第四章 微生物的代谢

（2）硫酸盐呼吸
硫酸盐呼吸：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。 SO42－＋8H （3）铁呼吸 呼吸链的末端受体是Fe3+。 （4）延胡索酸呼吸 呼吸链的末端氢受体是延胡索酸，琥珀酸是还原 产物。 4H2O＋S2－
第三节 大分子物质的分解代谢
一、多糖的分解
淀粉
由各种胞外淀粉酶分解成葡萄糖（麦芽糖）后被吸收利用 • -淀粉酶：枯草杆菌，米曲霉 • -淀粉酶 ：巨大芽孢杆菌 • 葡萄糖淀粉酶 ：黑曲霉 • 异淀粉酶
纤维素
由复合的纤维素酶催化产生葡萄糖后被微生物吸收利用
第三节 大分子物质的分解代谢
二、油脂的分解 通过脂肪酶将油脂分解成甘油和脂肪酸。 1、甘油的利用 直接吸收后经磷酸化并转变为磷酸二羟丙 酮。 2、脂肪酸的利用 经-氧化途径产生乙酰CoA后被利用。
TCA循环
草酰乙酸
乙酰辅酶A
柠檬酸
苹果酸
顺乌头酸
延胡索酸
异柠檬酸
琥珀酸 琥珀酰辅酶A
α酮戊二酸
三、无氧呼吸
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。
•硝酸盐呼吸 •硫酸盐呼吸
•铁呼吸
•延胡索酸呼吸
（1）硝酸盐呼吸
硝酸盐呼吸：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。
能量代谢是新陈代谢的核心问题！
一、发 酵
发 酵：在无氧等外源氢受体的条件下，底物氧化 所产生的电子未经呼吸链传递而直接交内源性中 间代谢物接受，以实现底物水平磷酸化产能的一 类生物氧化反应。
工业发酵:是泛指任何利用好氧性或厌氧性微生物 来生产有用代谢产物或食品、饮料的一类生产方 式。
EMP途径
单糖的激化阶段 降解的起始点 氧化与产能阶段 脱氢点 产能点 终产物
2、简述发酵、有氧呼吸及无氧呼吸三种途径产生能量的差异。
第四章
微生物的代谢
(Microbial Metabolism)
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和合成代谢的总和。 复杂分子 （有机物） 合成代谢酶系
分解代谢酶系
简单分子 + ATP + [H]
分解代谢是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。 合成代谢与分解代谢正好相反，是指在合成代谢 酶系的催化下，由简单小分子、ATP形式的能量和 [H]式的还原力一起合成复杂的大分子的过程。
（一）酵母菌的发酵
第一型发酵：无氧、中性或偏酸性条件，产物为乙醇
CH3COCOOH 脱羧酶 CH3CHO + CO2
CH3CHO + NADH2 CH3CH2OH + NAD
乙醇脱氢酶
葡萄糖
2丙酮酸 2 乙 醛
2 乙醇
（一）酵母菌的发酵
第二型发酵：无氧、有亚硫酸氢钠存在
1. 物质氧化才能供给微生物能量，物质氧化的方式根据最终电子受体的不 同有三种方式：_____、_____和_____。 2.经呼吸链，每个NADH可产生 ______个ATP。 3.当微生物进行呼吸时，分解一个单个葡萄糖，一般形成____个ATP分子。
3、问答题 1、酵母菌第一型、第二型和第三型发酵的条件、电子受体及产 物分别是什么？
三、酶的类型（自学） 四、微生物细胞的酶系统
1、根据酶的活动部位分 •胞内酶 •胞外酶 2、根据酶合成与代谢产物的关系 •组成酶 •诱导酶
五、微生物细胞对酶的调控
1、对酶合成的调节 • 酶的诱导 • 酶的阻遏 2、对酶活性的调节 • 酶原激活 • 酶的修饰 • 反馈抑制 • 前馈激活
第二节 微生物的产能代谢
乙醛与亚硫酸氢钠反应，磷酸二羟丙酮作为受氢体，产物为 甘油，不产生ATP。 磷酸二羟丙酮＋NADH2 甘油
第三型发酵：无氧、碱性条件
乙醛发生岐化反应，磷酸二羟丙酮作为受氢体，产物为甘油、 乙醇、乙酸，不产生ATP。
（二）乳酸发酵
葡萄糖 2丙酮酸
2乳 酸
乳酸脱氢酶
同型乳酸发酵
异型乳酸发酵
（三）混合酸发酵
第一节 酶
一、酶的一般特性
• 催化效率高；
• 具有高度的专一性；
• 反应条件温和；
• 酶活力ห้องสมุดไป่ตู้调节；
• 无毒。
二、酶的化学本质及组成
单纯酶 结合酶 —— 酶蛋白 + 辅因子 有机小分子 辅酶
金属离子
辅基
与酶蛋白共价结合，牢而不易分离（辅基）。 辅基与辅酶： 与酶蛋白非共价结合，疏松而易分离（辅酶）。
第三节 大分子物质的分解代谢
三、蛋白质的分解
通过蛋白酶将蛋白质分解成肽，并可继 续分解成氨基酸。
1、氨基酸的直接利用
2、氨基酸的脱氨分解利用 3、氨基酸的脱羧分解
思考题
1、名词解释：胞内酶、胞外酶、诱导酶、组成酶、单纯酶、结 合酶、发酵、有氧呼吸、无氧呼吸、同型乳酸发酵、混合酸发 酵、V.P反应、MR Test、 2、填空
发酵过程中产生甲酸、乙酸、乙醇、乳酸、琥珀
酸以及CO2和H2等多种代谢产物
丙酮酸
（四）丁二醇发酵
由产气肠杆菌(Enterobacter aerogenes) 进行。
菌种鉴定
V.P.试验: 在碱性条件下乙酰甲基甲醇被氧化成二乙 酰，二乙酰又能与精氨酸的胍基起反应生成红色化合 物，由于大肠杆菌不产生（或产生很少）2，3-丁二 醇，因此大肠杆菌发酵葡萄糖的V.P.反应为阴性， 产 气杆菌发酵葡萄糖的V.P.反应为阳性。
MR Test: 混合酸发酵产生的有机酸多，可以使培养 液的pH下降至4.2以下，与甲基红试剂反应呈红色。
二、有氧呼吸
微生物氧化有机物脱下的电子经呼吸链中一系 列电子载体的传递交给最终电子受体并产生能量的 过程。
有氧呼吸：分子氧为最终电子受体
丙酮酸脱羧形成乙酰CoA，然后进入TCA循环， 脱下的电子进入呼吸链，最终被彻底氧化。