相同。此外,初级代谢产物的合成在不 停地进行着,任何一种产物的合成发生障碍都会影响微生物正常的生命活动,甚至导致死亡。
次级代谢产物是指微生物生长到一定阶段才产生的化学结构十分复杂、对该微生物无明显生理功能,或并非 是微生物生长和繁殖所必需的物质,如抗生素。毒素、激素、色素等。不同种类的微生物所产生的次级代谢产物 不相同,它们可能积累在细胞内,也可能排到外环境中。其中,抗生素是一类具有特异性抑菌和杀菌作用的有机 化合物,种类很多,常用的有链霉素、青霉素、红霉素和四环素等。
在生产实际中,人们将通过微生物的培养,大量生产各种代谢产物的过程叫做发酵。发酵的种类很多。根据 培养基的物理状态,可分为固体发酵和液体发酵;根据所生成的产物,可分为抗生素发酵、维生素发酵和氨基酸 发酵等;根据发酵过程对氧的需求情况,可分为厌氧发酵(如酒精发酵、乳酸发酵)和需氧发酵(如抗生素发酵、 氨基酸发酵)。
人工控制
人工控制微生物代谢的措施包括改变微生物遗传特性、控制生产过程中的各种条件(即发酵条件)等。例如, 黄色短杆菌能够利用天冬氨酸合成赖氨酸、苏氨酸和甲硫氨酸。其中,赖氨酸是一种人和高等动物的必需氨基酸, 在食品、医药和畜牧业上的需要量很大。在黄色短杆菌的代谢过程中,当赖氨酸和苏氨酸都累计过量时,就会抑 制天冬氨酸激酶的活性,使细胞内难以积累赖氨酸;而赖氨酸单独过量就不会出现这种现象。例如,在谷氨酸的 生产过程中,可以采取一定的手段改变细胞膜的透性,是谷氨酸能迅速排放到细胞外面,从而解除谷氨酸对谷氨 酸脱氢酶的抑制作用,提高谷氨酸的产量。

微生物代谢

微生物代谢

微生物代谢第三章:微生物代谢广义的代谢--生命体进行的一切化学反应。

代谢分为能量代谢和物质代谢,分解代谢和合成代谢。

分解代谢:复杂营养物分解为简单化合物(异化作用)。

合成代谢:简单小分子合成为复杂大分子(同化作用)二者关系初级和次级代谢依据代谢产物在微生物中作用不同,又有初级代谢和次级代谢。

初级代谢:能使营养物转化为结构物质、具生理活性物质或提供生长能量的一类代谢。

产物有小分子前体物、单体、多聚体等生命必需物质。

次级代谢:某些微生物中并在一定生长时期出现的一类代谢。

产物有抗生素、酶抑制剂、毒素、甾体化合物等,与生命活动无关,不参与细胞结构,也不是酶活性必需,但对人类有用。

二者关系:先初后次,初级形成期也是生长期,只有大量生长,才能积累产物。

第1节:微生物能量代谢微生物对能量利用:有机物——化能异养菌日光——光能营养菌通用能源还原态无机物——化能自养菌A TP只有ATP和酰基辅酶A起偶联作用,其他高能化合物只作为〜P 供体。

生物氧化过程分为:脱氢、递氢、受氢三个阶段。

生物氧化功能:产能(A TP)、产还原力[H]、产小分子中间代谢物。

以下主要讲述化能异养微生物的生物氧化和产能。

一、底物(基质)脱氢的四条主要途径以葡萄糖作为典型底物1、EMP途径(糖酵解途径)有氧时,与TCA连接,将丙酮酸彻底氧化成二氧化碳和水。

无氧时,丙酮酸进一步代谢成有关产物。

2、HMP途径(己糖-磷酸途径)产生大量NADPH2和多种重要中间代谢物。

3、ED途径2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸裂解途径KDPG是少数缺乏完整EMP的微生物具有的一种替代途径,细菌酒精发酵经ED进行。

4、TCA循环(三羧酸循环)真核在线粒体中,原核在细胞质中。

TCA在代谢中占有重要枢纽地位四种途径产能比较:二、递氢和受氢根据递氢特别是最终氢受体不同划分1、发酵(分子内呼吸)无氧条件下,底物脱氢后产生的还原力不经呼吸链而直接传递给某一中间代谢物的低效产能反应。

食品微生物学 第三章微生物的生理 第四节微生物的代谢

食品微生物学 第三章微生物的生理 第四节微生物的代谢
微生物的生理
第三章
微生物的生理
3.1 微生物的营养 3.2 微生物的生长 3.3 微生物生长的控制 3.4 微生物的代谢
微生物的生理
3.4 微生物的代谢
代谢(metabolism)是微生物细胞与外界环境不断进行 物质交换的过程,即微生物细胞不停地从外界环境中吸收适 当的营养物质,在细胞内合成新的细胞物质并储存能量,这 是微生物生长繁殖的物质基础,同时它又把衰老的细胞和不 能利用的废物排出体外。因而它是细胞内各种生物化学反应 的总和。由于代谢活动的正常进行,保证的微生物的生长繁 殖,如果代谢作用停止,微生物的生命活动也就停止。因此 代谢作用与微生物细胞的生存和发酵产物的形成紧密相关。 微生物的代谢包括微能量代谢和物质代谢两部分。
微生物的生理
第四阶段:2-磷酸甘油酸转变为丙酮酸。这一阶段包括 以下两步反应:
① 2-磷酸甘油酸在烯醇化酶的催化下生成磷酸烯醇式丙 酮酸。
反应中脱去水的同时引起分子内部能量的重新分配,形 成一个高能磷酸键,为下一步反应做了准备。
微生物的生理
② 磷酸烯醇式丙酮酸在丙酮酸激酶的催化下,转变为 丙酮酸。
GDP+ Pi GTP 琥珀酰CoA 琥珀酸硫激酶 琥珀酸 + CoASH
琥珀酰CoA在琥珀酸硫激酶的催化下,高能硫酯键被水 解生成琥珀酸,并使二磷酸鸟苷(GDP)磷酸化形成三磷酸 鸟苷(GTP)。这是三羧酸循环中唯一的一次底物水平磷酸 化。
微生物的生理
⑥琥珀酸脱ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ生成延胡索酸
FAD
FADH2
琥珀酸
NAD+
NADH +H+
苹果酸
草酰乙酸
苹果酸脱氢酶
TCA循环的总反应式如下:

(食品微生物课件)第七章微生物的代谢

(食品微生物课件)第七章微生物的代谢

4)磷酸解酮酶途径。磷酸解酮酶途径的特征性酶是磷酸解酮酶。根 据解酮酶的不同,把具有磷酸戊糖解酮酶的称为PK途径,把具有磷酸 己糖解酮酶的称为HK途径。
①PK途径(PhOSphopentose-ketolase pathway)。这条途径是 HMP的变异途径,从葡萄糖到5-磷酸-木酮糖均与HMP相同,然后又在 这条途径的关键酶——磷酸戊糖解酮酶的作用下,生成乙酰磷酸和3 一磷酸一甘油醛。以这条途径进行糖代谢的微生物可以利用葡萄糖和 戊糖(D-核糖,D-木糖、L-阿拉伯糖)作为能源,但经这条途径一分 子的葡萄糖只产生一分子丙酮酸,所得ATP也只是EMP途径的一半。
⑥通过HMP途径可产生的重要发酵产物很多。例如核苷酸、若干氨基酸、 辅酶和乳酸(异型乳酸发酵)等。
(3)ED途径(Entnereinudoroff pathW8y)。ED途径又称2-酮-3脱氧-6-磷酸-葡萄糖酸(KDPG)裂解途径。ED途径其特点是葡萄糖只 经4步反应即可快速获得由EMP途径需经10步才能获得的丙酮酸,是少 数缺乏完整EMP途径的微生物所具有的一种替代途径。 ED途径在革兰 氏阴性菌中分布较广,是少数EMP途径不完整的细菌,如一些假单胞 菌(Pseudomonas spp.)和一些发酵单胞菌(ZynZomonas spp.) 等所特有的利用葡萄糖的替代途径。其特点是利用葡萄糖的反应步骤 简单,产能效率低,反应中有一个6碳的关键中间代谢物——KDPG。 葡萄糖醛酸、果糖酮酸、甘露糖醛酸等都可转化成KDPG,然后进人ED 途径降解。KDPG在脱水酶和醛缩酶的作用下,产生一分子3-磷酸-甘 油醛和一分子丙酮酸。然后3-磷酸-甘油醛再进人EMP途径转变成丙酮 酸。
711化能异养菌的生物氧化和产能物质在细胞内经过一系列连续的氧化还原反应逐步分解并释放能量的过程称为生物氧化这是一个产能代谢过葡萄糖和果糖是化能异养微生物的主要碳源和能源戊糖要经转化后进人葡萄糖降解途径其他糖以及多糖则要经转化或降解成葡萄糖或果糖后才被降解

第6章-微生物的代谢

第6章-微生物的代谢

新陈代谢 = 分解代谢 + 合成代谢 分解代谢:指复杂的有机物分子通过分解代谢酶系 的催化,产生简单分子、腺苷三磷酸(ATP)形式 的能量和还原力的作用。
合成代谢:指在合成代谢酶系的催化下,由简单小 分子、ATP形式的能量和还原力一起合成复杂的大 分子的过程。
合成代谢按产物在机体中作用不同分: 初级代谢: 提供能量、前体、结构物质等生命活动所 必须的代谢物的代谢类型;产物:氨基酸、核苷酸等。 次级代谢: 在一定生长阶段出现非生命活动所必需的代 谢类型;产物:抗生素、色素、激素、生物碱等。
•反应步骤简单,产能效率低.
• 此途径可与EMP途径、HMP途径和TCA循环相连接, 可互相协调以满足微生物对能量、还原力和不同中间 代谢物的需要。好氧时与TCA循环相连,厌氧时进行 乙醇发酵.
相关的发酵生产:细菌酒精发酵
葡萄糖三条降解途径在不同微生物中的分布
菌名 酿酒酵母 产朊假丝酵母 灰色链霉菌 产黄青霉 大肠杆菌 铜绿假单胞菌 嗜糖假单胞菌 枯草杆菌 氧化葡萄糖杆菌 真养产碱菌 运动发酵单胞菌 藤黄八叠球菌
氧被消耗而造成局部的厌氧环境
硝酸盐还原细菌进行厌氧呼吸
土壤中植物能利用的氮 (硝酸盐NO3-)还原成 氮气而消失,从而降低 了土壤的肥力。
松土,排除过多的水分, 保证土壤中有良好的通 气条件。
反硝化作用在氮素循环中的重要作用
硝酸盐是一种容易溶解于水的物质, 通常通过水从土壤流入水域中。如果 没有反硝化作用,硝酸盐将在水中积 累,会导致水质变坏与地球上氮素循 环的中断。
2、 HMP途径 (戊糖磷酸途径)
(Hexose Monophophate Pathway)
葡萄糖经转化成6磷酸葡萄糖酸后, 在6-磷酸葡萄糖酸 脱氢酶的催化下, 裂解成5-磷酸戊糖 和CO2。

微生物学 第七章 微生物的代谢(共81张PPT)

微生物学 第七章 微生物的代谢(共81张PPT)
特点:
a 、不经EMP途径和TCA循环而得到彻底氧化,无ATP生成,
b、产大量的NADPH+H+还原力 ; c、产各种不同长度的重要的中间物(5-磷酸核糖、4-磷酸-赤藓糖 ) d、单独HMP途径较少,一般与EMP途径同存
e、HMP途径是戊糖代谢的主要途径。
3)ED途径
——2-酮-3-脱氧-6-磷酸-葡萄糖酸裂解途径 1952年 Entner-Doudoroff :嗜糖假单胞菌
过程: (4步反应) 1 葡萄糖 6-磷酸-葡萄糖
6-磷酸-葡糖酸
6-磷酸-葡萄糖-脱水酶
特点:
a、步骤简单 b、产能效率低:1 ATP
KDPG KDPG醛缩酶
3--磷酸--甘油醛 + 丙酮酸
c、关键中间产物 KDPG,特征酶:KDPG醛缩酶
细菌:铜绿、荧光假单胞菌,根瘤菌,固氮菌,农杆菌,运动发酵单胞 菌等。
——严格厌氧菌进行的 唯一能大规模生产的发酵产 品。(丙酮、丁醇、乙醇混合物,其比例3:6:1) ——丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutyricum)
2丙酮酸
2乙酰-CoA
缩合
乙酰-乙酰 CoA
(CoA转移酶)
丙酮 +CO2 丁醇
5)氨基酸的发酵产能(stickland反应)
发酵菌体:生孢梭菌、肉毒梭菌、斯氏梭菌、双 酶梭环(TCA 循环支路)
乙酸
乙酰-CoA
(乙酰--CoA合成酶)
异柠檬酸
(异柠檬酸裂合酶)
苹果酸 (苹果酸合成酶) 琥珀酸 + 乙醛酸
Ii 丙酮酸 、PEP等化合物固定CO2的方法 Iii 厌氧、兼性厌氧微生物获得TCA 中间产物方式
------通过TCA的逆过程

【生物科技公司】第五章微生物的代谢

【生物科技公司】第五章微生物的代谢

(生物科技行业)第五章微生物的代谢第五章微生物的代谢一、代谢的概念1、代谢是细胞内发生的所有化学反应的总称,包括分解代谢和合成代谢,分解代谢产生能量,合成代谢消耗能量。

2、生物氧化:生物体内发生的一切氧化还原反应。

在生物氧化过程中释放的能量可被微生物直接利用,也可通过能量转换储存在高能化合物(如ATP)中,以便逐步被利用,还有部分能量以热的形式被释放到环境中。

生物氧化的功能为:产能(ATP)、产还原力[H]和产小分子中间代谢物。

3、异养微生物利用有机物,自养微生物则利用无机物,通过生物氧化来进行产能代谢。

二、异养微生物产能代谢发酵生物氧化有氧呼吸呼吸无氧呼吸1、发酵:有机物氧化释放的电子直接交给本身未完全氧化的某种中间产物,同时释放能量并产生各种不同的代谢产物。

发酵过程中有机化合物只是部分地被氧化,因此,只释放出一小部分的能量。

发酵过程的氧化是与有机物的还原相偶联。

被还原的有机物来自于初始发酵的分解代谢,即不需要外界提供电子受体。

发酵的种类有很多,可发酵的底物有碳水化合物、有机酸、氨基酸等,其中以微生物发酵葡萄糖最为重要。

生物体内葡萄糖被降解成丙酮酸的过程称为糖酵解(glycolysis)。

糖酵解是发酵的基础,主要有四种途径:EMP途径、HMP途径、ED途径、磷酸解酮酶途径。

主要发酵类型(1)酵母菌乙醇发酵的三种类型一型发酵:GlucosePyrAlcohol二型发酵:当环境中存在NaHSO4,与乙醛结合,而不能受氢,不能形成乙醇。

磷酸二羟丙酮a-磷酸甘油甘油三型发酵:在碱性条件下,乙醛发生歧化反应产物:乙醇、乙酸和甘油。

(2)乳酸发酵同型乳酸发酵(EMP途径):葡萄糖丙酮酸乳酸异型乳酸发酵(PK或HK途径,肠膜状明串珠菌)葡萄糖乳酸+乙酸或乙醇(HK途径)戊糖乳酸+乙酸(PK途径)两歧双歧途径(PK+HK途径,两歧双歧途杆菌)葡萄糖乳酸+乙酸(Hk和PK途径)(3)氨基酸发酵产能(Stickland反应)在少数厌氧梭菌如Clostridiumsporogenes,能利用一些氨基酸同时当作碳源、氮源和能源,其机制是通过部分氨基酸的氧化和另一些氨基酸的还原向偶联,这种以一种氨基酸做氢供体和以另一种氨基酸做氢受体而发生的产能的独特发酵类型,称为Stickland反应。

6第六章 微生物的代谢

6第六章 微生物的代谢

发酵的类型
1.由EMP途径中丙酮酸出发的发酵
丙酮酸EMP途径的关键产物,由丙酮酸出发,在 不同微生物中可进入不同的发酵途径,如:同型酒 精发酵、同型乳酸发酵、丙酸发酵、混合酸发酵、 丁酸发酵等。
2.通过HMP途径的发酵——异型乳酸发酵 (heterolactic fermentation)凡葡萄糖发酵后产生乳 酸、乙醇(乙酸)和CO2等多种产物的发酵即异型 乳酸发酵;相对的如只产生2分子乳酸的发酵则称 同型乳酸发酵(homolactic fermentation)
第六章 微生物的代谢
Microbial metabolism
概述
新陈代谢(metabolism)简称代谢,是指发生在活细胞 中的各种分解代谢(catabolism)和合成代谢 (anabolism)的总和。
分解代谢又称异化作用,指复杂的有机分子在分解代谢 酶系的催化下产生简单分子、能量和还原力的作用。
TCA循环在微生物生命活动中的意义:
(1)彻底氧化,为微生物生长提供大量的能 量。 (2) 位于一切分解代谢与合成代谢的中枢地 位,为有机物的合成提供大量的原料。 (3)工业生产中可利用这一途径生产柠檬酸、 苹果酸、琥珀酸、谷氨酸等工业原料。
6.1.1.2 递氢和受氢
在生物体中,贮存在葡萄糖等有机物中 的化学能,经上述的多种途径脱氢后, 经过呼吸链等方式递氢,最终与受氢体 (氧、无机物或有机物)结合,以释放 其化学潜能。
1.EMP途径(Embdem-Meyerhof-Parnas pathway)或糖酵解途径(Glycolysis Pathway )
是绝大多数生物所共有的一条主流代谢途径。
1分子葡萄糖,经10步反应,产生2分子丙酮 酸 苷、酸)2分和子2N分A子DAHT2(P。还原型烟酰胺腺嘌呤二核

微生物的代谢

微生物的代谢

第一节 微生物的能量代谢
新陈代谢中的核心问题: 能量代谢 能量代谢的中心任务: 是生物体如何把环境中多种形式的最初能源转 换成为对一切生命活动都能使用的通用能源。 生物体能量代谢的实质: 是ATP和酰基辅酶A、酰基磷酸等的生成和利 用问题。即ATP的生成和利用的问题。

能源的转化
化能异养菌 最 初 能 源 有机物 光能营养菌 日 光 化能自氧菌 无机物* 通用能源 (ATP)
比 较 项 目 步 骤 条 件 催 化 剂 产 能 形 式 能 量 利 用 率
燃 烧 一 步 式 快 速 反 应 激 烈 无 热 、 光 低
生 物 氧 化 多 步 式 梯 级 反 应 温 和 酶 大 部 分 为 ATP 高
二、生物氧化类型 (一)有氧呼吸 作用aerobic respiration
丙酸发酵
丙酮酸 琥珀酸 丙酸细菌

草酰乙酸 丙酸
苹果酸
混合酸发酵
微生物将葡萄糖转 变成琥珀酸、乳酸、 甲酸、乙酸、氢气、 二氧化碳等多种产物 的生物学过程。
丁二醇发酵
微生物发酵葡萄糖 得到大量的丁二醇与 少量的乳酸 、乙酸、 二氧化碳、氢气等产 物的代谢过程。
由EMP途径的丙酮酸出发的发酵
合成代谢和分解代谢的关系
复杂分子
(有机物)
分解代谢酶系
合成代谢酶系
简单分子+ATP+[H]
初级代谢和次级代谢


初级代谢: 能使营养物质转变成 机体的结构物质、或对 机体具有生理活性作用 的物质或为生长提供能 量的一类代谢类型。 初级代谢产物
次级代谢: 存在于某些生物中, 并在它们一定生长时 期内出现的代谢类型。 次级代谢产物: 抗生素、生长刺激素、 生物碱、色素等

微生物学课件 第六章 微生物代谢

微生物学课件 第六章 微生物代谢

ATP ADP+P
Fd
(Fe4S4)2
FeMoCo N2
3、CO2同化
①乙醛酸循环 ②丙酮酸羧化支路 ③甘油酸途径:乙醇酸、草酸、甘氨酸底物, 转化为乙醛酸,缩合成羟基丙酮酸半醛,还原成甘 油酸进入EMP途径。
4、糖类的合成
单糖的合成;多糖的合成。
5、氨基酸的合成
氨基化作用;转氨基作用;前体碳骨架合成。
e-
e- Bph
e- QA e- QB e-
Q库
ADP+Pi Cyt.bc1 ATP
逆电子传递 外源H2
NAD(P) NAD(P)H2
P700 e- Cyt.c2
外源电子供体H2S等
非环式光合磷酸化 (non-cyclic photophosphorylation)
1/202 2H+
叶绿素b
e- Ⅱ
③膜透性调节; ④能荷调节; ⑤诱导作用:类似物诱导; ⑥磷酸盐调节。
(1)CO2的固定:空气中的CO2同化成细胞物质的 过程。
①卡尔文循环
②还原性三羧酸循环固定CO2
乙酰CoA
丙酮酸
磷酸烯醇式丙酮酸
草酰乙

琥珀酰CoA
α-酮戊二酸
柠檬酸
乙酸
乙酰CoA
③还原单酸循环
不消耗能量,Fd由H2或NADH2提供电子,由乙酰
CoA 丙酮酸
草酰乙酸
乙酸
2、生物固氮
固氮微生物(nitrogen –fixing organisms, diazotrophs)
代谢调控:利用遗传学方法或其它生物学方法,人 为地改变和控制生物的代谢途径,生产有用物质或进行 有益服务。
二、微生物产能代谢

微生物的代谢

微生物的代谢

第五章微生物的代谢代谢:细胞内发生各种化学反应的总称,主要由分解代谢和合成代谢两个过程组成。

分解代谢:是指将细胞内大分子物质降解为小分子物质,并在这个过程中产生能量;合成代谢:是指细胞利用简单的小分子物质合成复杂的大分子,在这个过程中要消耗能量,反应来源物质来源于分解代谢过程中产生的中间产物或环境中的小分子营养物质。

无论是分解代谢还是合成代谢,代谢途径都是由一系列连续的酶促反应构成,前一步反应的产物是后续反应的底物。

第一节微生物产能代谢在生物体内大分子有机物经过一系列连续的氧化还原反应,逐步分解并释放能量的过程,这是一个产能的过程,又称生物氧化。

一、异养微生物的生物氧化微生物细胞内发生的生物氧化反应分成发酵和呼吸两种类型,而呼吸又可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种方式。

1、发酵A、发酵是指微生物细胞将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某种中间产物,同时释放能量并产生各种不同的代谢产物,不需要外界提供电子体。

可发酵的底物有糖类、有机酸、氨基酸等,其中微生物发酵葡萄糖最为主要。

简单了解EMP途径、HM途径、ED途径、磷酸解酮酶途径。

B、乳酸发酵:许多菌能利用葡萄糖产生乳酸,这类细菌称为乳酸菌。

根据产物不同,乳酸发酵有3种类型:同型乳酸发酵、异型乳酸发酵和双歧乳酸发酵。

a、同型乳酸发酵:葡萄糖经过EMP途径降解为丙酮酸,丙酮酸在乳酸脱氢酶的作用下被NADH还原为乳酸,由于产物只有一种,故称同型乳酸发酵。

b、异型乳酸发酵:葡萄糖先经PK途径分解,发酵产物除乳酸以外还有一部分乙醇或乙酸。

c、双歧乳酸发酵:是两歧双歧杆菌发酵葡萄糖产生乳酸的一条途径,此反应中有两种磷酸解酮酶参加反应。

2、呼吸作用发酵中底物所具有的能量只有小部分被释放出来,并合成少量ATP,造成这种现象的原因有两个:一是底物的碳原子只被部分氧化,二是初始电子供体和最终电子受体的还原电势差不大。

呼吸作用:微生物在降解底物的过程中,将释放的电子交给NAD(P)+、FAD、或FMN等电子载体,再经电子传递系统传给外源电子受体,从而生成水或其他还原型产物并释放能量的过程。

微生物第四章

微生物第四章

第四章微生物的代谢代谢(metabolism):也称新陈代谢,指生物体内进行的全部化学反应的总和。

(一)分解代谢:细胞将大分子物质降解成小分子物质,并在此过程中产生能量的过程。

不同营养类型的微生物进行分解代谢所利用的物质不同,异氧微生物利用的是有机物,自养微生物利用的是无机物。

(二)合成代谢:细胞利用简单的小分子物质合成复杂的大分子物质,并在此过程中贮藏能量的过程。

(三)物质代谢:物质在体内进行转化的过程。

(四)能量代谢:伴随物质转化而发生的能量形式相互转化的过程。

(五)初级代谢:能使营养物转化为结构物质、具生理活性物质或提供生长能量的一类代谢。

产物有小分子前体物、单体、多聚体等生命必需物质。

(六)次级代谢:某些微生物进行的非细胞结构物质和维持其正常生命活动的非必须物质的代谢。

产物有抗生素、酶抑制剂、毒素、甾体化合物等,与生命活动无关,不参与细胞结构,也不是酶活性必需,但对人类有用。

合成代谢和分解代谢的关系1.分解代谢为合成代谢提供能量和原料,保证正常合成代谢的进行,合成代谢又为分解代谢创造更好的条件。

2.合成代谢和分解代谢都是由一系列连续的酶促反应构成的,前一步反映的产物是后续反应的底物。

微生物代谢的特点1.代谢旺盛(代谢强度高、转化能力强)2.代谢类型多样化(导致营养类型的多样化)3.某些微生物在代谢过程中除产生其生命活动必须的初级代谢产物和能量外,还会产生一些次级代谢产物,次级代谢产物与人类生产与生活密切相关,是微生物学的重要研究领域。

4.微生物的代谢作用使得微生物在自然界的物质循环中起着极其重要的作用。

第一节微生物的能量代谢第二节微生物的物质代谢第三节微生物代谢的调节第四节微生物次级代谢与次级代谢产物第一节微生物的能量代谢微生物能量代谢是指微生物把环境提供的能源或本身储存的能源转变为微生物生命活动所需能源的过程。

微生物的产能代谢是指生物体内经过一系列连续的氧化还原反应,逐步分解并释放能量的过程,又称生物氧化。

03 微生物的生理特性-代谢

03 微生物的生理特性-代谢
• 反硝化作用会导致土壤中植物可利用氮 (NO3-) 的 消 失,从而降低了土壤肥力,对农业生产不利。如 果 没有反硝化作用,硝酸盐将在水中积累,会导致 水 质变坏与地球上氮素循环的中断。
3 自养微生物的生物氧化
自然界存在一类微生物 , 能以无机物作为氧化 的基质,并利用该物质在氧化过程中放出的 能量进行生长。这类微生物就是好氧型的化 能自养微生物,它们分别属于氢细菌、硫化 细菌、硝化细菌和铁细菌。这些细菌广泛分 布在土壤和水域中,并对自然界物质转化起 着重要的作用。
•• 呼吸是指微生物在降解底物的过程中,将释放出的电
子交给 NAD(P) +、 FAD 或 FMN 等电子载体,再经 电子传递系统传给外源电子受体,从而生成水或其他 还原型产物并释放出较多能量的过程。其中,以分子 氧 作为最终电子受体的呼吸称为有氧呼吸,以氧以外 的其他氧化型化合物作为最终电子受体的呼吸称为无 氧呼 吸。
最普遍、最重要的生物氧化或产能方式。 除糖酵解过程外,还包括三羧酸循环和电子传递 链两部分反应。 在发酵过程中,葡萄糖经过糖酵解作用形成的丙 酮酸在厌氧条件下转变成不同的发酵产物,而在 有氧呼吸过程中,丙酮酸进入三羧酸循环( TC A )被彻底氧化成 H2O 和 CO2 ,同时释放出大 量能量。 产能量多,一分子葡萄糖净产 38 个 ATP 。
H2
[H ]
② 无氧呼吸
NOO3-, SO4,CO2
A、B或 C
③ 发酵
NO,C-,HSO234 -
AH2 、 BH2 或 CH2 ( 发酵产物:乙醇、乳
酸等)
脱氢
递氢
受氢
( 1 ). 发酵
• 广义的“发酵”是指利用微生物生产有用代 谢产物的一种生产方式;
• 狭义的“发酵”是指在无外源电子受体的条件 下,微生物细胞将有机物氧化释放的电子直接 交给底物本身未完全氧化的某种中间产物,同 时释放能量并产生各种不同代谢产物的过程。
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第七章微生物的代谢重点与难点剖析一、代谢的概念1、代谢是细胞内发生的所有化学反应的总称,包括分解代谢和合成代谢,分解代谢产生能量,合成代谢消耗能量。

2、生物氧化:生物体内发生的一切氧化还原反应。

在生物氧化过程中释放的能量可被微生物直接利用,也可通过能量转换储存在高能化合物(如ATP)中,以便逐步被利用,还有部分能量以热的形式被释放到环境中。

生物氧化的功能为:产能(ATP)、产还原力[H]和产小分子中间代谢物。

3、异养微生物利用有机物,自养微生物则利用无机物,通过生物氧化来进行产能代谢。

二、异养微生物产能代谢发酵生物氧化有氧呼吸呼吸无氧呼吸1、发酵:有机物氧化释放的电子直接交给本身未完全氧化的某种中间产物,同时释放能量并产生各种不同的代谢产物。

发酵过程中有机化合物只是部分地被氧化,因此,只释放出一小部分的能量。

发酵过程的氧化是与有机物的还原相偶联。

被还原的有机物来自于初始发酵的分解代谢,即不需要外界提供电子受体。

发酵的种类有很多,可发酵的底物有碳水化合物、有机酸、氨基酸等,其中以微生物发酵葡萄糖最为重要。

生物体内葡萄糖被降解成丙酮酸的过程称为糖酵解(glycolysis)。

糖酵解是发酵的基础,主要有四种途径:EMP途径、HMP途径、ED途径、磷酸解酮酶途径。

主要发酵类型(1)酵母菌乙醇发酵的三种类型一型发酵:Glucose Pyr Alcohol,与乙醛结合,而不能受氢,不能形成乙醇。

二型发酵:当环境中存在NaHSO4磷酸二羟丙酮 a-磷酸甘油甘油三型发酵:在碱性条件下,乙醛发生歧化反应产物:乙醇、乙酸和甘油。

(2)乳酸发酵同型乳酸发酵(EMP途径):葡萄糖丙酮酸乳酸异型乳酸发酵(PK或HK 途径,肠膜状明串珠菌)葡萄糖乳酸 + 乙酸或乙醇(HK 途径)戊糖乳酸 + 乙酸(PK途径)两歧双歧途径( PK+HK 途径,两歧双歧途杆菌)葡萄糖乳酸 + 乙酸(Hk 和PK途径)(3)氨基酸发酵产能(Stickland 反应)在少数厌氧梭菌如Clostridium sporogenes, 能利用一些氨基酸同时当作碳源、氮源和能源,其机制是通过部分氨基酸的氧化和另一些氨基酸的还原向偶联,这种以一种氨基酸做氢供体和以另一种氨基酸做氢受体而发生的产能的独特发酵类型,称为Stickland 反应。

作为氢供体的氨基酸:Ala; Leu, Ile, Val, Phe, Ser, His, trp作为氢受体的氨基酸:Gly, Pro, Ori, OH-Pro, Arg, trp.发酵中能量产生发酵仅是专性厌氧菌和兼性厌氧菌在无氧条件下的一种生物氧化方式,产能是以底物水平磷酸化形式。

底物水平磷酸化形式:在发酵过程中形成高能磷酸键化合物,将其高能磷酸根交给ADP而生成ATP的过程.2、呼吸作用:微生物在降解底物过程中,将释放出的电子交给NAD(P)+、FAD或FMN等电子载体,再经电子传递系统传给外源电子受体,从而生成水或其它还原型产物并释放出能量的过程,称为呼吸作用。

包括有氧呼吸(aerobic respiration):以分子氧作为最终电子受体。

无氧呼吸(anaerobic respiration):以氧化型化合物作为最终电子受体。

(1) 有氧呼吸:葡萄糖经EMP途径和TAC循环被彻底氧化生成CO2和水,释放大量能量。

TCA循环:电子传递系统:由一系列氢和电子传递体组成的多酶氧化还原体系。

NADH、FADH 以及其他还原性载体上的氢原子,以质子和电子的形式在其上进行定向传递,其组成酶系是定向有序不对称的排列在细菌的细胞质膜上或真核生物的线粒体膜上。

电子传递系统有两种功能:从电子供体接受电子并将电子传递给电子受体;二是合成ATP,并把电子传递过程中释放的部分能量保存起来。

(2)无氧呼吸:无氧呼吸的最终电子受体不是氧,而是NO3-、NO2-、SO42-、S2O32-、CO2等无机物,或延胡索酸(fumarate)等有机物。

无氧呼吸也需要细胞色素等电子传递体,并在能量分级释放过程中伴随有磷酸化作用,也能产生较多的能量用于生命活动。

由于部分能量随电子转移传给最终电子受体,所以生成的能量不如有氧呼吸产生的多。

硝酸盐呼吸:以硝酸盐作为最终电子受体的生物学过程,也称为硝酸盐的异化作用。

有些菌可将NO2-进一步将其还原成N2,这个过程称为反硝化作用。

硝酸盐还原菌的反硝化作用对农业生产及地球物质循环都具有重要意义。

1)反硝化作用可使土壤中植物能利用的氮(硝酸盐NO3-)还原成氮气而消失,从而降低了土壤的肥力,对农业生产不利。

克服反硝化作用的有效方法之一是松土,保持土壤的疏松状态,排除过多的水分,保证土壤中有良好的通气条件(此时菌行有氧呼吸)。

2)反硝化作用在氮素循环中也有重要作用。

硝酸盐是一种容易溶解于水的物质,通常通过水从土壤流入水域中。

如果没有反硝化作用,硝酸盐将在水中积累,会导致水质变坏,与地球上氮素循环的中断。

三、自养微生物的生物氧化将CO2先还原成[CH2O]水平的简单有机物,然后再进一步合成复杂的细胞成分。

化能自养微生物所需的无机物氧化过程中主要通过氧化磷酸化产生ATP。

如果作为电子供体的无机物的氧化还原电位足够低,也在氧化磷酸化的过程中产生还原力,但大多数情况下都需要通过电子的逆向传递,以消耗ATP为代价获得还原力。

1、氨的氧化:NH3、亚硝酸(NO2-)等无机氮化物可以被某些化能自养细菌用作能源。

亚硝化细菌:将氨氧化为亚硝酸并获得能量。

硝化细菌:将亚硝酸氧化为硝酸并获得能量。

这两类细菌往往伴生在一起,在它们的共同作用下将铵盐氧化成硝酸盐,避免亚硝酸积累所产生的毒害作用。

这类细菌在自然界的氮素循环中起者重要的作用,在自然界中分布非常广泛。

NH3、NO2-的氧化还原电势均比较高,以氧为电子受体进行氧化时产生的能量较少,而且进行合成代谢所需要的还原力需消耗ATP进行电子的逆呼吸链传递来产生,因此这类细菌生长缓慢,平均代时在10h以上。

2、硫的氧化:硫细菌(sulfur bacteria)能够利用一种或多种还原态或部分还原态的硫化合物(包括硫化物、元素硫、硫代硫酸盐、多硫酸盐和亚硫酸盐)作能源。

硫细菌在进行还原态硫的氧化时会产酸(主要是硫酸),因此它们的生长会显著地导致环境的pH下降,有些硫细菌可以在很酸的环境,例如在pH低于1的环境中生长。

与硝化细菌一样,硫细菌也是通过电子的逆呼吸链传递来生成还原力。

3、铁的氧化:以嗜酸性的氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)为例:从亚铁到高铁状态的铁氧化,对于少数细菌来说也是一种产能反应,但从这种氧化中只有少量的能量可以被利用。

因此该菌的生长会导致形成大量的Fe3+(Fe(OH)3)。

氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)在富含FeS2的煤矿中繁殖,产生大量的硫酸和Fe(OH)3,从而造成严重的环境污染。

4、氢的氧化:氢是微生物细胞代谢中的常见代谢产物,很多细菌都能通过对氢的氧化获得生长所需要的能量。

能以氢为电子供体,以O2为电子受体,以CO2为唯一碳源进行生长的细菌被称为氢细菌:氢的氧化可通过电子和氢离子在呼吸链上的传递产生ATP和用于细胞合成代谢所需要的还原力。

氢细菌都是一些呈革兰氏阴性的兼性化能自养菌。

它们能利用分子氢氧化产生的能量同化CO2,也能利用其它有机物生长。

化能自养微生物以无机物作为能源,一般产能效率低,生长慢,但从生态学角度看,它们所利用的能源物质是一般化能异养生物所不能利用的,因此它们与产能效率高、生长快的化能异养微生物之间并不存在生存竞争。

四.能量转换1、底物水平磷酸化物质在生物氧化过程中,常生成一些含有高能键的化合物,而这些化合物可直接偶联ATP或GTP的合成。

2、氧化磷酸化物质在生物氧化过程中形成的NADH和FADH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或其他氧化性物质,在这个过程中偶连ATP的生成.3、光合磷酸化当一个叶绿素分子吸收光量子时,叶绿素性质上即被激活,导致其释放一个电子而被氧化,释放出的电子在电子传递系统中逐步释放能量,这就是光合磷酸化的基本动力。

光合磷酸化和氧化磷酸化一样都是通过电子传递系统产生ATP。

光能营养型生物产氧真核生物:藻类及其它绿色植物原核生物:蓝细菌不产氧(仅原核生物有):光合细菌(1)环式光合磷酸化(不产氧型光合作用)光合细菌主要通过环式光合磷酸化作用产生ATP。

不是利用H2O,而是利用还原态的H2、H 2S等作为还原CO2的氢供体,进行不产氧的光合作用;电子传递的过程中造成了质子的跨膜移动,为ATP的合成提供了能量。

(2)非环式光合磷酸化:产氧型光合作用,绿色植物、蓝细菌等以裂解水,提供细胞生长的还原能力。

含有两种类型的反映中心,连同天线色素、初级电子受体和供体一起构成了光合系统PI和PII,这两个系统偶联,进行非环式光合磷酸化。

非环式光合磷酸化的反应式:2NADP++2ADP+2Pi+2H2O→2NADPH+2H++2ATP+O2(3)非环式光合磷酸化绿色细菌的非环式光合磷酸化(不产氧型光合作用)NAD++H2S+ADP+Pi NADPH+H++ATP+S(4)嗜盐菌紫膜的光合作用一种只有嗜盐菌才有的,无叶绿素或细菌叶绿素参与的独特的光合作用。

嗜盐菌的细胞膜可分成红色和紫色二部分,前者主要含细胞色素和黄素蛋白等用于氧化磷酸化的呼吸链载体,后者在膜上呈斑片状独立分布,其总面积约占细胞膜的一半,这就是能进行独特光合作用的紫膜。

含量占紫膜75%是一种称为细菌视紫红质(bacteriorhodopsin)的蛋白质,它与人眼视网膜上的柱状细胞中所含的一种蛋白质—视紫红质(rhodpsin)十分相似,二者都以紫色的视黄醛(retinal)作为辅基。

目前认为,细菌视紫红质与叶绿素相似,在光量子的驱动下,具有质子泵的作用,产生质子的跨膜运输而形成ATP。

嗜盐菌只有在环境中氧浓度很低和有光照的条件下才能合成紫膜。

这时,通过正常的氧化磷酸化已无法满足其能量需要,转而由紫膜的光合磷酸化来提供。

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。

五、耗能代谢1、合成代谢:微生物利用分解代谢产生的能量、中间产物以及从外界吸收的小分子,合成复杂的细胞物质的过程。

合成代谢需要能量:ATP和质子动力。

中间产物:丙酮酸、乙酰辅酶A、草酰乙酸和三磷酸甘油醛等。

合成小分子物质:糖类、氨基酸、脂肪酸、嘌呤、嘧啶等。

2、兼用代谢途径:微生物细胞在正常生长情况下,需要从分解代谢途径中取得大量中间代谢物才能满足其合成细胞物质的基本需要。

对分解代谢来讲,需要回补中间代谢产物。

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