关于微生物代谢课件课件
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微生物的营养代谢PPT课件
基本营养物质的培养基。
例如：牛肉膏蛋白胨培养基（细菌）
牛肉膏 蛋白胨 NaCl 琼脂 水 PH
3g 10g 5g 18--20g 1000ml 7.0----7.2
培养基
（2）加富培养基（enrichment medium）
又叫营养培养基
定义：在基础培养基中加入某些特殊营养物 质制成的营养丰富的培养基。
[CH2O] + O2 ↑
如以还：绿 原硫 态细 无菌 机、硫紫化硫物细作菌氢或还电原子C供O体2 时。，
光能
CO2 + 2H2S 细→菌 [CH2O] + H2O + 2S
叶绿素
微生物的营养类型
（2）光能有机营养型（photorganotroph)
又叫异养微生物。又称光能异养型微生物。 红螺菌属.
脂肪酶
脂肪
甘油 ＋O2 CO2+H2O
脂肪酸 -O2 简单酸＋CO2+CH4
应用：屠宰场；生活污水。
3 果胶物质的分解
原果胶酶
原果胶＋H2O
可溶性果胶＋多缩戊糖
可溶性果胶＋H2O 果胶甲基酯酶 果胶酸＋甲醇
果胶酸＋H2O 多缩半乳糖酶 半乳糖醛酸
应用：麻类物质的脱胶处理
水浸——厌氧性细菌 露浸——好氧性细菌、放线菌、真菌
定义：以小分子有机物为最终电子受体的生物 氧化过程。有机物为呼吸基质的中间产物。
最终电子受体——有机物 参与的微生物——厌氧菌和兼性厌氧菌。 不经过电子传递体。 常见的发酵有
§乙醇发酵 §乳酸发酵
§丁酸发酵
乙醇发酵（生产酒精）
葡萄糖
3－磷酸甘油醛
2NAD
乙醇
1，3－二磷酸甘油酸
2NADH2
例如：牛肉膏蛋白胨培养基（细菌）
牛肉膏 蛋白胨 NaCl 琼脂 水 PH
3g 10g 5g 18--20g 1000ml 7.0----7.2
培养基
（2）加富培养基（enrichment medium）
又叫营养培养基
定义：在基础培养基中加入某些特殊营养物 质制成的营养丰富的培养基。
[CH2O] + O2 ↑
如以还：绿 原硫 态细 无菌 机、硫紫化硫物细作菌氢或还电原子C供O体2 时。，
光能
CO2 + 2H2S 细→菌 [CH2O] + H2O + 2S
叶绿素
微生物的营养类型
（2）光能有机营养型（photorganotroph)
又叫异养微生物。又称光能异养型微生物。 红螺菌属.
脂肪酶
脂肪
甘油 ＋O2 CO2+H2O
脂肪酸 -O2 简单酸＋CO2+CH4
应用：屠宰场；生活污水。
3 果胶物质的分解
原果胶酶
原果胶＋H2O
可溶性果胶＋多缩戊糖
可溶性果胶＋H2O 果胶甲基酯酶 果胶酸＋甲醇
果胶酸＋H2O 多缩半乳糖酶 半乳糖醛酸
应用：麻类物质的脱胶处理
水浸——厌氧性细菌 露浸——好氧性细菌、放线菌、真菌
定义：以小分子有机物为最终电子受体的生物 氧化过程。有机物为呼吸基质的中间产物。
最终电子受体——有机物 参与的微生物——厌氧菌和兼性厌氧菌。 不经过电子传递体。 常见的发酵有
§乙醇发酵 §乳酸发酵
§丁酸发酵
乙醇发酵（生产酒精）
葡萄糖
3－磷酸甘油醛
2NAD
乙醇
1，3－二磷酸甘油酸
2NADH2
微生物的代谢ppt课件
6-磷酸葡萄糖酸→5-磷酸核酮糖→ 5-磷酸木酮 ↓
5-磷酸核糖→参与核酸生成
5-磷酸核酮糖→6-磷酸果糖 + 3-磷酸甘油醛(进入EMP)
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，途径中的赤藓 糖、景天庚酮糖等可用于芳香族氨基酸、碱基及多糖合成； ➢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，另方面可通过呼吸链产生大量的能量； ➢与EMP途径在果糖-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； ➢途径中存在3~7碳的糖，使具有该途径微生物的所能利用利 用的碳源谱更为更为广泛； ➢通过该途径可产生许多种重要的发酵产物；
ED途径的特点
ED途径的特征反应是2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸（KDPG） 裂解为丙酮酸和3-磷酸甘油醛
ED途径的特征酶是2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸（KDPG）醛 缩酶
ED途径中的两分子丙酮酸来历不同，一分子由2-酮-3-脱氧-6磷酸葡萄糖酸直接裂解产生，另一分子由磷酸甘油醛经EMP 途径转化而来
1.2递氢和受氢
★经上述脱氢途径生成的NADH、NADPH、FAD等还原型辅 酶通过呼吸链等方式进行递氢，最终与受氢体（氧、无机或有 机氧化物）结合，以释放其化学潜能。 ★根据递氢特别是受氢过程中氢受体性质的不同,把微生物能量 代谢分为呼吸作用和发酵作用两大类。
发酵作用：没有任何外援的最终电子受体的生物氧化模式； 呼吸作用：有外援的最终电子受体的生物氧化模式； ★呼吸作用又可分为两类：
代谢：是微生物细胞与外界环境不断进行
物质和能量交换的过程，它是细胞内各种 化学反应的总和。 代谢＝物质代谢＋能量代谢
代谢的类型
按代谢过程考察的角度不同分：
5-磷酸核糖→参与核酸生成
5-磷酸核酮糖→6-磷酸果糖 + 3-磷酸甘油醛(进入EMP)
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，途径中的赤藓 糖、景天庚酮糖等可用于芳香族氨基酸、碱基及多糖合成； ➢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，另方面可通过呼吸链产生大量的能量； ➢与EMP途径在果糖-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； ➢途径中存在3~7碳的糖，使具有该途径微生物的所能利用利 用的碳源谱更为更为广泛； ➢通过该途径可产生许多种重要的发酵产物；
ED途径的特点
ED途径的特征反应是2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸（KDPG） 裂解为丙酮酸和3-磷酸甘油醛
ED途径的特征酶是2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸（KDPG）醛 缩酶
ED途径中的两分子丙酮酸来历不同，一分子由2-酮-3-脱氧-6磷酸葡萄糖酸直接裂解产生，另一分子由磷酸甘油醛经EMP 途径转化而来
1.2递氢和受氢
★经上述脱氢途径生成的NADH、NADPH、FAD等还原型辅 酶通过呼吸链等方式进行递氢，最终与受氢体（氧、无机或有 机氧化物）结合，以释放其化学潜能。 ★根据递氢特别是受氢过程中氢受体性质的不同,把微生物能量 代谢分为呼吸作用和发酵作用两大类。
发酵作用：没有任何外援的最终电子受体的生物氧化模式； 呼吸作用：有外援的最终电子受体的生物氧化模式； ★呼吸作用又可分为两类：
代谢：是微生物细胞与外界环境不断进行
物质和能量交换的过程，它是细胞内各种 化学反应的总和。 代谢＝物质代谢＋能量代谢
代谢的类型
按代谢过程考察的角度不同分：
微生物学-第六章-微生物的代谢课件
G
6-磷酸-果糖
特征性酶 磷酸己糖酮解酶
4-磷酸-赤藓糖 + 乙酰磷酸
6-磷酸-果糖
5-磷酸-木酮糖 ，5-磷酸-核糖
戊糖酮解酶
乙酸
3--磷酸甘油醛+ 乙酰磷酸
乳酸
乙酸
1 G 乳酸 + 1.5乙酸 + 2.5 ATP
三、发酵（fermentantion）
1、定义
广义：利用微生物生产有用代谢一种生产方式。 狭义：厌氧条件下，以自身内部某些中间代谢
氧化氮还原酶
反硝化意义：
1）使土壤中的氮（硝酸盐NO3-）还原成氮气而消失，降低土壤的肥力；
2）反硝化作用在氮素循环中起重要作用。
硫酸盐呼吸（硫酸盐还原）
——厌氧时，SO42- 、SO32-、S2O32- 等为末端电 子受体的呼吸过程。
特点：
a、严格厌氧； b、大多为古细菌 c、极大多专性化能异氧型，少数混合型； d、最终产物为H2S；
用所需的硝酸盐还原酶A亚硝酸还原酶等 c 兼性厌氧 细菌：铜绿假单胞、地衣芽孢杆菌等。
硝酸盐作用
同化性硝酸盐作用：
NO3- NH3 - N R - NH2 异化性硝酸盐作用：
无氧条件下，利用NO3-为最终氢受体
NO3- NO2 NO N2O N2
硝酸盐还原酶
亚硝酸还原酶
氧化亚氮还原酶
a、a1、a2、a4、b、b1、c、c1、c4、c5、d、o等； 末端氧化酶：
cyt a1、a2、a3、d、o，H2O2酶、过氧化物酶；呼吸链组分多变 存在分支呼吸链：
细菌的电子传递链更短并P／O比更低，在电子传递链的几个位置进入链和 通过几个位置的末端氧化酶而离开链。 E.coli （缺氧） CoQ cyt.b556 cyt.o
微生物学第六章微生物代谢课件PPT
（4）硝酸盐呼吸（反硝化作用）
亚硝酸还原细菌
基质-H2
辅酶
一系列酶
NO2-
NO
N2
基质
辅酶-H2
NO3硝酸盐还原细菌
脱氢酶
2NH2OH 2HNO3 2HNO2 2NOH
N2O
2NH3 N2
3、能量转换
（1）底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation)：物质在生物氧化过程中，生成一些 含有高能键的化合物直接偶联ATP或GTP的合成；存在 与发酵过程中及呼吸过程中。 （2）氧化磷酸化（oxidative phosphorylation）： 生物氧化过程与电子传递链偶联产生ATP的过程。 （3）光合磷酸化 环式光合磷酸化：只有一个光反应系统，有光反 应和暗反应；不放氧；产生ATP不产还原剂NADH2，固 定CO2所需NADH2来自电子传递。
代谢途径（metabolic pathway）：也称（chemical pathways of metabolism）代谢的化学途径，指某一物质代 谢反应过程。 代谢物（metabolite）：指代谢反应中任一反应物、 中间物或产物。 初级代谢(Primary Metabolism)：通过分解和合成代 谢，生成维持生命活动物质和能量的过程。 次级代谢(Secondary Metabolism)：以初级代谢产物为 前体，合成一些对生命活动无明确功能的物质过程。 代谢工程（Metabolism Engineering）：通过基因工程 技术操作生物的代谢途径，提高二级代谢产物的产量和 增加品种。 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。
（2）呼吸作用 有氧呼吸（aerobic respiration）：以分子氧 为最终电子受体的生物氧化过程。 无氧呼吸（anaerobic respiration ）：以无机 物为最终电子受体的生物氧化过程。
微生物的代谢ppt课件
酶制剂发酵
利用微生物产生各种酶类的代谢过程 ，将酶提取后广泛应用于食品加工、 洗涤剂等领域。
微生物代谢在环境保护中应用
废水处理
利用微生物降解有机污染物的代 谢能力，将废水中的有害物质转 化为无害物质，达到废水处理的
目的。
生物脱硫脱氮
利用微生物分解有机垃圾的代谢 过程，将有机垃圾转化为稳定的 腐殖质，实现有机垃圾的资源化
也最快。
酸碱度对微生物代谢影响
酸碱度（pH值）对微生物的生长和 代谢有很大影响。
pH值通过影响微生物细胞膜的通透 性、酶的活性以及营养物质的吸收等 方式来影响微生物的代谢。
不同微生物对pH值的适应性不同， 有些微生物只能在酸性或碱性环境中 生长。
微生物在适宜的pH值范围内，其代 谢活动才能正常进行。
医疗健康
微生物代谢与人类健康密切相 关，研究微生物代谢有助于了 解疾病的发生机制并开发新的 治疗方法。
农业领域
微生物代谢在农业领域也有重 要作用，如生物肥料、生物农
药的研制和应用等。
02
微生物能量代谢
能量代谢基本概念
能量代谢
指生物体内能量的转移和转换过程， 包括能量的释放、传递、储存和利用 。
氧化还原反应
通过改变酶分子的数量来调节代谢速率，如酶合成和降解的速
率控制。
基因表达调控机制
转录水平调控
通过控制基因转录的速率来调节基因表达，如启动子和转录因子的 相互作用。
翻译水平调控
通过控制mRNA的翻译速率来调节基因表达，如核糖体结合位点和 翻译起始因子的作用。
转录后和翻译后调控
通过控制mRNA和蛋白质的修饰、加工和降解来调节基因表达，如 RNA剪接和蛋白质磷酸化。
微生物的代谢ppt课件
《微生物代谢》课件
糖异生
某些微生物可以将其他有 机物转化为葡萄糖或糖。
脂肪和蛋白质的代谢
脂肪代谢
脂肪在微生物中可被分解为甘油和脂肪酸，再进一步氧化分 解。
蛋白质代谢
蛋白质被分解为氨基酸，再通过脱氨基作用将氨基酸转化为 酮酸。
其他物质的代谢
氮代谢
微生物将氮气或其他无机氮源转化为氨基酸和核酸。
硫代谢
某些微生物可以将硫化物转化为硫酸盐。
酶的合成调节
总结词
酶的合成调节通过控制酶蛋白的合成量来影响微生物代谢过程，是代谢调控的重要环节 。
详细描述
酶的合成调节主要受到基因转录和翻译水平的调控。在转录水平上，RNA聚合酶以DNA为模板 合成mRNA，而转录的起始、延伸和终止受到多种因素的影响，如DNA上的启动子、RNA聚合 酶的种类和浓度等。在翻译水平上，mRNA被核糖体识别并结合，氨基酸按照mRNA上的密码子
自养微生物的能量代谢
光合作用
利用光能将二氧化碳和水转化为有机 物。
化能合成作用
利用氧化还原反应将无机物转化为有 机物。
微生物的ATP合成
氧化磷酸化
在呼吸链中，电子传递过程中释放的能量用于合成ATP。
光合磷酸化
在光合作用的光反应阶段，光能转化为ATP和NADPH。
糖酵解
葡萄糖经过糖酵解途径产生ATP和NADH。
食品发酵
微生物代谢是食品发酵过程中的关键环节，可以产生具有特殊风 味的食品。
食品保存
通过控制微生物代谢，可以延长食品的保质期，保证食品的安全 和品质。
食品添加剂
一些微生物代谢产物可作为食品添加剂，提高食品的口感和营养 价值。
在医药工业中的应用
抗生素生产
微生物代谢可以产生抗生素，用于治疗细菌感染。
5微生物的代谢-PPT课件
氧化型物质，在这个过程中偶联着ATP 的合成，这种产生ATP方式称底物水平 磷酸化
化学渗透偶联假说
1961年,英国,米切尔提出 电子传递过程中导致膜内外出现质子浓度 差,从而将能量蕴藏在质子势中,质子势由 膜外进入胞内,此过程中通过存在于膜上的 F1-F0ATP酶偶联ATP的形成
构象变化偶联假说
2. 生产菌种的来源 自学
3. 微生物工业发酵的一般过程
二、大规模发酵特征
1. 用于好氧菌的大型发酵罐的结构与应用 2. 厌氧菌大型发酵罐和其他生物反应器 3. 发酵过程的优化及后处理 4.发酵的逐级放大
自学
1. 用于好氧菌的大型发酵罐的结构与应用 2. 厌氧菌大型发酵罐和其他生物反应器 3. 发酵过程的优化及后处理
二、分支合成途径调节
特点： 每个分支途径的末端产物控制分 支点后的第一个酶，同时每个末 端产物又对整个途径的第一个酶 有部分的抑制作用
第五节 微生物次级代谢与次级代谢产物
一、次级代谢与次级代谢产物 1. 初级代谢 微生物从外界吸收各种营养物质，通过 分解代谢和合成代谢，生成维持生命活 动的物质和能量的过程
发酵的逐级放大
(1) 小试
实验室或小型设备 得小试最佳发酵条件 评估所发酵的产物是否具有生产可能性
(2) 中试 实验工厂或车间的小规模设备 对小试最佳发酵条件进行验证并放大 基本确定发酵产物能否进行工业大规 模生产
(3) 大试 试验性生产 对中试发酵条件的参数进行验证改进 确定发酵产物能否进行工业大规模生产
转移酶类的特异性决定次序 单糖单位——核苷糖为载体
核苷糖————核苷糖-单糖
能量来源：核苷糖中高能糖-磷酸键水解
5. 氨基酸的合成
碳骨架来自糖代谢产生的中间代谢产物 氨: ①直接从外界环境获得;
化学渗透偶联假说
1961年,英国,米切尔提出 电子传递过程中导致膜内外出现质子浓度 差,从而将能量蕴藏在质子势中,质子势由 膜外进入胞内,此过程中通过存在于膜上的 F1-F0ATP酶偶联ATP的形成
构象变化偶联假说
2. 生产菌种的来源 自学
3. 微生物工业发酵的一般过程
二、大规模发酵特征
1. 用于好氧菌的大型发酵罐的结构与应用 2. 厌氧菌大型发酵罐和其他生物反应器 3. 发酵过程的优化及后处理 4.发酵的逐级放大
自学
1. 用于好氧菌的大型发酵罐的结构与应用 2. 厌氧菌大型发酵罐和其他生物反应器 3. 发酵过程的优化及后处理
二、分支合成途径调节
特点： 每个分支途径的末端产物控制分 支点后的第一个酶，同时每个末 端产物又对整个途径的第一个酶 有部分的抑制作用
第五节 微生物次级代谢与次级代谢产物
一、次级代谢与次级代谢产物 1. 初级代谢 微生物从外界吸收各种营养物质，通过 分解代谢和合成代谢，生成维持生命活 动的物质和能量的过程
发酵的逐级放大
(1) 小试
实验室或小型设备 得小试最佳发酵条件 评估所发酵的产物是否具有生产可能性
(2) 中试 实验工厂或车间的小规模设备 对小试最佳发酵条件进行验证并放大 基本确定发酵产物能否进行工业大规 模生产
(3) 大试 试验性生产 对中试发酵条件的参数进行验证改进 确定发酵产物能否进行工业大规模生产
转移酶类的特异性决定次序 单糖单位——核苷糖为载体
核苷糖————核苷糖-单糖
能量来源：核苷糖中高能糖-磷酸键水解
5. 氨基酸的合成
碳骨架来自糖代谢产生的中间代谢产物 氨: ①直接从外界环境获得;
微生物的代谢PPT课件
农村加油站的火灾危险性及预防随着市场经济建设的不断加快，各行各业之间的竞争愈来愈激烈，加油站的建设改造也是如此。
一些乡镇为追求自身利益和发展，将加油点改为加油站、加油城等，农村加油站的老板也不断扩大加油站的规模和级别，而对建设改造过程中的消防安全却忽视了，结果留下了许多火灾隐患，稍有疏忽，随时都有可能发生爆炸，造成重大人员伤亡和财产损失，给人们带来不幸。
根据自己近年来的工作和加油站检查过程中发现的问题，对农村小型加油站存在的安全隐患和如何防止油罐火灾事故的发生有如下认识和体会：农村加油站存在的火灾危险性1、许多农村加油站的前身属各乡镇农机站的下属单位，建站较早，在建加油站时基本上未经消防审核和验收，导致存在着一些火灾隐患。
加油站建设改造未经有资质部门设计，未将消防设计图纸报送当地公安消防机构审核，擅自施工，造成平面布局不合理，防火间距不足，造成先天隐患。
2、加油站服务人员违反安全规定给塑料桶（瓶）加油。
用油枪往塑料桶（瓶）内加油，汽油在塑料桶内流动摩擦会产生静电，塑料桶为电绝缘物不能及时地将静电导除，因而会造成静电积聚。
当静电压和桶内的油蒸汽达到一定值时，将会引发爆炸。
这个现象在一些乡镇的加油站非常普遍。
在加油站的日常管理中，一定要督促加油站采取严格的管理，杜绝此类危险操作。
3、电气设备不符合安全要求。
很多加油站的营业室及值班室内的照明线路不按要求敷设，不使用防爆灯具、防爆开关。
有的加油站虽然在建设时采用了防爆电气，但后期管理上不严格按照要求使用，私自乱接乱拉电线导致防爆电气失去了应有的作用。
4、有的加油站经营者只顾追求眼前利益，而忽视长远利益及其社会、环境等方面的综合效益，对加油站的消防安全资金投入较少，很多单位的灭火器要么配置不足，要么就是年久没有更换而失去功效。
防火责任制落实不到位，人员培训不到位，消防设施不到位。
5、加油人员或机动车驾驶人员在加油站内随便接听电话，致使一些潜在的火灾隐患影响加油站的安全。
微生物的代谢PPT课件
2021/3/7
CHENLI
10
ED途径
ATP
葡萄糖
ADP
NADP+
6-磷酸-葡萄糖
NADPH2
6-磷酸-葡萄酸
~~激酶
（与EMP途径连接）
EMP途径 3-磷酸-甘油醛
~~氧化酶
(与HMP途径连接)
~~脱水酶
2-酮-3-脱氧-6-磷酸-葡萄糖酸
EMP途径
丙酮酸 ~~醛缩酶
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.
2021/3/7
CHENLI
5
生物氧化的功能： 产能(ATP)
产还原力【H】 小分子中间代谢物
2021/3/7
CHENLI
6
异氧微生物的生物氧化途径：
❖ EMP途径 ❖ HMP途径 ❖ ED途径 ❖ 磷酸酮解途径 ❖ 三羧酸循环
2021/3/7
CHENLI
7
葡萄糖的酵解 作用
( 简称：EMP途径)
•通过该途径可产生许多种重要的发酵产物。如核苷酸、若干 氨基酸、辅酶和乳酸（异型乳酸发酵）等。
•HMP途径在总的能量代谢中占一定比例，且与细胞代谢活 动对其中间产物的需要量相关。
2021/3/7
CHENLI
9
ED途径
又称2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡糖酸（KDPG）裂解途径。 1952年在Pseudomonas saccharophila中发现，后来 证明存在于多种细菌中（革兰氏阴性菌中分布较 广）。 ED途径可不依赖于EMP和HMP途径而单 独存在，是少数缺乏完整EMP途径的微生物的一 种替代途径，未发现存在于其它生物中。
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生物氧化
➢生物氧化的形式 ▪加氧、脱氢、失去电子
➢生物氧化的功能 ▪产能（ATP） ▪产还原力[H] ▪产小分子中间代谢产物
➢生物氧化过程 ▪脱氢 ▪递氢 ▪受氢
一、化能异养微生物的生物氧化和产能
➢底物脱氢 EMP途径 HMP途径 ED途径 TCA途径
➢递氢与受氢 呼吸 无氧呼吸 发酵
（一）底物脱氢的四种途径
葡萄糖+2NAD+2Pi+2ADP →2丙酮酸+2NADH2+2ATP
CoA ↓丙酮酸脱氢酶
乙酰CoA， 进入TCA
葡萄糖激活的方式
好氧微生物：通过需要Mg++和ATP的己糖激酶 厌氧微生物：通过磷酸烯醇式丙酮酸-磷酸转移酶 系统，在葡萄糖进入细胞时即完成了磷酸化
磷酸果糖激酶
EMP途径的关键酶，在生物中有此酶就意味着存在 EMP途径 需要ATP和Mg++ 在活细胞内催化的反应是不可逆的反应
2、HMP途径
磷酸戊糖途径可分为氧化阶段和非氧化阶段。 一个HMP途径循环的结果为：
葡萄P 糖 i 甘油 醛3磷酸 3C2O 6NADPH
一般认为HMP途径不是产能途径，而是为生物合 成提供大量的还原力(NADPH)和中间代谢产物。 多数微生物中具有HMP途径.
HMP途径：
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。磷酸戊 糖进一步代谢有两种结局，
能量代谢是新陈代谢的核心问题来自有机物 最初能源 日 光
无机物
化能异养菌
光能营养菌 通用能源（ATP） 化能自养菌
生物氧化: 分解代谢实际上是物质在生物体内经 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，这个过程也称为生物氧化，是 一个产能代谢过程。
不同类型微生物进行生物氧化所利用的物质是不 同的，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。
微 生 物 的 营 养 和 代 谢
❖ 合成代谢所利用的小分子物质源于分解代谢过程 中产生的中间产物或环境。
❖ 在代谢过程中，微生物通过分解代谢产生化学能， 光合微生物还可将光能转换成化学能，这些能量 用于合成代谢、微生物的运动和运输，另有部分 能量以热或光的形式释放到环境中去。
第一节 微生物的能量代谢
•HMP是一条葡萄糖不经EMP途径和TCA循环途径而得到彻 底氧化，并能产生大量NADPH+H+形式的还原力和多种中 间代谢产物的代谢途径。
1. 葡萄糖经过几步氧化反应产生核酮糖-5-磷酸和CO2 2. 核酮糖-5-磷酸发生同分异构化或表异构化而分别产生 核糖-5-磷酸和木酮糖-5-磷酸 3.上述各种戊糖磷酸在无氧参与的情况下发生碳架重排， 产生己糖磷酸和丙糖磷酸
关于微生物代谢课件
新陈代谢（metabolism）简称代谢，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 + [H]
（有机物） 合成代谢酶系
❖ 分解代谢的三个阶段：
第一阶段是将蛋白质、多糖及脂类等大分子营养物质降 成为氨基酸、单糖及脂肪酸等小分子物质；
HMP途径关键步骤：
1. 葡萄糖→6-磷酸葡萄糖酸
2. 6-磷酸葡萄糖酸→5-磷酸核酮糖→ 5-磷酸木酮糖 ↓
5-磷酸核糖→参与核酸生成
3. 5-磷酸核酮糖→6-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛(进入 EMP
HMP途径的总反应
耗能阶段
C6
2C3
产能阶段
2C3
4 ATP 2ATP 2 丙酮酸 2NADH2
第二阶段发生氧化还原反应，合成ATP并形成两分 子的丙酮酸。
EMP途径可为微生物的生理活动提供ATP和NADH，其 中间产物又可为微生物的合成代谢提供碳骨架，并在一 定条件下可逆转合成多糖。
葡萄 2P 糖 2iA D 2N PA D 2丙酮 2A 酸 T 2P NA 2D H H 22 H O
1、EMP途径 2、HMP途径 3、ED途径 4、TCA循环
底物脱氢的4条途径及其与递氢、受氢的联系
1.EMP途径
反应步骤：10步 反应简式：耗能阶段
C6
2C3
2ATP
产能阶段
2NADH+H+ 2丙酮酸 4ATP 2ATP
总反应式： C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi
2CH3COCOOH+2NADH+2H++2ATP+2H2O
第二阶段是将第一阶段产物进一步降解成更为简单的乙 酰辅酶A、丙酮酸以及能进入三羧酸循环的某些中间产物， 在这个阶段会产生一些ATP、NADH及FADH2；
第三阶段是通过三羧酸循环将第二阶段产物完全降解生 成CO2，并产生ATP、NADH及FADH2。
第二和第三阶段产生的ATP、NADH及FADH2通过电子传 递链被氧化，可产生大量的ATP。
①磷酸戊糖经转酮—转醛酶系催化， 又生成磷酸己糖和磷酸丙糖（3-磷 酸甘油醛），磷酸丙糖借EMP途径 的一些酶，进一步转化为丙酮酸。 称为不完全HMP途径。
②由六个葡萄糖分子参加反应，经 一系列反应，最后回收五个葡萄糖 分子，消耗了1分子葡萄糖（彻底 氧化成CO2 和水），称完全HMP 途径。
HMP途径降解葡萄糖的三个阶段
C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi 2CH3COCOOH+2NADH2+2H++2ATP+2H2O
6 葡萄糖-6-磷酸+12NADP++6H2O 5 葡萄糖-6-磷酸+12NADPH+12H++12CO2+Pi
特点：基本代谢途径，产能效率低，提供多种中间代谢物作 为合成代谢原料，有氧时与TCA环连接，无氧时丙酮酸 及其进一步代谢产物乙醛被还原成各种发酵产物，与发
酵工业有密切关系。
EMP途径(糖酵解途径): 大致分为两个阶段。
第一阶段可认为是不涉及氧化还原反应及能量释 放的准备阶段，只是生成两分子的主要中间代谢 产物：甘油醛-3-磷酸。
1分子葡萄糖可降 解成2分子3-磷酸 甘油醛，并消耗2 分子ATP。2分子 3-磷酸甘油醛被氧 化生成2分子丙酮 酸，2分子 NADH2和4分子 ATP。
EMP途径关键步骤
1. 葡萄糖磷酸化→1.6二磷酸果糖(耗能) 2. 1.6二磷酸果糖→2分子3-磷酸甘油醛 3. 3-磷酸甘油醛→丙酮酸
总反应式：