微生物的新陈代谢
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1 、V．P．实验 2、甲基红（M.R）反应(可检验 酸的存在)
产气肠杆菌： V.P.试验（+），甲基红（-） E.coli： V.P.试验（-），甲基红（+）
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一、细菌的光合作用
真核生物：藻类及其他绿色植物
产氧 原核生物：蓝细菌 光能营养型生物
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发酵是厌氧微生物在生长过程中获得能量的一种主要 方式。糖酵解作用是各种发酵的基础，而发酵是糖酵 解过程的发展。
2、发酵类型
1） 乙醇发酵 a、酵母型乙醇发酵 1 G （EMP） 2丙酮酸 2 乙醛 + CO2 2 乙醇 + 2 ATP
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。
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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:
KDPG KDPG醛缩酶
a、步骤简单 b、产能效率低：1 ATP
不产氧 （仅原核生物有）：光合细菌
1、光合细菌类群
1）产氧光合细菌——好氧菌
各种绿色植物、藻类 蓝细菌：专性光能自养。含有叶绿素a
(H2S环境中，只利用光合系统 I 进行不产氧作用)。
2）不产氧光合细菌
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a、紫色细菌
——只含菌绿素a 或 b。
紫硫细菌（着色菌科）（旧称红硫菌 科）
a 混合酸发酵：
——肠道菌（E.coli、沙氏菌、志贺氏菌等）
CO2 + H2
乳酸脱氢酶 乳酸 丙酮酸甲酸解酶 乙酰-CoA +甲酸
1G
丙酮酸
磷酸转乙酰基酶
乙醛脱氢酶
乙酸激酶
乙醇脱氢酶
E.coli与志贺氏菌的区别：
葡萄糖发酵试验：
PEP羧化酶
E.coli、产气肠杆菌
甲酸（甲酸氢解酶、HC+O）2 + H2
b、绿色细菌（绿硫细菌） 含较多的菌绿素c、d 或 e ，
少量 a 。 电子供体：硫化物 或 元素
硫；暗环境中不进行呼吸代谢， 还可同化乙酸、丙酸、乳酸等简 单有机物。
2、细菌光合色素 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
光合色素是光合生物所特有的物质，有主要色素和辅助色素， 主要色素是叶绿素和细菌叶绿素，辅助色素有类胡萝卜素和藻 胆色素。 1）叶绿素（chlorophyll）：680、440nm 2）菌绿素—— a、b、c、d、e、g。
异型酒精发酵(乳酸菌、肠道菌和一些嗜热细菌）
1G
2 丙酮酸
（丙酮酸甲酸解酶）
甲酸 + 乙酰-- CoA
无丙酮酸脱羧酶
而有乙醛脱氢酶 乙醛 乙醇
2）乳酸发酵
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（德氏乳杆菌、植物乳杆菌、肠膜明串株菌 双歧双歧杆菌等）
—— EMP途径（丙酮酸 乳酸）
3)混合酸、丁二醇发酵 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
含紫色类胡萝卜素，菌体较大。
氢供体：H2S、H2 或 有机物。 H2S S SO42- ；
少数暗环境以S2O32-作为电子供体。
氧化铁紫硫细菌（Chromatium属）利 用FeS,或Fe2+ 氧化产生Fe(OH)3 沉淀
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紫色非硫细菌（红螺菌科）： 旧认为不能利用硫化物作为电子 供体；现知大多数亦能利用硫化 物，但浓度不能高。
条件：pH 3.5~4.5 , 厌氧 菌种：酿酒酵母、少数细菌（胃八叠球菌、解淀粉欧文氏菌等）
b、细菌型乙醇发酵资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
(发酵单胞菌和嗜糖假单胞菌)
同型酒精发酵
1G
2 丙酮酸
（ED）
乙醇 + 1ATP
代谢速率高，产物转化率高，发酵周期短等。缺点是生长pH较高，较易染 杂菌，并且对乙醇的耐受力较酵母菌低.
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。
ຫໍສະໝຸດ Baidu料仅供参考,不当之处，请联系改正。
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6-磷酸果糖出路：可被转变重新形成6-磷酸葡糖，回 到磷酸戊糖途径。
甘油醛-3-磷酸出路：
a、经EMP途径，转化成丙酮酸，进入TCA 途径 b、变成己糖磷酸，回到磷酸戊糖途径。
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
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HMP 途径（磷酸戊糖途径、旁路途径） 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
分为两个阶段：
1、3个分子6-磷酸葡萄糖在6磷酸葡萄糖脱氢酶和6-磷酸葡 萄糖酸脱氢酶等催化下经氧化 脱羧生成6个分子NADPH+H+，3 个分子CO2和3个分子5-磷酸核 酮糖
2、5-磷酸核酮糖在转酮酶和 转醛酶催化下使部分碳链进行 相互转换，经三碳、四碳、七 碳和磷酸酯等，最终生成2分 子6-磷酸果糖和1分子3-磷酸 甘油醛。
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代谢（metabolism）：
细胞内发生的各种化学反应的总称
代谢
分解代谢(catabolism) 合成代谢(anabolism)
分解代谢
复杂分子
简单小分子 ATP [H]
（有机物）
合成代谢
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乙酸 乙醇
草酰乙酸
丙酸
志贺氏菌无此酶，故发酵G 不产气。
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b 丁二醇发酵（2，3--丁二醇发酵） —— 肠杆菌、沙雷氏菌、欧文氏菌等
丙酮酸
（乙酰乳酸脱氢酶）
乙酰乳酸
3-羟基丁酮
V.P.试验的原理：
（OH-、O2）
红色物质 精氨酸胍基乙二酰
丁二醇
中性
其中两个重要的鉴定反应：
生物氧化的形式：某物质与氧结合、脱氢或脱电子三种
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
微生物直接利用
生物 氧化
能量 储存在高能化合物（如ATP）中
以热的形式被释放到环境中
自养微生物利用无机物 异养微生物利用有机物
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产气肠杆菌： V.P.试验（+），甲基红（-） E.coli： V.P.试验（-），甲基红（+）
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一、细菌的光合作用
真核生物：藻类及其他绿色植物
产氧 原核生物：蓝细菌 光能营养型生物
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发酵是厌氧微生物在生长过程中获得能量的一种主要 方式。糖酵解作用是各种发酵的基础，而发酵是糖酵 解过程的发展。
2、发酵类型
1） 乙醇发酵 a、酵母型乙醇发酵 1 G （EMP） 2丙酮酸 2 乙醛 + CO2 2 乙醇 + 2 ATP
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。
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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:
KDPG KDPG醛缩酶
a、步骤简单 b、产能效率低：1 ATP
不产氧 （仅原核生物有）：光合细菌
1、光合细菌类群
1）产氧光合细菌——好氧菌
各种绿色植物、藻类 蓝细菌：专性光能自养。含有叶绿素a
(H2S环境中，只利用光合系统 I 进行不产氧作用)。
2）不产氧光合细菌
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a、紫色细菌
——只含菌绿素a 或 b。
紫硫细菌（着色菌科）（旧称红硫菌 科）
a 混合酸发酵：
——肠道菌（E.coli、沙氏菌、志贺氏菌等）
CO2 + H2
乳酸脱氢酶 乳酸 丙酮酸甲酸解酶 乙酰-CoA +甲酸
1G
丙酮酸
磷酸转乙酰基酶
乙醛脱氢酶
乙酸激酶
乙醇脱氢酶
E.coli与志贺氏菌的区别：
葡萄糖发酵试验：
PEP羧化酶
E.coli、产气肠杆菌
甲酸（甲酸氢解酶、HC+O）2 + H2
b、绿色细菌（绿硫细菌） 含较多的菌绿素c、d 或 e ，
少量 a 。 电子供体：硫化物 或 元素
硫；暗环境中不进行呼吸代谢， 还可同化乙酸、丙酸、乳酸等简 单有机物。
2、细菌光合色素 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
光合色素是光合生物所特有的物质，有主要色素和辅助色素， 主要色素是叶绿素和细菌叶绿素，辅助色素有类胡萝卜素和藻 胆色素。 1）叶绿素（chlorophyll）：680、440nm 2）菌绿素—— a、b、c、d、e、g。
异型酒精发酵(乳酸菌、肠道菌和一些嗜热细菌）
1G
2 丙酮酸
（丙酮酸甲酸解酶）
甲酸 + 乙酰-- CoA
无丙酮酸脱羧酶
而有乙醛脱氢酶 乙醛 乙醇
2）乳酸发酵
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
（德氏乳杆菌、植物乳杆菌、肠膜明串株菌 双歧双歧杆菌等）
—— EMP途径（丙酮酸 乳酸）
3)混合酸、丁二醇发酵 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
含紫色类胡萝卜素，菌体较大。
氢供体：H2S、H2 或 有机物。 H2S S SO42- ；
少数暗环境以S2O32-作为电子供体。
氧化铁紫硫细菌（Chromatium属）利 用FeS,或Fe2+ 氧化产生Fe(OH)3 沉淀
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
紫色非硫细菌（红螺菌科）： 旧认为不能利用硫化物作为电子 供体；现知大多数亦能利用硫化 物，但浓度不能高。
条件：pH 3.5~4.5 , 厌氧 菌种：酿酒酵母、少数细菌（胃八叠球菌、解淀粉欧文氏菌等）
b、细菌型乙醇发酵资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
(发酵单胞菌和嗜糖假单胞菌)
同型酒精发酵
1G
2 丙酮酸
（ED）
乙醇 + 1ATP
代谢速率高，产物转化率高，发酵周期短等。缺点是生长pH较高，较易染 杂菌，并且对乙醇的耐受力较酵母菌低.
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。
ຫໍສະໝຸດ Baidu料仅供参考,不当之处，请联系改正。
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6-磷酸果糖出路：可被转变重新形成6-磷酸葡糖，回 到磷酸戊糖途径。
甘油醛-3-磷酸出路：
a、经EMP途径，转化成丙酮酸，进入TCA 途径 b、变成己糖磷酸，回到磷酸戊糖途径。
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
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HMP 途径（磷酸戊糖途径、旁路途径） 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
分为两个阶段：
1、3个分子6-磷酸葡萄糖在6磷酸葡萄糖脱氢酶和6-磷酸葡 萄糖酸脱氢酶等催化下经氧化 脱羧生成6个分子NADPH+H+，3 个分子CO2和3个分子5-磷酸核 酮糖
2、5-磷酸核酮糖在转酮酶和 转醛酶催化下使部分碳链进行 相互转换，经三碳、四碳、七 碳和磷酸酯等，最终生成2分 子6-磷酸果糖和1分子3-磷酸 甘油醛。
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代谢（metabolism）：
细胞内发生的各种化学反应的总称
代谢
分解代谢(catabolism) 合成代谢(anabolism)
分解代谢
复杂分子
简单小分子 ATP [H]
（有机物）
合成代谢
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乙酸 乙醇
草酰乙酸
丙酸
志贺氏菌无此酶，故发酵G 不产气。
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b 丁二醇发酵（2，3--丁二醇发酵） —— 肠杆菌、沙雷氏菌、欧文氏菌等
丙酮酸
（乙酰乳酸脱氢酶）
乙酰乳酸
3-羟基丁酮
V.P.试验的原理：
（OH-、O2）
红色物质 精氨酸胍基乙二酰
丁二醇
中性
其中两个重要的鉴定反应：
生物氧化的形式：某物质与氧结合、脱氢或脱电子三种
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
微生物直接利用
生物 氧化
能量 储存在高能化合物（如ATP）中
以热的形式被释放到环境中
自养微生物利用无机物 异养微生物利用有机物
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