微生物的新陈代谢
《微生物学》第6章 微生物的新陈代谢
粉嫩熟肉 各种外卖中的熟肉中含有的亚硝酸盐，是
现在最严重的。因为它可以让肉煮熟后颜色粉 红、口感鲜嫩，还会延长食品保质期，所以它 已经成为了食品加工业中肉制品添加剂的必备 配料。包括餐馆里，厨师们烹调许多肉菜都离 不了它，还有各种烧烤肉制品、羊肉串、腌制 品，以至驴肉、鹿肉、羊杂、内脏等，几乎都 会加入亚硝酸盐。一些所谓“传统工艺制作”的 产品中，哪怕是鸡鸭制品也不能幸免，这早已 成为了这行的行规。
亚硝酸盐的致癌性及致畸性：亚硝酸盐的危害还不只是使人中毒， 它还有致癌作用。亚硝酸盐可以与食物或胃中的仲胺类物质作用转 化为亚硝胺。亚硝胺具有强烈的致癌作用，主要引起食管癌、胃癌、 肝癌和大肠癌等。 慢性中毒（包括癌变）原因
1.饮用含硝酸盐或亚硝酸盐含量高的苦井水、蒸锅水。 2.食用硝酸盐或亚硝酸盐含量较高的腌制肉制品、泡菜及变质 的蔬菜。
iii. 2分子的丙酮酸来源不同
iv. 1 mol葡萄糖经途径只产生1 mol ATP
不同微生物中葡萄糖降解途径的分布（%）
微生物
EMP
HMP
ED
酿酒酵母
88
12
-
产朊假丝酵母
66~81
19~34 -
灰色链霉菌
97
3
-
产黄青霉
77
23
-
大肠杆菌
72
28
-
铜绿假单胞菌
-
29
71
嗜糖假单胞菌
-
-
100
（2）硫酸盐呼吸(脱硫弧菌属、脱硫单胞菌属、脱硫球菌属)
硫酸盐呼吸：是一类称作硫酸盐还原细菌的严格厌氧菌 在无氧 条件下获取能量的方式，其特点是底物脱氢后， 经呼吸链递氢，最终由末端氢受体硫酸盐受氢，在递氢 的过程中与氧化磷酸化相偶联而获得ATP。
《微生物的新陈代谢》学习心得2篇
《微生物的新陈代谢》学习心得 (3)《微生物的新陈代谢》学习心得 (3)精选2篇（一）学习《微生物的新陈代谢》这门课程，让我对微生物的代谢过程有了更深入的了解，以下是我的学习心得：首先，我了解到微生物是一类非常庞大和多样的生物群体，它们可以在各种不同的环境中生存和繁殖。
微生物的新陈代谢是指它们在生物体内进行化学反应以获取能量和合成生物物质的过程。
这些反应通常包括降解有机物和合成复杂的有机物。
其次，微生物的代谢过程可以分为两类：有氧代谢和厌氧代谢。
有氧代谢是指微生物利用氧气进行呼吸作用，将有机物（如葡萄糖）完全氧化为水和二氧化碳，并产生大量的能量。
厌氧代谢是指微生物在缺氧或无氧条件下进行代谢，通过发酵或其他途径产生能量。
此外，微生物的代谢过程还涉及到许多重要的生化反应和物质转化过程，如酶催化的反应、代谢通路、能量转移等。
这些反应和过程共同构成了微生物新陈代谢的基础，使得微生物能够适应和生存于不同的环境条件下。
最后，我还学习到了一些与微生物新陈代谢相关的应用和研究领域。
微生物的代谢产物在医药、食品、化工等行业中有广泛的应用，如抗生素、酶、发酵产物等。
研究微生物新陈代谢对于了解生命的基本原理、开发新药和生物技术等方面都具有重要意义。
通过学习《微生物的新陈代谢》，我对微生物代谢过程有了更深入的了解，对微生物的多样性和适应性也有了更全面的认识。
这门课程不仅拓宽了我的知识面，还启发了我对微生物研究的兴趣，我希望能继续深入学习相关的知识，并将其应用于实际的科研和应用领域中。
《微生物的新陈代谢》学习心得 (3)精选2篇（二）学习《微生物的新陈代谢》让我对微生物的新陈代谢过程有了更深入的理解。
微生物是一类非常小的生物体，但它们的代谢活动却非常丰富和复杂，对环境有着重要的影响。
在学习过程中，我了解到微生物的新陈代谢可以分为两类：有氧代谢和厌氧代谢。
有氧代谢是指微生物通过氧气将有机物氧化分解为二氧化碳和水，并产生能量。
微生物学(第五章-微生物的新陈代谢)
“微生物学”练习题第五章-微生物的新陈代谢一、名词解释发酵、光合色素、光合单位、次级代谢、次级代谢产物、同型乳酸发酵、异型乳酸发酵、合成代谢、分解代谢、有氧呼吸、无氧呼吸、呼吸作用二、选择题1、新陈代谢研究中的核心问题是（）。
A、分解代谢B、合成代谢C、能量代谢D、物质代谢2、驱动光合作用反应的能量来自（）。
A、氧化还原反应B、日光C、ATP分子D、乙酰CoA分子3、微生物光合作用的中间产物是（）。
A、氨基酸和蛋白质B、氧气和葡萄糖分子C、丙酮酸分子D、糖原4、不产氧光合作用产生ATP是通过（）。
A、非循环光合磷酸化B、循环光合磷酸化C、氧化磷酸化D、底物水平磷酸化5、发酵是专性厌氧菌或兼性厌氧菌在无氧条件下的一种生物氧化形式，其产能机制是（）。
A、非循环光合磷酸化B、循环光合磷酸化C、氧化磷酸化D、底物水平磷酸化6、合成代谢是微生物细胞中的一个过程，其作用是（）。
A、合成分子及细胞结构B、在电子载体间传递电子C、微生物细胞分解大分子为小分子D、糖酵解和三羧酸循环是关键的中间过程7、营硝酸盐呼吸的细菌，都是一类（）。
A、专性好氧菌B、兼性厌氧菌C、专性厌氧菌D、耐养性厌氧菌8、下列代谢方式中，能量获得最有效的方式是（）。
A、发酵B、有氧呼吸C、无氧呼吸D、化能自养9、下列哪些描述不符合次级代谢及其产物（）。
A、次级代谢的生理意义不象初级代谢那样明确B、次级代谢产物的合成不受细胞的严密控制C、发生在指数生长后期和稳定期D、质粒与次级代谢的关系密切10、光能自养型微生物的能量来源是（）。
A、葡萄糖B、日光C、CO2D、碳酸盐11、非循环光合磷酸化中，还原力NADPH2的〔H〕来自于（）。
A、H2SB、H2O的光解C、H2CO3D、有机物12、微生物产生次生代谢产物的最佳时期是（）。
A、适应期B、对数期C、稳定期D、衰亡期13、下列说法不正确的是（）。
A、初级代谢产物是微生物必须的物质B、次级代谢产物并非是微生物必须的物质C、次级代谢可以在微生物的代谢调节下产生D、初级代谢产物的合成无需代谢调节14、在细菌细胞中，能量代谢的场所是（）。
微生物新陈代谢
生物氢气
某些微生物能够利用光合作用或发酵作用产 生氢气，为氢能源的生产提供了新的途径。
感谢您的观看
THANKS
微生物新陈代谢的类型
01
02
03
有氧呼吸
微生物在有氧环境下，通 过氧化反应将有机物彻底 氧化分解，释放出能量。
无氧呼吸
微生物在无氧环境下，通 过发酵或无氧呼吸将有机 物氧化分解，释放出能量。
光合作用
某些光合细菌和藻类能够 利用光能将二氧化碳和水 转化为有机物，并释放出 氧气。
微生物新陈代谢的过程
的作用下进一步分解，释放大量能量。
无氧呼吸的产物
要点一
总结词
无氧呼吸的产物通常是二氧化碳、乙醇、乳酸等。
要点二
详细描述
在无氧呼吸过程中，有机物被氧化分解成不同的产物，例 如，葡萄糖在乳酸菌的无氧呼吸过程中被分解成乳酸，而 在酵母菌的无氧呼吸过程中则被分解成乙醇和二氧化碳。 这些产物对于微生物本身具有一定的生理意义，例如乳酸 可以降低细胞内的pH值，增强微生物的耐酸性；乙醇和二 氧化碳则可以作为微生物的能量来源和碳源。
无氧呼吸的能量转换
总结词
无氧呼吸的能量转换效率通常较低，但也有例外。
详细描述
无氧呼吸过程中释放的能量并不像有氧呼吸那样完全 、高效地转换为ATP中的化学能。因此，无氧呼吸的 能量转换效率通常较低。然而，有些微生物在无氧呼 吸过程中也能产生大量的能量，例如醋酸细菌的无氧 呼吸过程就可以产生大量的能量，其能量转换效率与 有氧呼吸相差无几。此外，一些微生物在无氧呼吸过 程中可以将部分能量转换为热能，以维持微生物自身 的温度。
发酵的产物
总结词
发酵的产物包括酒精、乳酸、乙酸、丁酸等，这些产物具有广泛的应用价值。
第六章微生物的新陈代谢
阳性
2020/4/21
阴性
甲 基 红 试 验
对照
大肠杆菌：+ 产气杆菌：—
2020/4/21
枸 橼 酸 利 用 试 验
大肠杆菌：— 产气杆菌：+
吲 哚 试 阳性 验
大肠杆菌：+ 产气杆菌：—
2020/4/21
2020/4/21
H2S 试验
尿
素
对照
阳性
阴性
酶
试
验
2020/4/21
1.发酵
发酵是一种在厌氧条件下发生的、不具有以氧或 无机物为电子受体的通过电子传递链传递电子的 生物氧化过程。该发酵被称为生理学发酵,与工业 上所称发酵完全不同。
供微生物发酵的有机物质主要是葡萄糖和其它单糖
工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下 通过分解与合成代谢将某些原料物质转化为特定微 生物产品的过程。如酵母菌、苏云金杆菌菌体生产, 抗生素发酵、乙醇发酵及柠檬酸发酵等。
第六章 微生物的新陈代谢
第一节微生物的能量代谢 第二节微生物对有机物的分解 第三节 分解代谢和合成代谢的联系 第四节 微生物独特合成代谢途径举例 第五节 微生物的代谢调节与发酵生产
2020/4/21
第一节 微生物的能量代谢
产能和耗能
2020/4/21
一、化能异养微生物的能量代谢
• 按照有无电子传递链，可将其分为底物 水平磷酸化和电子传递磷酸化两种类型 。 1.底物水平磷酸化 2.电子传递磷酸化
2020/4/21
2、HMP途径：
2020/4/21
反应过程：
2020/4/21
3、ED途径：
2020/4/21
第六章微生物代谢
TCA循环的重要特点
为糖类、脂类、蛋白质三大物质转化中心枢纽。 循环中的某些中间产物是一些重要物质生物合成的前体； 生物体提供能量的主要形式； 为人类利用生物发酵生产所需产品提供主要的代谢途径。如 柠檬酸发酵；Glu发酵等。
（二）递氢和受氢 经过上述4条途径脱氢后，通过呼吸链等方式 传递，最终可与氧、无机氧或有机物等氢受体相结
2、HMP途径
磷酸戊糖进一步代谢有两种结局：
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。
CO2、H2O 还原型中间代谢 产物醇、酸 NO2、N2 次之 少
电子传递链
完整
不完整
无，底物水平磷 酸化
二、自养微生物产ATP和产还原力 按能量来源不同可分为:
化能自养型
光能自养型
（一）化能自养微生物 还原CO2所需要的ATP和[H]是通过氧化无机物而获得的
硝化细菌、铁细菌、硫细菌、氢细菌
自养微生物氧化磷酸化效率低
葡萄糖 磷酸二羟丙酮
②异型乳酸发酵
乙醇
ATP ADP NAD+ NADH
乙醛
乙酰CoA
NAD+ NADH
乙酰磷酸
葡萄糖
6-磷酸 葡萄糖
6-磷酸葡 5-磷酸 萄糖酸 -CO2 木酮糖 3-磷酸 -2H 甘油醛
2ADP 2ATP
乳酸
（3）Stickland反应
1934年Stickland发现Closterdium sporogenes（生孢梭菌）能 利用一些氨基酸同时作为碳源、氮源和能源， 以一种氨基酸作供氢体，以另一种氨基酸作为受氢体而实现 产能的独特发酵类型。 CH3 CHNH2 + 2 CH2NH2 COOH ADP+Pi
微生物代谢途径
微生物代谢途径
【微生物代谢途径】
微生物代谢途径是指微生物在其内部产生能量或物质的代谢过程。
这些过程可以分为三大类：新陈代谢、重组代谢和合成代谢。
1．新陈代谢：
新陈代谢是指微生物从外界获取的能量或物质，通过氧化降解的过程，转化成它们所需要的化学能，如糖类、脂肪、蛋白质等，并发放出氧气或二氧化碳等有机化合物。
其中最重要的过程是糖酵解，也叫作糖苷水解或糖酵解反应，即将糖苷分解成更小的物质，如乳糖、果糖、麦芽糖等，同时产生氧气。
2．重组代谢：
重组代谢是指微生物从外界获取的物质通过氧化或合成反应，在细胞内重新构建新的物质，用于生物组成的物质改变。
其包括：碳水化合物代谢、脂肪代谢、氨基酸代谢、脱氢代谢、磷酸酯代谢、光合作用、氧化还原反应等。
3．合成代谢：
合成代谢是指微生物从外界获取的能量或物质，经过重组代谢后重新构建出新的物质，用于细胞的生长和繁殖。
这个过程主要分为三个部分：合成物的构建、调节物质的合成比例及调节物质的转运。
它包括：脂肪酸合成、碳水化合物合成、蛋白质合成、核酸合成等。
- 1 -。
微生物的新陈代谢
微生物的新陈代谢第五章微生物的新陈代谢一、名词解释1.新陈代谢、生物体从环境摄取营养物转变为自身物质，同时将自身原有组成转变为废物排出到环境中的不断更新的过程。
2.生物氧化、细胞内的糖，蛋白质和脂肪进行氧化分解生成CO2和水，并释放能量的过程。
3.呼吸、有机体利用氧气通过代谢分解有机化合物释放化学能的过程。
4.呼吸链、在生物氧化过程中，从代谢物上脱下的氢由一系列传递体依次传递，最后与氧形成水的整个体系称为呼吸链5.无氧呼吸、生物在无氧条件下进行呼吸，包括底物氧化及能量产生的代谢过程。
6.发酵、细菌和酵母等微生物在无氧条件下，酶促降解糖分子产生能量的过程。
7.同型酒精发酵、酿酒酵母能够通过EMP途径进行同型酒精发酵，即由EMP途径代谢产生的丙酮酸经过脱羧放出CO2，同时生成乙醛，乙醛接受糖酵解过程中释放的NADH+H+被还原成乙醇。
异型酒精发酵、一些细菌能够通过HMP途径进行异型乳酸发酵产生乳酸、乙醇和CO2等8.Stickland反应、某些专性厌氧细菌如梭状芽孢杆菌在厌氧条件下生长时，以一种氨基酸作为氢的供体，进行氧化脱氨，另一种氨基酸作氢的受体，进行还原脱氨，两者偶联进行氧化还原脱氨。
这其中有ATP生成。
9.两用代谢途径、既可用于代谢物分解又可用于合成的代谢途径。
如三羧酸循环。
10.代谢回补顺序、是指能补充两用代谢途径中因合成代谢而消耗的中间代谢物的那些反应11.乙醛酸循环、在植物和微生物中有一个与三羧酸循环相类似的代谢过程，其代谢中间产物有乙醛酸，这个生化过程称为乙醛酸循环12.固氮酶、一种能够将分子氮还原成氨的酶13.异形胞、某些丝状蓝藻所特有的变态营养细胞,是一种缺乏光合结构、通常比普通营养细胞大的厚壁特化细胞。
异形胞中含有丰富的固氮酶,为蓝藻固氮的场所。
14.类菌体、根瘤菌进入宿主根部皮层细胞后，分化成膨大、形状各异、无繁殖能力，但具有很强固氮活性的细胞。
15.豆血红蛋白、豆科植物根瘤中发现的血红蛋白样红色蛋白质。
微生物的新陈代谢
EMP途径的生理功能
ATP和还原力NADH2
连接其他代谢途径的桥梁：TCA、HMP、ED 中间代谢产物 逆向反应进行多糖合成 EMP途径与人类的关系 乙醇、乳酸、甘油、丙酮和丁醇发酵
24
Southern Yangtze University
19
四条底物脱氢途径及与递氢受氢关系
20
一、底物脱氢的四条主要途径
EMP途径 糖酵解途径(Glycolysis) 己糖二磷酸途径(Hexose diphosphate pathway) HMP途径 ED途径 TCA循环
21
EMP途径的总反应式
22
EMP途径简图及总反应式
产物种类及去向
23
EMP途径的意义
25
26
HMP途径
己糖一磷酸途径Hexose Monophosphate Pathway 己糖一磷酸支路（Shunt） 戊糖磷酸途径（Pentose Phosphate Pathway） 磷酸葡萄糖途径（Phosphogluconate Pathway） WD途径（Warburg-Dickens Pathway） HMP途径的特点 HMP途径的总反应式 HMP途径的意义 存在HMP途径的微生物
微生物产生能量的方式 氧化还原反应（生物氧化还原反应） 光化学反应
化能异养微生物的生物氧化和产能 自养微生物产ATP和产还原力
16
生物氧化还原反应特点
生物氧化还原反应特点 细胞内的酶促反应 氧化反应放能逐段进行 放出能量一部分以化学能形式储存于能量载体中 真核生物氧化在线粒体中进行 原核生物在细胞膜上进行
葡萄糖不同脱氢途径的产能效率
医学微生物学细菌的新陈代谢
引言概述：医学微生物学是研究微生物在人体中的作用和影响的学科。
微生物在人体内进行新陈代谢活动，其中细菌是最常见的微生物类型之一。
细菌的新陈代谢是指细菌内部化学反应和能量转化的过程。
本文将深入探讨医学微生物学中细菌的新陈代谢。
正文内容：1.无氧代谢1.1好氧呼吸：细菌利用氧气进行有氧呼吸，将有机物氧化成水和二氧化碳，同时产生能量和ATP。
1.2基质胞内呼吸：某些细菌在缺氧条件下进行代谢，通过无氧呼吸系统将有机物转化为酸、酒精或溶解性气体。
1.3乳酸发酵：某些细菌无法利用氧气进行呼吸，而是通过乳酸菌酶将糖转化为乳酸。
2.合成代谢2.1蛋白质合成：细菌通过蛋白质合成酶将氨基酸合成为蛋白质，以满足自身对蛋白质的需求。
2.2核酸合成：细菌通过核酸合成酶将核苷酸合成为核酸，包括DNA和RNA。
2.3脂质合成：细菌合成脂质以构建细胞膜，并储存能量。
脂质合成包括脂肪酸的合成和脂质的组装。
2.4糖类合成：细菌通过吸收外源性糖类和内源性合成来获得能量。
3.分解代谢3.1糖类分解：细菌通过糖酶将糖分解为能量。
不同细菌对糖类的分解途径有所不同。
3.2脂肪分解：细菌通过脂肪酶将脂肪分解为脂肪酸和甘油。
3.3蛋白质分解：细菌通过蛋白酶将蛋白质分解为氨基酸。
3.4核酸分解：细菌通过核酸酶将核酸分解为核苷酸和核糖。
4.运输代谢4.1氨基酸运输：细菌通过载体蛋白质将外源性氨基酸从外部运输到细胞内。
4.2糖类运输：细菌通过载体蛋白质将外源性糖类从外部运输到细胞内。
4.3脂质运输：细菌通过载体蛋白质将外源性脂质从外部运输到细胞内。
4.4离子运输：细菌通过质子泵和离子通道等机制将离子从外部运输到细胞内。
5.外源化合物利用代谢5.1多糖分解：细菌通过多糖酶将外源性多糖分解为单糖并利用。
5.2醇类代谢：细菌通过醇酶将外源性醇类代谢为能量和有机物。
5.3芳香化合物降解：某些细菌具有芳香化合物降解能力，可以将有机废弃物降解为无毒无害的物质。
总结：细菌的新陈代谢是一个复杂而多样化的过程。
第5章微生物的新陈代谢
EMP途径 HMP途径
ED途径 TCA循环
EMP途径又称糖酵解途径（glycolysis）或
己糖二磷酸途径（hexose diphosphate pathway），
是绝大多数生物所共有的一条主流代谢途径。
1分子葡萄糖为底物
在总反应中，可概括成
两个阶段 (耗能和产能)、 三种产物 (NADH＋H+、丙酮酸和ATP)
② 产还原力：产生大量的NADPH2形式的还原力，不仅可
供脂肪酸、固醇等生物合成之需，还可供通过呼吸链产生 大量能量之需；
③ 作为固定的CO2中介：是光能自养微生物和化能 自养微生物固定CO2的重要中介；
④ 扩大碳源利用范围：微生物利用C3～C7多种碳源
提供了必要的代谢途径； ⑤ 连接EMP途径：通过与EMP途径的连接，微生物 合成提供更多的戊糖。
这是一种递氢和受氢都必须在有氧条件下完成 的生物氧化作用，是一种高效产能方式。
又称电子传递链（ electron transport chain，ETC）， 是指位于原核生物细胞膜上或真核生物线粒体膜上的、 由一系列氧化还原势呈梯度差的、链状排列的氢（或电 子）传递体。
低氧化还原势的化合物
氢或电子 逐 级 传 递
通过与氧化磷酸化反应相偶联
跨膜质子动势
推动了ATP的合成
高氧化还原势化合物
Eg.分子氧或其他无机、有机氧化物
（1）烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD） 和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP） （2）黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD） 和黄素单核苷酸（FMN） （3）铁硫蛋白（Fe-S） （4）泛醌（辅酶Q） （5）细胞色素系统
化能异养微生物
最 初 能 源
有机物
化能自养微生物
第五章 微生物的新陈代谢
顺序严格的系列反应 由酶催化，条件温和
大部分为ATP 高
生物氧化的过程
脱氢（或电子） 递氢（或电子） 受氢（或电子） 三阶段
生物氧化的功能： 产能(ATP)
产还原力【H】 小分子中间代谢物
生物氧化的类型
呼吸 无氧呼吸 发酵
（一）、底物脱氢的4条途径：
1、糖酵解途径
（Embden-Meyerhof-Parnas pathway，简称EMP途径）
ED途径的特点是：
①具有一特征性反应——葡萄糖经转化为2-酮-3-脱氧-6磷酸葡萄糖酸后，裂解成丙酮酸和3-磷酸甘油醛；3-磷 酸甘油醛再经EMP途径转化成为丙酮酸。结果是1分子葡 萄糖产生2分子丙酮酸，1分子ATP。
②存在一特征性酶——KDPG醛缩酶；
③其终产物2分子丙酮酸的来历不同，即一个由KDPG裂解 而来，另一由EMP途径转化而来；
（4）氨基酸发酵产能——Stickland反应
• —种氨基酸作底物脱氢(即氢供体)，而以另 一种氨基酸作氢受体而实现生物氧化产能 的独特发酵类型，称为Stickland反应。每 分子氨基酸仅产1个ATP。
底物水平磷酸化（substrate level phosphorylation）
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。
发酵的类型
• （1）由EMP途径中丙酮酸出发的发酵 丙酮酸是EMP途径的关键产物，由它出发，
在不同微生物中可进入不同发酵途径。 如：酿酒酵母：同型酒精发酵；
德氏乳杆菌、嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、干 酪乳杆菌：同型乳酸发酵。 利用：工业发酵手段生产代谢产物。鉴定菌 种。
（2）通过HMP途径的发酵——异型乳酸发酵
微生物的新陈代谢
脂类的代谢
部分微生物能够通过β-氧化等 途径，将脂肪酸分解为乙酰
CoA，进而进入三羧酸循环进 行代谢。
氮源代谢
氨基酸的代谢
微生物可利用氨基酸作为氮源和 碳源，通过转氨基作用和脱氨基 作用将氨基酸转化为其他含氮化 合物和碳骨架。
铵盐的代谢
铵盐是微生物常用的无机氮源， 可通过谷氨酸脱氢酶等酶的作用 ，将铵盐转化为氨基酸等有机氮 化合物。
蛋白质组学技术
利用蛋白质组学技术，如蛋白质质谱分析、蛋白质互作分析等，研究 微生物新陈代谢过程中的蛋白质组成、结构和功能。
组学技术在微生物新陈代谢研究中的应用
代谢组学技术
通过代谢组学技术，如代谢物质谱分析、代谢通路分析等，研究微生物代谢产物的种类 、含量和变化规律，揭示微生物新陈代谢的代谢网络和调控机制。
微生物具有极强的环境适应能力，能够在各 种极端环境中生存和繁殖，如高温、低温、 高盐、高辐射等。
微生物对环境的影响
微生物的代谢活动对环境产生深远影响，如参与地 球化学循环、促进有机物分解、产生温室气体等。
微生物与环境的互作
微生物通过代谢活动与周围环境进行物质和 能量的交换，同时也受到环境因素的影响和 制约。
微生物通过呼吸作用将有机物氧化分 解成小分子物质，同时释放出能量。 呼吸作用包括有氧呼吸和无氧呼吸两 种类型。
发酵作用
某些微生物在无氧条件下，通过发酵 作用将有机物分解并产生能量。发酵 过程中会产生一些特定的代谢产物， 如酒精（如蓝藻、紫藻等）能够通过光合作用，利用光能将无机物合成有机物，并储存能量。光合作用分为 产氧光合作用和不产氧光合作用两种类型。
微生物燃料电池
利用微生物将有机物转化为电能，同 时处理有机废水，实现能源回收和废 水处理双重目的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
生长：细胞结构物质合成 产物合成 维持：物质运输、运动、亚细胞结构形成、
大分子周转等
提供还原力
NADH NADPH
合成代谢
由前体化合物合成大分子单体 由前体化合物合成产物 由单体形成大分子化合物
蛋白 核酸 多糖 脂肪
分解代谢的三个阶段
➢ S0+1½ O2+H2OSO42-+2H+ G0’=-584.9kJ/mol
➢ 硫杆菌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。
➢ H2S首先被氧化成元素硫，随之被硫氧化酶和细胞色素 系统氧化成亚硫酸盐，放出的电子在传递过程中可以
2) 无氧呼吸
1) 有氧呼吸
底物脱下的氢 经过完整的呼 吸链(电子传递 链，Electron Transfer Chain －ETC)传递,最 终被外源分子 氧接受，产生 水并释放出ATP 形式的能量
电子传递系统
ATP的生成
2) 无氧呼吸
呼吸链末端的电子受体不是氧 可作为电子受体的物质：
应用
奈被假单胞菌利用生成水杨酸 丙烯腈生成丙烯酰胺 石油脱蜡 长链二元酸 二次采油 石油污染处理
3. 呼吸
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 释放出能量的过程。
1) 有氧呼吸
NO3－ NO2－ SO42－ CO2
能量生成效率低于氧
第二节 化能自养微生物的生物氧化
一些微生物可以从氧化无机物获得能量， 同化合成细胞物质，这类细菌称为化能自 养微生物。它们在无机能源氧化过程中通 过氧化磷酸化产生ATP。 能源：
H2 H2+½ O2H2O G0’=-237.2kJ/mol
a. EMP途径 b. HMP途径 c. ED途径 d. TCA循环
糖酵解途径 Embden-Meyerhof-Parnas
pathway
功能
提供ATP 提供还原力(NADH2) 提供前体化合物
6-磷酸葡萄糖 磷酸三碳糖 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸
总反应： Glucose+2Pi+2ADP+2NAD+ 2Pyruvate+2ATP+2NADH+2H++2H2O
偶联产生四个ATP。
➢ 亚硫酸盐的氧化可分为两条途径，一是直接氧化成 SO42-的途径，由亚硫酸盐-细胞色素c还原酶和末端细 胞色素系统催化，产生一个ATP；二是经磷酸腺苷硫酸 的氧化途径，每氧化一分子SO32-产生2.5个ATP。-
HMP途径
即单磷酸己糖途径(Hexose Monophosphate Pathway)，也称戊糖磷酸 途径(Pentose Phosphate Pathway)。 分为氧化阶段和非氧化阶段 功能：
提供还原力(NADPH) 提供前体化合物
核糖磷酸(包括5-磷酸核糖-1-焦磷酸, PRPP) 磷酸赤藓糖
分解代谢的三个阶段
1. 第一阶段是将蛋白质、多糖及脂类等大分子 营养物质降解成为氨基酸、单糖及脂肪酸等 小分子物质；
2. 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；
3. 第三阶段是通过三羧酸循环将第二阶段产物 完 FA全DH降第2。解二生和成第C三O2阶，段并产产生生的ATAPT、P、NNADADHH及及 F的AADTHP2。通过电子传递链被氧化，可产生大量
能量与代谢的关系
能量代谢的中心任务
有机物
日光
还原态无 机物
通用能源 ATP
第一节 化能异氧微生物的生物氧化和产能
形式：与氧结合，脱氢，失去电子 过程：脱氢（电子），递氢，受氢 功能：产能(ATP)，产还原力([H])，产小
分子中间代谢物 类型：发酵，有氧呼吸，无氧呼吸
1. 底物脱氢的4条途径
第六章 微生物的新陈代谢
代谢
代谢(metabolism)是细胞内发生的各种 化学反应的总称，它主要由分解代谢 (catabolism)和合成代谢(anabolism)两个 过程组成。
分解代谢：将大分子物质降解成小分子 物质的过程。
合成代谢是：将简单的小分子物质合成 复杂大分子的过程。
分解代谢的作用
TCA循环
功能
提供还原力：3 NADH2，1 FADH2 提供能量：形成1 GTP 提供前体化合物：
a-酮戊二酸 琥珀酸 草酰乙酸
AcCoA+3NAD+FAD+GDP+Pi+2H2O 2CO2+3NADH2+FADH2+GTP+CoA
2. 烃的利用
能分解烃类的微生物
细菌：假单胞菌 分枝杆菌 棒状杆菌 放线菌：链霉菌 诺卡氏菌 酵母菌：假丝酵母
NH3 S
Fe
氨的氧化
NH4++1½ O2NO2-+2H++H2O G0’=-270.7kJ/mol
NO2-+½ O2NO3-
G0’=-7Biblioteka .4kJ/molNH3和NO2-是可以用作能源的最普通的无机氮化合物， 能被硝化细菌所氧化，硝化细菌可分为两个亚群：亚 硝化细菌和硝化细菌。
氨氧化为硝酸的过程可分为两个阶段，先由亚硝化细 菌将氨氧化为亚硝酸，再由硝化细菌将亚硝酸氧化为 硝酸。由氨氧化为硝酸是通过这两类细菌依次进行的。
硝化细菌都是一些专性好氧的革兰氏阳 性细菌，以分子氧为最终电子受体，且 大多数是专性无机营养型。它们的细胞 都具有复杂的膜内褶结构，这有利于增 加细胞的代谢能力。硝化细菌无芽孢， 多数为二分裂殖，生长缓慢，平均代时 在10h以上，分布非常广泛。
硫的氧化
➢ S2-+2O2SO42-
G0’=-794.5kJ/mol
HMP途径
Glucose 6-phosphate + 2 NADP+ + H2O → ribulose 5-phosphate + 2 NADPH + 2 H+ + CO2
磷酸戊糖途径提供 NADPH的方式
ED途径
Entner-Doudoroff pathway
Glucose + ADP +Pi +NAD + NADP 2Pyruvate + ATP + NADH2 + NADPH2