《微生物的代谢》PPT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：
微生物的新陈代谢优秀PPT
生物固氮主要在三方面进行研究： 用实验的方法提高主要农作物的固氮能力。 模拟固氮酶，使工业生产N肥在常温、常压下进行。 选择利用高效、优质的固氮微生物做为生物肥料 （根瘤菌肥料和固氮菌肥料）。
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(一) 固氮微生物
80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。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3类：
但大多数固氮菌都是好氧菌。
微生物如何解决既需要氧又须 防止氧对固氮酶损伤的矛盾？
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(三) 固氮微生物的避氧害机制
长期进化过程中，各种固氮微生物已进化出适 合在不同条件下保护固氮酶免受氧害的机制。
1. 好氧性自生固氮菌的抗氧保护机制 （1）呼吸保护
固氮菌科的菌种能以极强的呼吸作用迅速将周围环境中
18
固氮酶
固氮酶的特点：
1）还原N2、H+、C2H2等生物活性；
2）由固氮酶（组分I；钼铁蛋白；固二氮酶）和固氮
酶还原酶（组分II；铁蛋白；固二氮酶还原酶来自共同组成时才具有生物活性；
3）氧不可逆失活作用。
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固氮的生化途径细节
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思考
固氮酶对氧极端敏感（不可逆的失活）； 组分II（铁蛋白）：在空气中暴露45s后失活一半； 组分I（钼铁蛋白）：活性半衰期10 min；
第三节 微生物独特合成代谢 途径举例
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1
一. 自养微生物的CO2固定 二. 生物固氮 三. 肽聚糖的合成 四. 次生代谢
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2
一. 自养微生物的CO2固定
各种自养微生物在其生物氧化中获取的能量主要用于CO2的 固定。在微生物中，至今已了解的CO2固定的途径有4条。
《微生物的代谢A》PPT课件
脂肪的分解
脂肪是甘油和脂肪酸形成的酯。在动植物残 体中含有一定量脂类物质。一般作物茎叶中，脂 类约占干物质的0.5%～2.0%，油料作物种子中， 脂类约为30%～50%。
土壤中的脂类主要来自植物残体，少量来自动物 与微生物。
分解脂肪的微生物都具有脂肪酶。在脂肪酶 作用下，脂肪水解为甘油和脂肪酸。
蛋白质的分解
产物：麦芽糖，带分支侧链的寡糖及糊精。 产物麦芽糖在光学构型上为β—型，故称之β—淀粉 酶。 分布：β—淀粉酶广泛存在于霉菌中，细菌中少见。
糖化酶： 从淀粉分子的非还原性末端以葡萄糖为单位水解 α—1，4糖苷键，产物为葡萄糖；不能水解α—1， 6糖苷键。
异淀粉酶：能水解α—1，6糖苷键。
微生物产生的淀粉酶中，细菌产生的主要是α—淀 粉酶，霉菌产生的主要为β—淀粉酶和异淀粉酶。
活化
葡萄糖激活的 方式
己糖异构酶
磷酸果糖激酶
二磷酸果糖醛缩酶
3-磷酸甘油醛脱氢酶
磷酸甘油酸激酶
甘油酸变位酶
移位
烯醇化酶
磷酸化
丙酮酸激酶珠菌、构巢曲霉、Fra bibliotek僵菌、少孢根霉
N-乙酰几丁寡糖和壳聚几丁寡糖具有清爽的甜 味，有吸湿和保湿性，其在水中溶解度比单糖低， 有助于调整食品的水活性，增进保水性，兼具调味 和改良食品质构的功能，另外N-乙酰几丁寡糖可促
进肠道内有益菌(Bifidus)的增殖并抑制大肠杆菌及
肠道内病原菌的生长，是一种良好的双歧杆菌增殖 因子。
为好气性无芽孢周毛杆菌。这两种细菌分解几 丁质时利用生成的氨和葡萄糖作氮源、碳源及 能源。
链霉菌 中有许多分解能力比较强：褶皱链霉 菌、浅青紫链霉菌、橄榄绿链霉菌、淡紫灰 链霉菌、灰色链霉菌、浅天青链霉菌、天蓝 色链霉菌
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。
详细版第七章微生物的代谢.ppt
.精品课件.
8
2. HMP途径 (己糖一磷酸途径、戊糖磷酸途径)
6C6H12O6
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5葡糖-6-磷酸
35ATP
6CO2 9
特点
1）是一条葡萄糖不经EMP途径和TCA循环而彻底氧化产能、 产还原力[H]和许多中间代谢产物的途径；
2）进行一次周转需要六分子的葡萄糖同时参与，但实际只 消耗一分子的葡萄糖；
还原态无机物 化能自养型
通用能源ATP
ATP的结构
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3
一、化能异养微生物的生物氧化和产能
1. 生物氧化的定义
发生在活细胞内的一系列产能性氧化反应的总称。
燃烧
生物体外的氧化
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4
2. 生物氧化的形式：加氧、脱氢或失去电子； 3. 生物氧化的过程：脱氢、递氢、受氢 4. 生物氧化的结果: 产ATP、还原力[H]和小分子代 谢产物
比较各类无机盐呼吸的特点
➢ 硫呼吸
➢ 铁呼吸
➢ 碳酸盐呼吸
➢ 有机物呼吸
➢ 延胡索酸呼吸
➢ 甘氨酸呼吸 ➢ 氧化三甲胺呼吸
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C6H12O6
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2丙酮酸 2ATP 2NADH2
7
特点
1）是大多数生物所共有的基本代谢途径;
2）有氧和无氧条件下都能进行; 有氧条件下，该途径与TCA途径连接; 无氧条件下，丙酮酸被还原，形成乳酸等发酵 产物;
3）该途径是糖代谢和脂类代谢的连接点(如磷酸二
羟丙酮可还原成甘油，进入脂类代谢 ；
（一）底物脱氢的四条途径
.精品课件.
5
底物脱氢的四条途径
.精品课件.
6
1.
途径 EMP
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
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
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。
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有机物
环式光合磷酸化特点
只有一个光合系统（光合单位），有光反应和暗反应 不放氧气。 不产还原剂NADH2，固定CO2所需NADH2来自电子 传递
非环式光合磷酸化
电子传递途径不形成环式回路
代 表 微 生 物 蓝细菌 光合作用部位 叶绿素 光合作用特点 光合系统Ⅰ和光合系统Ⅱ偶联。
产氧气。
非环式光合磷酸化
到膜内）。 ▲旋转过程中结合ADP和Pi合成ATP。
膜外
膜 内
α3β3γδε
F1-F0ATP酶（分子马达）与ATP合 成关系示意图
电子传递过程中能量(ATP)产生机制
建立膜内外质子浓度 差（H+)。借助质子势 的推动将能量蕴藏在 质子势中。
ADP+ Pi 膜内
ATP+H2O F1ATP
膜
F0
膜外
能源
有机物氧化
化学能
无机物氧化
有机物 最初能源 日光
还原态的无机物
通用能源 ATP
F1-F0ATP酶（腺苷三磷酸合成酶） 合成ATP机制
F1-F0ATP酶：分子马达。能量转化的核心酶。
▲ 膜内侧的F1和膜中的F0结构域。 ▲“类车轮”结构——由9个亚基组成。 ▲可以象“车轮”一样旋转。 ▲旋转动力来自质子跨膜运输（膜外
2、具光合单位
有光合色素和电子传递系统的存在位点。 光合系统Ⅰ
光合色素分布于 光合系统Ⅱ
每个光合系统即是1个光合单位。
光捕获复合体（含菌绿素、类胡萝卜素） 1个光合单位
反应中心复合体
如：蓝细菌—类囊体 红螺菌、红硫菌—在细胞膜内壁形成单位膜组成的 光合单位。
光合细菌中，光照越强，光合单位越多。
3 光合磷酸化
43; H+ H+ + + ++ -- --
又叫紫膜光合磷酸化 最简单的光合磷酸化
ATP酶 紫膜
ADP H+ ATP +Pi
紫膜具有质 子泵作用。
微生物的光合磷酸化
生物类型 方式 条件
色素
反应中心
产物
还原力 (NADPH)中
H的来源
光合细菌 环式
绿色植物 非
藻类
环
兰细菌 式
2H +
1978 Nobel 奖
米切尔的化学渗透偶联假说（1961，P.Mitchell）
一 光能
通过光合磷酸化将光能转变成化学能。
（一）光合微生物的种类 （二）微生物的光合磷酸化作用 （三）进行光合磷酸化微生物的特点
（一）光合微生物的种类
1、自养型：蓝细菌、红硫菌、绿硫菌等； 2、异养或兼性：红螺菌、嗜盐菌等。
能量代谢 伴随物质转化而发生的能量形式相互转化。
3、按代谢产物在机体中作用不同分：
初级代谢 提供能量、前体、结构物质等的代谢类型; 产物对机体有生理活性。
次级代谢 在一定生长阶段出现的代谢类型；
其产物—— 抗生素、色素、激素、生物碱等。
第二节 微生物的产能代谢
一 光能 二 化学能
光能
1/202 2H+
叶绿素b
e- Ⅱ
叶绿素b+
H20
ADP+Pi
ATP
e- PQ(质体醌) e- Cyt.b
Cyt.C
e-
NADPH+H+ e- Fp
e- Fd
叶绿素a
e-Fe.S
e- Ⅰ
叶绿素a+
ATP ADP+Pi
非环式光合磷酸化特点
两个光合系统，即光合单位（叶绿素a、叶绿素b ） 放氧气。
产还原剂NADH2，产ATP。
当1个叶绿素（菌绿素）分子吸收光量子时， 叶绿素被激活，导致叶绿素释放1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。将光能转化为化学能。
◆ 环式光合磷酸化 ◆ 非环式光合磷酸化 ◆ 嗜盐菌紫膜的光合作用
环式光合磷酸化
是一种原始产能机制。电子循环式传递，形成回路。
代表微生物 光合作用部位
嗜盐菌获能途径
有光、无氧时-光合磷酸化 有氧时-氧化磷酸化
（二）微生物的光合磷酸化作用
（photophosphorylation）
指光能转化为化学能的过程。有3种。
生物类型 方式 条件 色素
反应中心
光合细菌 环式
绿色植物 非
藻类
环
兰细菌 式
嗜盐菌 紫膜
无O2 有O2 低O2
菌绿素类 胡萝卜素
等 叶绿素藻
原核生物的红螺菌属、绿菌属、红假 单胞菌属。厌氧菌。
菌绿素
光合作用特点 光反应和暗反应组成,只有一个
光反应系统，不放氧。
hv 环式光合磷酸化的光反应
菌绿素 +
菌绿素
e-
Cyt.C
ADP+Pi
e- 铁氧环蛋白
e-
泛醌
e-
Cyt.b
e-
ATP
环式光合磷酸化的暗反应
CO2
光能转变的化学能 ATP
NADH2
合成代谢(anabolism) 小分子 大分子（酶，结构组分等）
分解代谢的三个阶段：
▲ 蛋白质 氨基酸 多糖 单糖 脂类 脂肪酸
▲ 降解成丙酮酸、乙酰辅酶A等，产ATP
▲ 降解成CO2（通过三羧酸循环），产生ATP
I
II
分 解
代
谢
的
III
三
个
阶
段
2、按物质转化方式分：
物质代谢 物质在体内转化的过程。
第六章 微生物的代谢
本章提要
第一节 代谢概论 第二节 微生物的产能代谢 第三节 微生物耗能代谢 第四节 微生物代谢的调节 第五章 微生物次级代谢与次级代谢产物
第一节 代谢概论
新陈代谢(metabolism)
1、按活细胞内进行的化学反应分：
分解代谢(catabolism) 大分子 小分子（能量，细胞组分的前体）
嗜盐菌 紫膜
无O2 有O2
菌绿素类 胡萝卜素
等
叶绿素藻 色素等
低O2 细菌视紫 红质
1个 2个 紫膜
不产氧 ATP
质子泵
产氧 ATP
H2O光解
不产氧
来自H2S
ATP 等无机物氢供
体
二 化学能
(一) 化能异养型微生物产能代谢 (二) 化能自养型微生物产能代谢
生物氧化：物质在生物体内进行的一系列连续的 氧化还原反应,逐步分解并释放能量的过程,基质脱
色素等
细菌视紫 红质
1个 2个 紫膜
产物
不产氧 ATP
还原力 (NADPH)中H
的来源
质子泵
产氧 ATP
H2O光解
不产氧 ATP
来自H2S 等无机物氢供
体
（三）进行光合磷酸化微生物的特点
1 细菌内含光合色素 2 具光合单位 3 光合磷酸化
1、细菌内含光合色素
光合生物特有，是光合作用关键物质。 叶绿素（chl）或细菌叶绿素（Bchl） 类胡萝卜素 藻胆素
嗜盐菌具有菌视紫质、菌绿质。
叶绿素
β- 胡萝卜素 褐藻素
藻兰素
几种类胡萝卜素的辅助色素 （Accessory Pigment）
类胡萝卜素不直接参与光合反应。其作用：
把捕获的光能高效传给细菌叶绿素，进行 光合磷酸化作用。
做为叶绿素所催化的光氧化反应的淬灭剂。 在细胞能量代谢上起辅助作用。